淡水硅藻培育方法技术

本发明专利技术公开了一种淡水硅藻培育方法，其包括以下步骤：获得新鲜的微囊藻(Microcystis)水华；控制所述微囊藻水华的初始叶绿素a浓度为4000～60000μg/L；将所述微囊藻水华放置在温度为18～42℃的环境中，并使所述微囊藻水华的pH值降低至2.5～3，在曝气量为0.1～0.3立方米/(小时·10升藻)的条件下进行空气曝气4～6天；稀释所述微囊藻水华，使所述微囊藻水华的叶绿素a浓度为600～1000μg/L；在曝气量以0.4～0.8立方米/(小时·10升藻)的条件下，对所述微囊藻水华进行空气曝气12～16天；所述微囊藻水华水体变为棕褐色时，所述微囊藻水华培育成硅藻聚团生长的细颗粒，水体中硅藻颗粒沉淀半小时后的体积量达到7～15mL/L。

【技术实现步骤摘要】
淡水硅藻培育方法
本专利技术涉及水体富营养化与蓝藻水华控制技术、水产养殖
，且特别涉及一种淡水硅藻培育方法。
技术介绍
蓝藻门微囊藻属水华(我国内陆水体发生的蓝藻水华主要是微囊藻水华)是我国淡水水体中广泛出现的一种有害藻类水华，目前对我国水生态系统、水源地管理、景观与旅游、水产品的生产等多个方面产生了严重的危害，而亟需有效控制和治理。虽然有害藻类水华的机理研究已有巨大进步，但仍有很多未知之谜。微囊藻能从与其他藻类的竞争中胜出与其生长最大化、损失最小化方面具备的多种能力有关。并且微囊藻水华具备与丝状蓝藻显著不同的形态学特点——浮游性球形细胞聚集形成群体，群体外包裹有胶鞘，即胞外聚合物。尤其微囊藻利用胞外聚合物将单细胞聚集成群体，其群体胶鞘被认为是微囊藻形成水华、维持优势的重要因素之一。目前我国微囊藻水华的治理有多种方法，其中通过控源截污形成的营养盐控制法是最根本的办法，但是在实际运用中很难有效控制营养盐水平，因为社会生产和人们生活的各个方面均会产生大量的污水或者富含营养的物质，这些营养物质虽然会经过一定的处理后在排入环境，但是湖泊仍然是最大的纳污处，而从营养盐控制的角度很难控制浅水富营养湖泊中的蓝藻水华。即使营养盐的外源输入得到有效控制，由于生态系统对营养盐水平变化的响应需要时间，控制营养盐后也不一定能够获得立竿见影的水华控制效果。因此，我国目前的蓝藻水华治理，尤其是针对我国多个浅水湖泊中严重的微囊藻水华的治理，目前最有效和最直接的控制方法是打捞微囊藻水华，即将微囊藻水华打捞后从水体中移除。>但是蓝藻水华打捞后的处理方法却没有相应的有效进展，一般还是腐烂后作为肥料或者是直接堆积在相应区域内没有实际用途。由于巨量的蓝藻水华需要大量土地进行堆积，而且堆积过程中会散发大量浓重的臭味，影响周边人们的生产生活。因此，如何对蓝藻水华控制并进一步地资源化利用，是一个重要的发展方向。蓝藻水华的资源化利用已经有很多的探索，比如作为生物柴油、利用蓝藻水华培养绿藻或者光合细菌或者生物絮团等，这些均为蓝藻水华的控制、资源化利用提供了重要方向。专利技术人之前也发现了将微囊藻水华控制在适宜的条件时，微囊藻水华中会出现硅藻生长，这为微囊藻水华的控制和资源化利用提供了一种新的思路和方法。但是专利技术人之前的方法中所培育得到的硅藻密度不够大，微囊藻水华中单个微囊藻群体里一般仅会出现10来个硅藻细胞，微囊藻细胞所占的比例依然比较大，且所需的培养时间比较长，一般为18～70天，影响了硅藻的多种价值的发挥和微囊藻水华的控制效果，因此需要改善方法而获得硅藻密度更大、纯度更高的方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在解决现有技术在蓝藻水华的资源化过程中，所培育得到的硅藻密度低，时间较长，效果较差等技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种淡水硅藻培育方法，特别是将微囊藻水华转变为硅藻的方法，其包括以下步骤：获得新鲜的微囊藻(Microcystis)水华；控制所述微囊藻水华的初始叶绿素a浓度为4000～60000μg/L；将所述微囊藻水华放置在温度为18～42℃的环境中，并使所述微囊藻水华的pH值降低至2.5～3，在曝气量为0.1～0.3m3/(h·10L藻)(立方米/(小时·10升藻))的条件下进行空气曝气5天左右(4～6天)；稀释所述微囊藻水华，使所述微囊藻水华的叶绿素a浓度为600～1000μg/L；在曝气量为0.4～0.8立方米/(小时·10升藻)的条件下，对所述微囊藻水华进行空气曝气12～16天；所述微囊藻水华水体变为棕褐色时，所述微囊藻水华培育成硅藻。进一步的，所述微囊藻为蓝藻门微囊藻属。进一步的，采用添加酸类物质使所述微囊藻水华的pH值降低至2.5～3，所述酸类物质为盐酸、硝酸或硫酸。进一步的，稀释所述微囊藻水华时，以尽量使微囊藻群体形成的细小颗粒悬浮在水体中，且尽量不溅出。进一步的，在曝气量为0.4～0.8m3/(h·10L藻)的条件下，对所述微囊藻水华进行空气曝气12～16天，其过程具体包括：第5～8天，所述微囊藻水华逐渐变为黄绿色；第8～12天，所述微囊藻水华逐渐变为棕绿色或棕褐色；第12～16天，所述微囊藻水华完全变为棕褐色。进一步的，所述微囊藻水华水体的颜色从棕绿色到棕褐色的时间为2～4天。进一步的，所述硅藻优势种类为菱形藻(Nitzschia)或/和脆杆藻(Fragilaria)或/和针杆藻(Synedra)。进一步的，所述硅藻细胞聚团形成的棕褐色硅藻细颗粒，所述颗粒的粒径一般可达0.3～5mm，硅藻细胞利用了微囊藻群体中本来已有的群体胶鞘即胞外聚合物作为附着基质实现聚团生长。进一步的，所述硅藻细胞聚团形成的棕褐色硅藻细颗粒，所述棕褐色细颗粒含量达到7～15mL/L(以沉淀半小时后在水体中的体积量表示)。从而，实现初始时叶绿素a含量为600～1000μg/L的微囊藻水华转化为7～15mL/L的硅藻细胞聚团形成的硅藻细颗粒，即初始时每600～1000μg叶绿素a含量的微囊藻水华可以转变为7～15mL的硅藻细颗粒。综上所述，本专利技术提供的淡水硅藻培育方法与现有技术相比具有以下有益效果：1、可以充分利用有害的微囊藻水华，并且可以快速降解蓝藻毒素，为微囊藻水华的控制及资源化利用提供了极好的方法。2、实现了在高温条件下培育硅藻，适宜的高温条件促进了硅藻快速生长，为硅藻大规模生长和培育提供了快捷的好方法，培养时间可短至16天左右可实现微囊藻水华向硅藻的转变，并且可以完全去除其中的微囊藻细胞或者将微囊藻细胞的含量降低到5％以下。3、本专利技术的方法简单明确，思路清晰、确定；由于微囊藻水华来源丰富、廉价，无需向系统中补充无机态硅元素，也无需在实验过程中向水体添加氮、磷等其他营养物质，这些营养物质的来源都是微囊藻水华腐烂所得，即可实现硅藻的大量培育。4、本专利技术可以对高浓度的微囊藻水华(初始微囊藻水华中叶绿素a浓度高达600～1000μg/L)进行高效转化、培育为硅藻，可对打捞的微囊藻水华直接处理、转化。5、本专利技术中的硅藻以聚团的小颗粒态生长为主，可以在扰动条件下悬浮在水体中生长，藻类聚集体形成的单个小颗粒中硅藻可以成百上千个，甚至是数千个或上万个，聚集的小颗粒形态便于硅藻的浓缩收集，比如离心、沉降法浓缩可以得到泥浆状的棕褐色硅藻泥，便于硅藻的进一步利用。6、本专利技术实现了初始时叶绿素a含量为600～1000μg/L的微囊藻水华转化为7～15mL/L的硅藻细胞聚团形成的硅藻细颗粒，即初始时每600～1000μg叶绿素a含量的微囊藻水华可以转变为7～15mL的硅藻细颗粒，转化效率高。7、本专利技术首次发现微囊藻群体的胶鞘即胞外聚合物能够被硅藻利用起来，成为硅藻生长的一种附着基质，而实现硅藻的聚团生长。附图说明下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本专利技术的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。图1所示为本专利技术一实施例提供的淡水硅藻培育方法的方法流程图；图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种淡水硅藻培育方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获得新鲜的微囊藻(Microcystis)水华；/n控制所述微囊藻水华的初始叶绿素a浓度为4000～60000μg/L；/n将所述微囊藻水华放置在温度为18～42℃的环境中，并使所述微囊藻水华的pH值降低至2.5～3，在曝气量为0.1～0.3m

