同时提高浮萍淀粉和粗蛋白产量及污水氮磷去除率的方法
【专利摘要】本发明提供了一种同时提高浮萍淀粉和粗蛋白产量及污水氮磷去除率的方法，该方法的操作如下：向设置在密闭、透光大棚内的污水处理池中输入污水，然后将浮萍接种在污水表面，且每天白天向大棚内通入CO2，污水处理池的进出水方式为连续进水、连续排水或者为间歇进水、间歇排水，控制污水在污水处理池中的水力停留时间为2～15天，浮萍在生长的同时实现污水的处理，污水处理和浮萍生长期间需定期打捞部分浮萍。本发明所述方法可同时大幅度提高浮萍的淀粉和粗蛋白产量，同时实现污水中氮磷的高效去除，有利于推进浮萍的大规模应用。
【专利说明】同时提高浮萍淀粉和粗蛋白产量及污水氮磷去除率的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水生植物培养及污水处理领域，特别涉及一种同时提高浮萍淀粉和粗蛋白产量及污水氮磷去除率的方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着工业化进程的加快，人类社会正面临着严峻的水污染和资源短缺危机。氮磷等营养物质的大量排放是水污染和水体富营养化的主要原因之一，同时氮磷又是提高生物资源产量必不可少的营养元素。因此，通过植物修复回收污水中的氮磷等营养物质并将其转化为有价值的生物质资源是同时解决水污染和资源短缺的一种有效途径。
[0003]浮萍(Duckweed)是浮萍科(Lemnaceae)植物的统称，共有5个属37个种，是最小的水生开花植物，分布非常广泛。浮萍的生长速度极快，在理想条件下16~48小时内其生物量即可翻倍，其生物量积累速度是玉米的28倍。浮萍的粗蛋白含量可高达其干重的45%,目前已广泛地用作家畜饲料和鱼的饵料。浮萍是未来生物质液体燃料最具发展潜力的战略性原料之一。
[0004]利用浮萍回收污水中的氮、磷，生产液体燃料(主要是乙醇)的工艺已较为成熟，限制浮萍进一步大规模利用的主要因素是浮萍的粗蛋白以及淀粉的产量过低的问题，其中淀粉产量过低的问题尤为突出。目前只能通过在富营养水体中培养浮萍来提高其粗蛋白产量，但在富营养水体中浮萍的淀粉产量却非常的低。在寡营养水体中培养浮萍，可以得到淀粉含量较高的浮萍，但该方法存在着以下不足:(I)要求在寡营养的水体中培养浮萍，随着水体污染的日益加重，自然水体很难达到该要求，该方法的使用范围受到了很大的局限；
(2)在寡营养水体中培养，虽然浮萍的淀粉含量得到了提高，但浮萍的生长和产量却受到了严重的限制，因而淀粉产量仍然未得到提高；(3)由于寡营养水体中不含氮，在此条件下培养浮萍，浮萍中的粗蛋白含量不仅无法提高，反而会快速下降，加之浮萍的生长和产量受限制，浮萍的粗蛋白产量也会大幅度的下降；(4)在寡营养条件下培养，浮萍对水体中的氮、磷几乎没有吸收，无法达到同时处理污水的目的。由此可见，采用现有的方法培养浮萍，无法同时提高浮萍的粗蛋白和高淀粉产量，并同时达到污水处理的效果。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种同时提高浮萍淀粉和粗蛋白产量及污水氮磷去除率的方法，该方法可同时大幅度提高浮萍的淀粉和粗蛋白产量，并实现污水中氮磷的高效去除，有利于推进浮萍的大规模应用。
[0006]本发明提供的同时提高浮萍淀粉和粗蛋白产量及污水氮磷去除率的方法，操作如下:向设置在密闭、透光大棚内的污水处理池中输入污水，然后将浮萍接种在污水表面，且每天白天向大棚内通入CO2，污水处理池的进出水方式为连续进水、连续排水或者为间歇进水、间歇排水，控制污水在污水处理池中的水力停留时间为2~15天，浮萍在生长的同时实现污水的处理，污水处理和浮萍生长期间需定期打捞部分浮萍。[0007]上述方法中，白天大棚气体中的CO2浓度越高，越有利于浮萍的淀粉和粗蛋白产量的提高，但CO2浓度越高，成本越高，因此综合考虑成本和浮萍的淀粉、粗蛋白增产情况，CO2的通入量应使白天大棚内气体中的CO2浓度为500~3000ppm，白天大棚内气体中CO2浓度优选为1000~2000ppm ;连续或者间歇向大棚中通入CO2均可。
