一种利用餐饮垃圾培育绿藻门栅藻属浮游植物的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用餐饮垃圾培育绿藻门栅藻属浮游植物的方法；首先将餐饮垃圾添加到自来水中，添加比例按自来水体积为餐饮垃圾体积的2～100倍进行，容器为透光的敞口容器，并将容器放置在有自然光照的地方，维持容器中水温在20～45℃；然后对容器曝气，曝气35～50天后，静置2天后，水体中总氮含量在15～100mg/L，总磷浓度在1～20mg/L，再过7～15天，即可得到高浓度的绿藻门栅藻属浮游植物。本发明提供的培养方法简单、原料易得、便于实施，而且原料可连续多次使用，培养成本低，为餐饮垃圾的资源化利用提供了好的途径。
【专利说明】
一种利用餐饮垃圾培育绿藻门栅藻属浮游植物的方法
技术领域
[0001]本发明涉及浮游植物的培养方法，具体涉及一种利用餐饮垃圾培育绿藻门栅藻属浮游植物的方法。
【背景技术】
[0002]餐饮垃圾以熟制品为主，就是我们俗称的“咐7K”、“咐脚”。成分以可降解有机物为主，主要有主食所含的淀粉(聚六糖)，蔬菜及植物茎所含的纤维素、聚戊糖，肉食所含的蛋白质和脂肪，水果所含单糖、果酸及果胶(多糖)等，以NaCl的含量为最高的无机盐，同时还含有少量的钙、镁、钾、铁等微量元素。
[0003]中国迅猛发展的餐饮业导致食品废物产量迅速增长，估计每年全国城镇餐厨垃圾产生量3000多万吨。未经处理的餐厨垃圾危害很大，其中可能含有口蹄疫、猪瘟病菌、弓形虫、沙门氏菌、旋毛虫、弯曲杆菌等，如果直接用以饲养畜禽，会对畜禽健康形成较大威胁，并可能通过畜禽体内毒素、有害物质的积累对人体健康带来危害，从而造成人畜之间的交叉感染。目前我国的餐饮垃圾处理的主要方向是饲料化、能源化。可回收油脂、回收废料也就是干物质用作蛋白质饲料，回收废水用来生产沼气或堆肥。
[0004]而目前我国还没有出现相应的利用餐饮垃圾培育浮游植物的报道。绿藻门的栅藻属浮游植物可作为轮虫、枝角类等浮游动物的食物，而轮虫、枝角类等浮游动物作为优质的鱼虾类幼体的开口饵料，对水产养殖业的苗种培育起重要作用，因此绿藻门栅藻属浮游植物的高密度高纯度培养有利于为浮游动物提供高质量的食物。同时，绿藻门栅藻属浮游植物也被用于处理生活或养殖污水，从而对水体进行修复，还可用于生物柴油生产等，具有多种功能。
[0005]现有技术中的绿藻门栅藻属浮游植物的培育方法中容易出现浮游动物，浮游动物捕食部分浮游植物，导致培养的浮游植物纯度低、密度低，不利于后续利用。而且现有的绿藻门栅藻属浮游植物培养方法的培养步骤繁多，培养成本高，无法大规模培养，对养殖户、新能源的开发利用等都造成了很大的不良影响。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种绿藻门栅藻属浮游植物的培育方法，通过该培养方法可获得高密度、高纯度的绿藻门栅藻属浮游植物，培养成本低，培养步骤简单且易实施，且能实现餐饮垃圾的资源化利用。
[0007]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0008]本发明涉及一种绿藻门栅藻属浮游植物的培养方法，所述方法包括如下步骤:
[0009]S1、将餐饮垃圾中非食物类垃圾去除，留下食物类垃圾，并将其中明显的汤水去除，保留湿润的固态食物垃圾，将该固态食物垃圾放置到透光的敞口容器中；按自来水体积为固态食物垃圾体积的2?100倍往该敞口容器中添加自来水；
[0010]S2、将盛放所述固态食物垃圾和自来水的敞口容器放置在有自然光照的地方，并维持容器中水温在20?45°C ；
[0011]S3、对敞口容器内物质进行曝气，曝气强度以能扰起所述固态食物垃圾中的部分颗粒物垃圾为准，且不让敞口容器中固态食物垃圾飞溅出来；
[0012]S4、曝气至沉底的固态食物垃圾的表层颗粒物变得细腻，水体颜色变成土黄色或暗土黄色；停止曝气，静置，监测水体中总氮、总磷水平是否达到预设要求;如低于预设要求，则再曝气5?10天，直至静置后水体中总氮、总磷水平达到预设要求;所述预设要求为水体中总氮含量在15?100mg/L，总磷浓度在I?20mg/L;