【技术特征摘要】
1.一种淡水硅藻培育方法，其特征在于，包括以下步骤：
获得新鲜的微囊藻(Microcystis)水华；
控制所述微囊藻水华的初始叶绿素a浓度为4000～60000μg/L；
将所述微囊藻水华放置在温度为18～42℃的环境中，并使所述微囊藻水华的pH值降低至2.5～3，在曝气量为0.1～0.3m3/(h·10L藻)条件下进行空气曝气4～6天；
稀释所述微囊藻水华，使所述微囊藻水华的叶绿素a浓度为600～1000μg/L；
在曝气量以0.4～0.8m3/(h·10L藻)的条件下，对所述微囊藻水华进行空气曝气12～16天；
所述微囊藻水华水体变为棕褐色时，所述微囊藻水华培育成硅藻。


2.如权利要求1所述的淡水硅藻培育方法，其特征在于，所述微囊藻为蓝藻门微囊藻属。


3.如权利要求1所述的淡水硅藻培育方法，其特征在于，采用添加酸类物质使所述微囊藻水华的pH值降低至2.5～3，所述酸类物质为盐酸、硝酸或硫酸。


4.如权利要求1所述的淡水硅藻培育方法，其特征在于，稀释所述微囊藻水华时，以尽量使微囊藻群体形成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小冬，刘子秋，
申请(专利权)人：中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31