[0008]上述方法中，将污水处理池设置在大棚中，大棚起到密封(防止CO2流失)和保温作用，同时，大棚不应影响浮萍的光合作用，因此构成密闭大棚的覆盖材料为透光且不漏气的材料，所述透光且不漏气的材料优选为透光塑料薄膜或者透光玻璃。
[0009]上述方法中，按照100~200%的覆盖率将浮萍接种在污水表面。
[0010]上述方法中，根据浮萍的生长速度确定打捞浮萍的周期，打捞周期越短，生产效率越高，但打捞周期过短会导致打捞工作量增加，优选为每隔I~8天打捞部分浮萍一次，为了使浮萍对污水中的氮磷始终具有较好的去除效果，每次浮萍的打捞量应满足打捞后污水表面浮萍的覆盖率为100~200%。
[0011]上述方法中，所述污水的总氮浓度为4~40ppm,总磷浓度为I~6ppm。[0012]上述方法中，密闭大棚和污水处理池的结构及污水处理池在密闭大棚中的设置方式如图1~4所示，污水处理池是由底板和围板组成的上端开口的长方体形腔体结构，密闭大棚由位于围板上的支架和覆盖在支架上的覆盖材料组成，覆盖材料起密封和保温作用，污水处理池的尺寸根据污水处理量而定。
[0013]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0014]1.本发明提供了一种同时提高浮萍淀粉和粗蛋白产量的新方法，该方法在提高浮萍淀粉和粗蛋白产量的同时还实现了污水中氮磷的连续去除，一举多得，打破了目前在同一污水水体中不能同时培养高淀粉和高蛋白含量浮萍的局限，有利于推进浮萍的大规模应用。
[0015]2.本发明所述方法通过补加二氧化碳的技术手段使浮萍的淀粉增产率达到了1100 %~4100 %，浮萍的粗蛋白增产率达到了 140 %~220 %，最高淀粉产量相当于0.85t/年/亩，同时粗蛋白的产量为0.85t/年/亩，最高粗蛋白产量相当于1.06t/年/亩，同时淀粉的产量为0.31t/年/亩。
[0016]3.由于本发明所述方法采用了补加二氧化碳的技术手段，在连续生产浮萍的同时还实现了污水中氮磷的高效连续去除，浮萍对污水磷去除提高率达到了 125%~161%，氮去除提高率达到了 29%~75%，有利于缓解目前所面临的水体氮磷污染问题。
[0017]4.本发明所述方法操作简单，成本低廉，并且不受浮萍品种限制，容易推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明所述方法中使用的密闭大棚和污水处理池的一种组合方式图；
[0019]图2为图1的左视图；
[0020]图3为图1中污水处理池的俯视图；
[0021]图4为图1中密闭大棚的俯视图；
[0022]图1~4中，I一污水处理池、1-1一底板、1-2 —围板、1-3 —隔板、2—密闭大棚、2-1—立柱、2-2—横梁、2-3—拱形顶棚、2-4—拱形顶棚加强梁、2-5—覆盖材料、Hl—污水处理池的高度、H2—立柱的高度、H3—拱形顶棚的高度，LI一污水处理池的长度、Wl—污水处理池的宽度、W2—处理区的宽度。
[0023]图5为实施例和对比例中浮萍的平均干物质产量和增产率；
[0024]图6为实施例和对比例中浮萍的平均淀粉含量和淀粉含量提高率；
[0025]图7为实施例和对比例中浮萍的平均粗蛋白含量；
[0026]图8为实施例和对比例中浮萍的平均粗蛋白产量和粗蛋白增产率；
[0027]图9为实施例和对比例中浮萍的平均淀粉产量和淀粉增产率；
[0028]图10为实施例和对比例中浮萍对污水的平均总磷去除率和总磷去除提高率；
[0029]图11为实施例和对比例中浮萍对污水的平均总氮去除率和总氮去除提高率。
【具体实施方式】
[0030]下面通过实施例及对比例对本发明所述同时提高浮萍粗蛋白和淀粉产量及污水氮磷去除率的方法进一步说明。
