专利名称：一种特异活性生物富集转移微藻的方法
技术领域：
本发明涉及生物环境保护工程技术领域，具体涉及一种在藻污染富营养化水体中 利用特异性活性生物将微藻富集转移的方法。
背景技术：
江河、湖泊水体的日趋富营养化已成为一个世界性的环境问题，其后果之一是导 致藻类特别是蓝藻的大量繁殖乃至暴发，目前，藻类的盛行引起的水生态环境污染已成为 困扰全球性的难题。过盛的藻类轻者影响景观，重者给水体造成严重的另类环境污染，致使 水体中其它生物种群的大量减少乃至消亡，生态严重失衡，水源无法利用，如蓝藻毒素及致 肝癌的铜绿微囊藻产生的铜绿藻毒素等，则直接威胁到人类的饮水及生命安全。因此，藻类 的灭活及富集对已严重污染的水体净化具有重要的意义。由于造成内陆水体污染的藻类主要为微藻，其具有体积微小(大小直径多在 0. 4-15微米)、比重几乎与水十分接近等特性，在水体中呈悬浮状，致使其富集去除非常困 难。目前已有的藻类收集方法以物理、化学方法为主，主要有离心法，即用一定功率的水泵 将含藻水抽到离心机中，再用高速离心机脱水；重力筛法；消浪多层微藻富集方法，该方法 是将含藻水体限制在两侧带拦板，前端带拦渣网，后端开口的集藻槽中，在集藻槽内装环形 的回折分层柔性带，由电机带动富集到集藻槽拦板附近，再用泵将微藻抽走；物化法结合， 该方法是将含藻水体与空气和发泡剂结合，再加混凝剂进行反应絮凝，通过水循环流动，将 浮出水面的藻类收集到指定的区域等。这些方法共同的缺点就是设备复杂，富集能耗大、成本高、效率低、有些方法还需 要投加化学药剂，容易造成水体的二次污染，而采用生物法则具有简单易行、投资少、耗能 低、效果好、无二次污染且兼有水质净化功能等优点。但目前尚未见采用生物法富集转移藻 类的报道。
发明内容
本发明目的是提供一种新型高效的针对藻污染富营养化水体中藻的富集及收集 方法，克服现有富集方法分离效率低，能耗大，处理成本高，容易造成二次污染的缺陷。本发明提供一种活性生物富集转移微藻的方法，该方法包括下列步骤1、将受藻类污染的自然水体引入富集装置中，在富集装置中接种浮萍对藻类进行 生物灭活；2、经生物灭活的藻菌体会快速向下富集，并最终到达收集管。上述富集装置包括提升泵(1)、筛网(2)、藻菌富集反应器(3)、阀门1(4)、收集管 (5)、阀门 2(6)。上述浮萍的接种量按自然覆盖率10--100%进行接种。所述浮萍不仅仅限于浮萍Lemnamin minor或紫萍Spirodela polyrrhiza、或品萍 Lemna trisulca、或芜萍Wolffia arrhiza及其浮萍科、属现有品种、亚种和将来发现的新
3种。所述藻菌富集反应器采用不透光的材料制作。所述藻菌收集管为透明管。所述筛网优选活动10-60目筛网。本发明是通过利用浮萍的漂浮、遮光、抑藻特性，全面遏制藻类生存所必须的光 能，并阻断其与空气的物资交换，致使藻菌叶绿素细胞无法通过光能从水体中获得电子和 质子，白天不能进行光合作用，晚上则无法进行呼吸作用。从而产生光光失活现象，藻菌失 去悬浮、运动、或附着能力而向底层富集，与此同时，浮萍通过其根部不断向水体释放黄酮 等抑藻及絮凝物，大大加快藻体的富集速度并最终到达设定的富集区域，从而达到收集转 移之目的。失去了活性的藻菌体会快速向下富集并最终到达指定收集管，2 3天即可收集 到水体中90%以上的高浓度新鲜藻体，收集的藻体可进一步加工成高级蛋白质饲料。本装置可以是1个或数个相同组合装置，具体详见附图。本发明所述藻菌富集反应器采用不透光的材料制作，光源仅可以从顶部照入水 面以下嵌有一个与容器直径密合的活动筛网，定期清理，以达到防止浮萍残体下沉影响水 质和所收集藻类的纯度之目的。底部连接一透明管，管上部和底部的两端设有阀门，通过调 节两个阀门来实现富集管中藻类的收集、转移。