[0013]S5、水体中总氮、总磷水平达到预设要求后，静置7?15天即得高浓度的绿藻门栅藻属浮游植物。
[0014]优选的，步骤SI中，所述非食物类垃圾包括纸巾、筷子中的一种或两种。
[0015]优选的，步骤SI中，所述食物类垃圾包括米饭、面食、鱼、肉、蛋、蔬菜、水果、食盐、做菜的作料、骨头、汤中的一种或几种。
[0016]优选的，步骤S4中，曝气35?50天至沉底的固态食物垃圾的表层颗粒物变得细腻，水体颜色变成土黄色或暗土黄色，水体发臭。
[0017]优选的，步骤S4中，所述曝气具体为在敞口容器中放置气石。
[0018]优选的，步骤S4中，所述静置的时间为2?3天。
[0019]优选的，步骤S5中，所述静置7?15天具体为:静置3?5天，至水体变黄绿，再静置4?1天，至水体变绿。
[0020]优选的，水体变绿时水体的叶绿素a含量达1000?3100yg/L。
[0021]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0022]1、本发明提供的绿藻门栅藻属浮游植物的培养过程简单、原料易得、便于实施，而且原料可连续多次使用，培养成本低，经济效益大。
[0023]2、本发明的培养方法无需在实验过程中接种栅藻做藻种，培养周期短，大大节约了劳动成本。
[0024]3、本发明经过曝气后的水体中的叶绿素a含量高达lOOOyg/L以上，栅藻属细胞密度达到1.0 X 109cells/L以上，栅藻细胞生物量占总生物量比例在90%以上，栅藻属浮游植物的培养密度和纯度都非常高，可为摄食绿藻的浮游动物或者一些鱼虾类提供高质量的食物。
[0025]4、能实现餐饮垃圾的资源化利用，为餐饮垃圾的资源化开发提供了好的前景和途径。
【附图说明】
[0026]图1为实施例1中的出现的绿藻门栅藻属细胞显微镜照片；
[0027]图2为实施例2中的出现的绿藻门栅藻属细胞显微镜照片；
[0028]图3为实施例3中的出现的绿藻门栅藻属细胞显微镜照片。
【具体实施方式】
[0029]下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0030]实施例1
[0031]在温暖的6月，获取饭店餐饮垃圾，并将其中纸巾、筷子等非食物类去除，将其中明显的汤水倒掉，保留湿润的固态物4.0kg，添加到高Im、直径40cm的有机玻璃柱中，柱中盛放自来水100L，并将有机玻璃柱放置在玻璃温室中。然后利用2个长5cm，直径4cm气石对有机玻璃柱中曝气，曝气强度以能扰起餐饮垃圾中的部分米饭粒为准，但又不能让容器中餐饮垃圾飞溅出来。曝气35天后，水色变成了土黄色，沉底的固态食物垃圾的表层颗粒物变得细腻。随之，停止曝气，静置2天后，水体中总氮含量为45.2mg/L，总磷浓度为6.0mg/L。再过3天后，水体变黄绿，又过7天后，水体变得很绿，水体的叶绿素a含量高达1900yg/L，如图1所示，显微镜下检查其已经是高浓度的绿藻门栅藻属浮游植物了，栅藻属细胞密度达到2.0 X19Cells/L，栅藻细胞生物量占总生物量比例在95%以上。在6月-9月，有机玻璃柱中水温为 20 ?45°C。
[0032]实施例2
[0033]在炎热的7月，获取饭店餐饮垃圾，并将其中纸巾、筷子等非食物类去除，将其中明显的汤水倒掉，保留湿润的固态物50.0kg，添加到高lm、直径40cm的有机玻璃柱中，柱中盛放自来水50L，并将有机玻璃柱放置在玻璃温室中。然后利用4个长5cm，直径4cm气石对有机玻璃柱中曝气，曝气强度以能扰起餐饮垃圾中的部分米饭粒为准，但又不能让容器中餐饮垃圾飞溅出来。曝气50天后，水色变成了土黄色，沉底的固态食物垃圾的表层颗粒物变得细腻。随之，停止曝气，静置2天后，水体中总氮含量为100.0mg/L，总磷浓度为20.0mg/L。再过5天后，水体变黄绿，又过7天后，水体变得很绿，水体的叶绿素a含量高达3100yg/L，如图2所示，显微镜下检查其已经是高浓度的绿藻门栅藻属浮游植物了，另外有部分纤维藻属细胞，栅藻属细胞密度达到3.2 X 109cells/L，栅藻细胞生物量占总生物量比例在90%以上。在7月-9月，有机玻璃柱中水温为22?45 °C。