[0031]下述实施例和对比例同步进行，使用结构和尺寸相同的密闭大棚和污水处理池，所述密闭大 棚和污水处理池的结构及污水处理池在密闭大棚中的设置方式如图1~4所示。污水处理池I是由底板1-1和围板1-2组成的上端开口的长方体形腔体结构，污水处理池I内沿其长度方向设置有隔板1-3，隔板把污水处理池分隔成5个处理区，污水处理池的长度LI为24m，污水处理池的高度Hl为0.6m，污水处理池的宽度Wl为2.5m，各处理区的宽度W2均为0.5m。密闭大棚2由位于围板1-2上的支架和覆盖在支架上的透光塑料薄膜组成，塑料薄膜起密封和保温作用，支架由多根立柱2-1、多根横梁2-2、拱形顶棚2-3、以及拱形顶棚加强梁2-4构成，立柱2-1的一端位于围板1-2上，另一端与横梁相连，立柱2-1的高度H2为1.5m,拱形顶棚的高度H3为0.5m ;密闭大棚的两端(即污水处理池的宽度方向)覆盖的塑料薄膜可以打开，以方便打捞浮萍。实施例和对比例中向污水处理池中通入的污水的水质相同。
[0032]下述实施例和对比例中，所述绿萍Lemna.japonica0234(简称L.japonica0234)、绿萍 Lemna.japonica0223 (简称 L.japonica0223)、少根紫萍 Landoltia.punctata0224 (简称La.punctata0224)采集自中国云南省昆明市的滇池东岸，少根紫萍Landoltia.punctata0202 (简称La.punctata0202)采集自中国四川省成都市新津县，少根紫萍Landoltia.punctata7776 (简称 La.punctata7776)由美国北卡罗来纳州立大学(NorthCarolina State University)的Jay J.Cheng教授提供。上述5个品种的浮萍均保存于中国科学院成都生物研究所和美国罗格斯大学(Rutgers University)的浮萍种质数据库(Rutgers Duckweed Stock Cooperative, RDSC, http://www.ruduckweed.0rg/)。
[0033]下述实施例和对比例中:
[0034]浮萍干重的测定方法:将从长方形筐内取出的浮萍用洗衣机甩干(每次甩lmin，共甩两次)，然后在60°C的烘箱中干燥至恒重，称重。
[0035]浮萍淀粉含量的测定方法可参见Zhang L.，Chen Q.，Jin Y.，etal.Energy-saving direct ethanol production from viscosity reduction mash ofsweet potato at very high gravity (VHG).Fuel Processing Technology.2010, 91 (12):1845-1850。具体测定方法为:将干燥的浮萍粉碎成粉末，称取0.03~0.06g浮萍干粉置于250mL磨口锥形瓶中，加入30mL6mol/L的HCl溶液和IOOmL蒸馏水，装上冷凝管，置沸水浴中回流2h。回流完毕，立即用流动水冷却，待浮萍样品水解液冷却至室温后，加入NaOH调节水解液的pH值为7。然后加入20mL20wt%醋酸铅溶液，摇匀后放置lOmin，转移至500mL容量瓶中，加蒸馏水定容至500mL，过滤，弃去初滤液，收集5mL滤液过预活化好的反相C18固相萃取小柱，弃去最初的I~2mL,收集后面的3~4mL,再用0.22 μ m的水系滤膜过滤。利用HPLC测定滤液中葡萄糖含量，根据淀粉含量=葡萄糖含量/1.1，计算浮萍的淀粉含量。
[0036]浮萍粗蛋白含量的测定方法:采用FOSS KJ2200凯氏定氮仪测定。具体为:称取Ig干燥的浮萍粉末，倒入凯氏烧瓶内，加入0.4~0.5g硫酸铜与硫酸钾的混合物(硫酸铜与硫酸钾的质量比为1:15)以及12mL浓硫酸，于400°C消化3h得到消解液。然后按照FOSSKJ2200凯氏定氮仪的标准操作程序自动测定消解液中的凯氏氮含量(Kf)。根据粗蛋白含量计算公式计算浮萍粗蛋白含量，浮萍粗蛋白含量=KjN*6.25。
[0037]浮萍的干物质产量(g/m2/d)=(取样时浮萍的干重-上次取样时浮萍的干重)/取样水面面积/培养时间；