本发明的优点在于1、采用特异活性生物直接切断微藻的光合作用，使其产生光灭活从而丧失了悬 浮、运动、或附着能力，集中向下富集，达到藻菌体由分散到富集和转移之目的，是目前生物 法用量最少，作用最直接、全面、彻底、快速及收集率最高方法之一。2、本方法投入少，见效快、耗能低，富集转移率高。3、采用特异性活性生物完成藻类的富集、转移，具有简单易行，无生态污染，且兼 具水质净化功能。4、所用浮萍重量极轻，用量极少，并可反复使用；另外，浮萍增殖部分可直接作为 动物的天然饲料，收集的藻菌体经藻毒素检测可用作鸡、鸭和鱼类等的天然高蛋白饲料添 加剂，实现了资源化循环利用的可持续性发展。
图1为本发明装置的结构示意图。图中1-提升泵2-筛网3-藻菌富集反应器4-阀门 15-收集管6-阀门 具体实施例方式实施例1采用不透光的材料制作藻菌富集反应器，光源仅可以从顶部照入水面以下嵌有 一个与容器直径密合的40目活动筛网，定期清理，以达到防止浮萍残体下沉影响水质和所 收集藻类的纯度之目的。底部连接一透明管，管上部和底部的两端设有阀门，通过调节两个 阀门来实现富集管中藻类的收集、转移。1.开启(4)阀门1，关闭(6)阀门2 ；2、开启(1)提升泵，在距水面20-30cm处抽取呈明显翠绿色至蓝色水华、透明度
<15cm的高浓度藻污染的自然湖水注入(3)藻菌富集反应器；3、将精选健壮紫萍Spirodela polyrrhiza母株接入(3)藻菌富集反应器水体，使 其自然覆盖面积达100% ；4、静置2 3天，可看到藻菌收集管出现大量翠绿至蓝色的藻菌絮状物，水体颜色 逐渐变深，表示藻体浓度在加大，富集的数量在增加；视(5)藻菌收集管藻体的收集情况， 直至管内藻与水明显分层并稳定，关闭(4)阀门1，开启(6)阀门2，将富集的高浓度藻菌体 进行收集转移，并可进一步加工成高级饲料(此前需进行藻毒素检测)，藻类收集转移率大 于90%，处理后的除藻水可再次利用。本发明装置不仅仅限于1个(套)反应器，也包括了相同及类似的多个(套)组 合和方法，同样也包括了采用此方法及原理的反应池，通过排放底泥实现藻类的富集转移。实施例2采用不透光的材料制作藻菌富集反应器，光源仅可以从顶部照入水面以下嵌有 一个与容器直径密合的30目活动筛网，定期清理，以达到防止浮萍残体下沉影响水质和所 收集藻类的纯度之目的。底部连接一透明管，管上部和底部的两端设有阀门，通过调节两个 阀门来实现富集管中藻类的收集、转移。1.开启(4)阀门1，关闭(6)阀门2。2、开启(1)提升泵，在距水面5-15cm处抽取呈明显翠绿色至蓝色水华、透明度
<25cm的高浓度藻污染的自然湖水注入(3)藻菌富集反应器。3、将精选健壮芜萍Wolffiaarrhiza母株接入(3)藻菌富集反应器水体，使其自然 覆盖面积达10%。4、静置9 10天，可看到藻菌收集管出现大量翠绿至蓝色的藻菌絮状物，水体颜 色逐渐变深，表示藻体浓度在加大，富集的数量在增加；视(5)藻菌收集管藻体的收集情 况，直至管内藻与水明显分层并稳定，关闭(4)阀门1，开启(6)阀门2，将富集的高浓度藻 菌体进行收集转移，并可进一步加工成高级饲料，藻类收集转移率大于50%，处理后的除藻 水可再次利用。实施例3采用不透光的材料制作藻菌富集反应器，光源仅可以从顶部照入水面以下嵌有 一个与容器直径密合的10目活动筛网，定期清理，以达到防止浮萍残体下沉影响水质和所 收集藻类的纯度之目的。底部连接一透明管，管上部和底部的两端设有阀门，通过调节两个 阀门来实现富集管中藻类的收集、转移。1.开启(4)阀门1，关闭(6)阀门2 ；
2、开启(1)提升泵，在距水面25-35cm处抽取呈明显翠绿色至蓝色水华、透明度