[0038]浮萍的粗蛋白产量(g/m2/d)=浮萍的干物质产量*浮萍粗蛋白含量；
[0039]浮萍的淀 粉产量(g/m2/d)=浮萍的干物质产量*浮萍淀粉含量；
[0040]浮萍干物质增产率(％ )=(实施例干物质产量-对比例干物质产量)/对比例干物质产量*100% ；
[0041]淀粉增产率(％ )=(实施例浮萍淀粉产量-对比例浮萍淀粉产量)/对比例浮萍淀粉产量*100% ；
[0042]粗蛋白增产率(％)=(实施例浮萍蛋白产量-对比例浮萍蛋白产量)/对比例浮萍蛋白产量*100% ；
[0043]淀粉含量提高率(％ )=(实施例浮萍淀粉含量-对比例浮萍淀粉含量)/对比例浮萍淀粉含量*100% ；
[0044]下述实施例和对比例中，TN是指水体中的总氮，NH4+-N是指水体中的氨氮，NOf-N是指水体中的硝酸盐氮、NOf-N是指水体中亚硝酸盐氮，TP是指水体中的总磷。水体中的NH/-N、NCV-N、NOf-N、TN和TP含量通过多功能水质分析仪PhotoLab6100 (WTW，德国)测定，所用试剂为默克公司(Merck Corp，德国)的配套试剂，按照配套试剂的说明书进行操作。
[0045]污水氮去除率(％ )=(进水的氮浓度-出水的氮浓度)/进水的氮浓度*100% ;
[0046]污水磷去除率(％ )=(进水的磷浓度-出水的磷浓度)/进水的磷浓度*100% ;
[0047]污水氮去除提高率(％ )=(实施例氮去除率-对比例氮去除率)/对比例氮去除 *100 % ；
[0048]污水磷去除提高率(％ )=(实施例磷去除率-对比例磷去除率)/对比例磷去除 *100 % ；
[0049]水温、气温和光照强度的测定采用实时在线检测仪ZDR_2W14(杭州泽大仪器，中国)，设定为每IOmin自动记录一次。
[0050]对比例
[0051]向设置在密闭、透光大棚内的污水处理池的5个处理区中均泵入0.5m深的污水，然后将 La.punctata0224、L.japonica0223> La.punctata0202、L.japonica0234 和La.punctata7776分别接种在上述5个处理区的污水表面，接种覆盖率依次为285、413、285,413和285g浮萍鲜重/m2 (覆盖率约为100~200% )，每天从各处理区的一端泵入农村生活污水和农业废水的混合污水lm3，同时从另一端排出Im3经浮萍处理后的污水(每天进水和排水持续的时间约为2h)，即污水在污水处理池中的水力停留时间为6天，浮萍在生长的同时实现污水中氮磷的连续去除。上述污水处理和浮萍生长的过程持续100天，这期间不额外向大棚中通入CO2，每隔4天对各处理区污水表面的浮萍进行一次定量取样和打捞。
[0052]在上述污水处理和浮萍生长过程持续的100天期间，每天测定2次大棚内空气中的CO2浓度，这期间白天大棚内空气中的CO2浓度为250ppm~380ppm (平均浓度为328ppm)；大棚的气温为13~32 °C (平均24.41 °C )、污水处理池中的水温为15~29 °C (平均22.68°C )、白天大棚内的光照强度为 300 ~1000 μ mol/m2/s (平均 453.58 μ mol/m2/s)。
[0053]在上述污水处理和浮萍生长过程持续的100天期间，每隔I天测定一次各污水处理区的进水和出水中污染物的浓度并计算浮萍对污水的氮去除率和磷去除率(结果见图10~11)，进水中各污染物的浓度:TN, 4~40mg/L (平均23.17mg/L)、ΝΗ:_Ν，3~30mg/L (平均 17.98mg/L)、NOf-N, O ~10mg/L(平均 3.72mg/L)、NO2^-N, O ~1.8mg/L (平均0.53mg/L)、TP, I ~6mg/L (平均 3.37mg/L)。
[0054]浮萍的定量取样操作如下:在每个处理区的污水表面均匀对称地放入6个长方形框体(由外直径为20mm的PVC管制成)，各框体中的水面面积均为0.lm2，捞取6个框体内的所有浮萍。将捞取的浮萍用洗衣机甩干(每次甩lmin，共甩2次)后称重即得浮萍鲜重，根据浮萍鲜重计算各处理区中每Im2水面浮萍的鲜重，浮萍的打捞量=(取样计算的每Im2水面浮萍的鲜重-初始接种时每Im2水面浮萍的鲜重)*处理区水面面积，根据计算所得的浮萍打捞量打捞浮萍，使打捞后浮萍在污水表面的覆盖率与初始接种时的覆盖率保持一致。
[0055]将从上述各长方形筐内取出并甩干的浮萍在60°C的烘箱中干燥至恒重，将所得干浮萍称重、粉碎后密封保存备用。测定每次取样浮萍的干重、淀粉含量、粗蛋白含量，计算浮萍的干物质产量、粗蛋白产量和淀粉产量，结果如图5~9所示。
[0056]由图5中的干物质产量数据可知，上述污水处理和浮萍生长过程持续的100天期间，La.punctata0224、L.japonica0223、La.punctata0202、L.japonica0234 和La.punctata7776 这 5 种浮萍的平均干物质产量分别为 4.16g/m2d、3.61g/m2d、3.60g/m2d、
3.51g/m2d和4.23g/m2d, 5种浮萍均生长得较为缓慢。
[0057]由图6中的淀粉含量数据可知，上述污水处理和浮萍生长过程持续的100天期间，La.punctata0224、L.japonica0223、La.punctata0202、L.japonica0234 和La.punctata7776这5种浮萍的平均淀粉含量均低于6%，分别为5.97%、1.36%、5.46%、
2.49%和2.47%。加之浮萍生长缓慢，干物质积累量非常有限，导致浮萍淀粉产量非常低，由图9中的淀粉产量数据可知，5种浮萍的平均淀粉产量仅分别为0.25g/m2d、0.05g/m2d、0.18g/m2d、0.09g/m2d 和 0.10g/m2d。
[0058]由图7可知，上述污水处理和浮萍生长过程持续的100天期间，La.punctata0224、L.japonica0223、La.punctata0202、L.japonica0234 和 La.punctata7776 这 5 种浮萍的平均粗蛋白含量可达到34.56~38.77%，但由于浮萍生长缓慢，干物质积累量非常少，导致浮萍粗蛋白产量较低，由图8中的粗蛋白产量数据可知，5种浮萍的平均粗蛋白产量仅分别为 1.49g/m2/d、1.36g/m2/d、1.32g/m2/d、1.21g/m2/d 和 1.65g/m2/d。
[0059]由图9和图10可知，上述污水处理和浮萍生长过程持续的100天期间，La.punctata0224、L.japonica0223、La.punctata0202、L.japonica0234 和La.punctata7776这5种浮萍对污水的总磷去除率均较低，分别为20.36 %、25.54 %、19.64 %、26.07 %和18.7 %，对污水的总氮去除率较总磷去除率稍高，分别为30.32 %、30.30%,29.04%,32.27%和 27.93%。
[0060]实施例
[0061] 向设置在密闭、透光大棚内的污水处理池的5个处理区中均泵入0.5m深的污水，然后将 La.punctata0224、L.japonica0223> La.punctata0202、L.japonica0234> 和La.punctata7776分别接种在上述5个处理区的污水表面，接种覆盖率依次为285、413、285、413和285g浮萍鲜重/m2 (覆盖率约为100~200% )，每天从各处理区的一端泵入农村生活污水和农业废水的混合污水lm3，同时从另一端排出Im3经浮萍处理后的污水(每天进水和排水持续的时间约为2h)，即污水在污水处理池中的水力停留时间为6天，每天白天8:00~18:00从大棚内的4个对称点向大棚内连续通入C02，CO2来自工业用的CO2气罐，浮萍在生长的同时实现污水中氮磷的连续去除。上述污水处理和浮萍生长的过程持续100天，每隔4天对各处理区污水表面的浮萍进行一次定量取样和打捞。