<30cm的高浓度藻污染的自然湖水注入(3)藻菌富集反应器；3、将精选健壮浮萍Lemnamin minor母株接入(3)藻菌富集反应器水体，使其自然 覆盖面积达50% ；4、静置4 5天，可看到藻菌收集管出现大量翠绿至蓝色的藻菌絮状物，水体颜色 逐渐变深，表示藻体浓度在加大，富集的数量在增加；视(5)藻菌收集管藻体的收集情况， 直至管内藻与水明显分层并稳定，关闭(4)阀门1，开启(6)阀门2，将富集的高浓度藻菌体 进行收集转移，并可进一步加工成高级饲料，藻类收集转移率大于80%，处理后的除藻水可 再次利用。实施例4采用不透光的材料制作藻菌富集反应器，光源仅可以从顶部照入水面以下嵌有 一个与容器直径密合的60目活动筛网，定期清理，以达到防止浮萍残体下沉影响水质和所 收集藻类的纯度之目的。底部连接一透明管，管上部和底部的两端设有阀门，通过调节两个 阀门来实现富集管中藻类的收集、转移。1.开启(4)阀门1，关闭(6)阀门2。2、开启(1)提升泵，在距水面20-35cm处抽取呈明显翠绿色至蓝色水华、透明度
<IOcm的高浓度藻污染的自然湖水注入(3)藻菌富集反应器。3、将精选健壮浮萍Lemnamin minor母株接入(3)藻菌富集反应器水体，使其自然 覆盖面积达80%。4、静置3 4天，可看到藻菌收集管出现大量翠绿至蓝色的藻菌絮状物，水体颜色 逐渐变深，表示藻体浓度在加大，富集的数量在增加；视(5)藻菌收集管藻体的收集情况， 直至管内藻与水明显分层并稳定，关闭(4)阀门1，开启(6)阀门2，将富集的高浓度藻菌体 进行收集转移，并可进一步加工成高级饲料，藻类收集转移率大于85%，处理后的除藻水可 再次利用。
权利要求
一种特异活性生物富集转移微藻的方法，其特征在于它包括下列步骤(1)、将受藻类污染的自然水体引入富集装置中，在富集装置中接种浮萍对藻类进行生物灭活；(2)、经生物灭活的藻菌体向下富集，最终到达收集管。
2.根据权利要求1所述的特异活性生物富集转移微藻的方法，其特征在于所述富集 装置包括提升泵(1)、筛网(2)、藻菌富集反应器(3)、阀门1(4)、收集管(5)、阀门2(6)。
3.根据权利要求1所述的特异活性生物富集转移微藻的方法，其特征在于所述浮萍 的接种量按自然覆盖率10-100%进行接种。
4.根据权利要求1所述的特异活性生物富集转移微藻的方法，其特征在于所述浮萍 不仅仅限于浮萍 Lemnamin minor 或紫萍 Spirodelapolyrrhiza、或品萍 Lemna trisulca、 或芜萍Wolffia arrhiza及其浮萍科、属现有品种、亚种和将来发现的新种。
5.根据权利要求1或2任一所述的特异活性生物富集转移微藻的方法，其特征在于 所述藻菌富集反应器采用不透光的材料制作，光源仅可以从顶部照入。
6.根据权利要求1或2任一所述的特异活性生物富集转移微藻的方法，其特征在于 所述藻菌收集管为透明管。
7.根据权利要求1或2任一所述的特异活性生物富集转移微藻的方法，其特征在于 所述筛网为活动10-60目筛网。
全文摘要
本发明涉及一种在藻污染富营养化水体中利用特异性活性生物将微藻富集转移的方法，该方法包括下列步骤1、将受藻类污染的自然水体引入富集装置中，在富集装置中接种浮萍对藻类进行生物灭活；2、经生物灭活的藻菌体会快速向下富集，并最终到达收集管。富集装置包括提升泵(1)、筛网(2)、藻菌富集反应器(3)、阀门1(4)、收集管(5)、阀门2(6)。浮萍的接种量按自然覆盖率10-100％进行接种。本发明目的是提供一种新型高效的针对藻污染富营养化水体中藻的富集及收集方法，克服现有富集方法分离效率低，能耗大，处理成本高，容易造成二次污染的缺陷；本方法投入少，见效快、耗能低，富集转移率高，采用特异性活性生物完成藻类的富集、转移，具有简单易行，无生态污染，且兼具水质净化功能。
文档编号E02B15/10GK101985832SQ200910115780
公开日2011年3月16日 申请日期2009年7月29日 优先权日2009年7月29日
发明者沈平锐 申请人:江西金达莱环保研发中心有限公司