[0062]在上述污水处理和浮萍生长过程持续的100天期间，每天测定2次大棚内气体中的CO2浓度，这期间白天大棚内气体中的CO2浓度为500~3000ppm (平均浓度为1560ppm)；大棚的气温为13~32 °C (平均24.41 °C )、污水处理池中的水温为15~29 °C (平均22.68°C )、白天大棚内的光照强度为 300 ~1000 μ mol/m2/s (平均 453.58 μ mol/m2/s)。
[0063]在上述污水处理和浮萍生长过程持续的100天期间，每隔I天测定一次各污水处理区的进水和出水中污染物的浓度并计算浮萍对污水的氮去除率和磷去除率(结果见图10~11)，进水中各污染物的浓度:TN, 4~40mg/L (平均23.17mg/L)、ΝΗ:_Ν，3~30mg/L (平均 17.98mg/L)、NOf-N, O ~10mg/L(平均 3.72mg/L)、NO2^-N, O ~1.8mg/L (平均0.53mg/L)、TP, I ~6mg/L (平均 3.37mg/L)。
[0064]浮萍的定量取样操作如下:在每个处理区的污水表面均匀对称地放入6个长方形框体(由外直径为20mm的PVC管制成)，各框体中的水面面积均为0.lm2，捞取6个框体内的所有浮萍。将捞取的浮萍用洗衣机甩干(每次甩lmin，共甩2次)后称重即得浮萍鲜重，根据浮萍鲜重计算各处理区中每Im2水面浮萍的鲜重，浮萍的打捞量=(取样计算的每Im2水面浮萍的鲜重-初始接种时每Im2水面浮萍的鲜重)*处理区水面面积，根据计算所得的浮萍打捞量打捞浮萍，使打捞后浮萍在污水表面的覆盖率与初始接种时的覆盖率保持一致。
[0065]将从上述各长方形筐内取出并甩干的浮萍在60°C的烘箱中干燥至恒重，将所得干浮萍称重、粉碎后密封保存备用。测定每次取样浮萍的干重、淀粉含量、粗蛋白含量，并计算浮萍的干物质产量、粗蛋白产量、淀粉产量、干物质增产率、淀粉含量提高率、淀粉增产率和粗蛋白增产率，结果如图5~9所示。
[0066]由图5中的干物质产量数据可知，上述污水处理和浮萍生长过程持续的100天期间，La.punctata0224、L.japonica0223、La.punctata0202、L.japonica0234 和La.punctata7776这5种浮萍的平均干物质产量分别高达12.41g/m2/d、13.74g/m2/d、12.91g/m2/d、12.04g/m2/d 和 12.23g/m2/d，其中，L.japonica0223 的干物质产量在上述 100天期间的最高值超过了 19g/m2/d，其平均干物质产量相当于3.35t/亩/年，说明通入0)2能够促进浮萍积累干物质，5种浮萍的平均干物质增产率分别为198%,280%,259%>243%和 189%。
[0067]由图6中的淀粉含量数据可知，上述污水处理和浮萍生长过程持续的100天期间，La.punctata0224、L.japonica0223、La.punctata0202、L.japonica0234 和La.punctata7776这5种浮萍的平均淀粉含量与对比例相比有大幅度的增长，分别达到了 24.26%,14.33%,26.91 %,13.17%和 19.79%，其中，La.punctata0202 的平均淀粉含量在上述100天期间的最高值超过了 30% ；5种浮萍的淀粉含量提高率分别为307%、953%、393%、429%和701%。由图9可知，本实施例中浮萍的淀粉产量均较高，5种浮萍的平均淀粉产量依次为 3.02g/m2/d、L 99g/m2/d>3.49g/m2/d、L 60g/m2/d 和 2.43g/m2/d，其中，La.punctata0202的平均淀粉产量最高，相当于0.85t/年/亩，同时粗蛋白的产量为
0.85t/年/亩，其次是La.punctata0224,其淀粉产量为0.74t/年/亩，同时粗蛋白产量为
0.90t/年/亩。5种浮萍的平均淀粉增产率为1111%~4110%。
[0068]由图7可知，上述污水处理和浮萍生长过程持续的100天期间，La.punctata0224、L.japonica0223、La.punctata0202、L.japonica0234 和 La.punctata7776 这 5 种浮萍的平均粗蛋白含量为27.42~32.93%，与对比例相比略有下降，但粗蛋白产量均有大幅度提高，5种浮萍的粗蛋白产量分别为3.70g/m2/d、4.37g/m2/d、3.51g/m2/d、3.60g/m2/d和4.01g/m2/d，其中，L.japonica0223的平均粗蛋白产量最高，其粗蛋白产量相当于1.06t/年/亩，同时淀粉产量为0.31t/年/亩；5种浮萍的平均粗蛋白增产率为142%~222%。
[0069]由图10和图11可知，上述污水处理和浮萍生长过程持续的100天期间，La.punctata0224、L.japonica0223、La.punctata0202、L.japonica0234 和La.punctata7776这5种浮萍对污水的磷去除率分别为45.80 %,66.56 %、45.39 %、58.58 %和47.9 7 %，与对比例相比，均有较大程度的提高，污水总磷去除提高率可达125%~161% ;与对比例相比，5种浮萍对污水的总氮去除率也有所增长，分别为39.03%,47.71%,43.00%,48.98%和48.79%，5种浮萍对污水总氮去除提高率可达29%~75%。
[0070] 综合实施例和对比例中的数据及以上比较分析可知，实施例中5种浮萍的粗蛋白产量、淀粉产量、对污水的氮去除率和磷去除率同时都得到了较大幅度的提高，说明本发明所述方法能同时提高浮萍的粗蛋白和淀粉产量，并同时促进污水氮磷污染物的去除。
【权利要求】
1.一种同时提高浮萍淀粉和粗蛋白产量及污水氮磷去除率的方法，其特征在于操作如下:向设置在密闭、透光大棚内的污水处理池中输入污水，然后将浮萍接种在污水表面，且每天白天向大棚内通入CO2，污水处理池的进出水方式为连续进水、连续排水或者为间歇进水、间歇排水，控制污水在污水处理池中的水力停留时间为2~15天，浮萍在生长的同时实现污水的处理，污水处理和浮萍生长期间需定期打捞部分浮萍。
2.根据权利要求1所述同时提高浮萍淀粉和粗蛋白产量及污水氮磷去除率的方法，其特征在于CO2的通入量应使白天大棚内气体中的CO2浓度为500~3000ppm。
3.根据权利要求1或2所述同时提高浮萍淀粉和粗蛋白产量及污水氮磷去除率的方法，其特征在于构成密闭大棚的覆盖材料为透光且不漏气的材料。
4.根据权利要求3所述同时提高浮萍淀粉和粗蛋白产量及污水氮磷去除率的方法，其特征在于所述透光且不漏气的材料为透光塑料薄膜或者透光玻璃。
5.根据权利要求1或2所述同时提高浮萍淀粉和粗蛋白产量及污水氮磷去除率的方法，其特征在于按照100~200%的覆盖率将浮萍接种在污水表面。
6.根据权利要求1或2所述同时提高浮萍淀粉和粗蛋白产量及污水氮磷去除率的方法，其特征在于每隔1~8天打捞部分浮萍一次，每次浮萍的打捞量应满足打捞后污水表面浮萍的覆盖率为100~200%。
7.根据权利要求3所述同时提高浮萍淀粉和粗蛋白产量及污水氮磷去除率的方法，其特征在于每隔I~8天打捞部分浮萍一次，每次浮萍的打捞量应满足打捞后污水表面浮萍的覆盖率为100~200%。
8.根据权利要求5所述同时提高浮萍淀粉和粗蛋白产量及污水氮磷去除率的方法，其特征在于每隔I~8天打捞部分浮萍一次，每次浮萍的打捞量应满足打捞后污水表面浮萍的覆盖率为100~200%。
9.根据权利要求1或2所述同时提高浮淀粉和粗蛋白产量及污水氮磷去除率的方法，其特征在于所述污水的总氮浓度为4~40ppm，总磷浓度为I~6ppm。
10.根据权利要求3所述同时提高浮淀粉和粗蛋白产量及污水氮磷去除率的方法，其特征在于所述污水的总氮浓度为4~40ppm，总磷浓度为I~6ppm。
【文档编号】A01G31/00GK103947529SQ201410198497
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】赵海, 方扬, 靳艳玲, 赵永贵 申请人:中国科学院成都生物研究所