[0034]实施例3
[0035]在温暖的6月，获取饭店餐饮垃圾，并将其中纸巾、筷子等非食物类去除，将其中明显的汤水倒掉，保留湿润的固态物0.6kg，添加到高40cm、总体积为70L的玻璃缸，缸中盛放自来水60L，并将玻璃缸放置在玻璃温室中。然后利用I个长5cm，直径4cm的气石对玻璃缸中曝气，曝气强度以能扰起餐饮垃圾中的部分米饭粒为准，但又不能让容器中餐饮垃圾飞溅出来。曝气40天后，水色变成了土黄色，沉底的固态食物垃圾的表层颗粒物变得细腻。随之，停止曝气，静置2天后，水体中总氮含量为15.0mg/L，总磷浓度为1.0mg/L。再过3天后，水体变黄绿，又过10天后，水体变得很绿，水体的叶绿素a含量高达lOOOyg/L，如图3所示，显微镜下检查其已经是高浓度的绿藻门栅藻属浮游植物了，栅藻属细胞密度达到1.0 X 19ceIls/L，栅藻细胞生物量占总生物量比例在90 %以上。在6月-9月，玻璃缸中水温为20?45 V。
[0036]本发明的培养方法中进行自然光照、曝气及控制系统中氮素、磷素的浓度水平是该发明的3个控制因子，传统的利用餐饮垃圾进行发酵制造沼气是利用的厌氧发酵，让蛋白质、碳水化合物、油脂类等基础物质在厌氧、几乎无光的条件下发酵降解，并且要保证其中的厌氧环境，必须控制餐饮垃圾与水的混合比例，如果水的比例太多，而难以达到相应的低溶氧、沼气高产气量的目的。传统的利用餐饮垃圾进行发酵制造沼气，利用的是微生物在厌氧条件下降解蛋白质、碳水化合物、油脂类等基础物质，而得到沼气(主要成分是甲烷)，同时产生的还有其他含氮素、磷素的低分子量物质。发明人也发现，如果利用餐饮垃圾沼气发酵后的残余黑臭物质进行一定程度的稀释后，也能长出高浓度的浮游植物来;尽管在生产实践中，发酵后残留物一般作为农业有机肥料。本发明中对餐饮垃圾与水的混合物进行一定程度的曝气，也有利于将空气中天然的多种细菌作为菌种引入系统中，同时有利于其中部分物质在微生物作用下进行有氧降解，而部分沉底物实际仍处于低氧或无氧条件下降解，其中的降解结果是蛋白质、碳水化合物、油脂类等大分子有机物质转化为小分子有机物，直至水体中产生浓重的臭味，则表示已经产生了氨气、硫化氢气体等无机低分子物质。本发明所形成的系统中餐饮垃圾形成同时形成了好氧、低氧、厌氧等3种条件下的降解，因此产生的降解产物种类丰富，为浮游植物的生长提供了充足的物质基础。在前期有臭味物质产生的过程中主要是微生物对餐饮垃圾的降解作用为主，而后曝气停止且由于控制水体中总氮含量在15?100mg/L，总磷浓度在I?20mg/L，这个条件已经不利于微生物的降解作用占优势，而利于浮游植物的生长了，于是浮游植物会利用水体丰富的营养盐而大量繁殖起来，并且其优势浮游植物种类是绿藻门栅藻属。
[0037]以上各实施例中的检测数据也可以证明，通过本发明的培养方法，可以得到高密度、高纯度的绿藻门栅藻属浮游植物，而且餐饮垃圾可以持续利用，培养方法简便、易实施，培养成本低，可为摄食绿藻的浮游动物或者一些鱼虾类提供高质量的食物，并且培养高密度高纯度的绿藻门栅藻属也具有环境保护、开发新能源等多方面的意义。
[0038]以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种绿藻门栅藻属浮游植物的培养方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 51、将餐饮垃圾中非食物类垃圾去除，留下食物类垃圾，并将其中明显的汤水去除，保留湿润的固态食物垃圾，将该固态食物垃圾放置到透光的敞口容器中；按自来水体积为固态食物垃圾体积的2?10倍往该敞口容器中添加自来水； 52、将盛放所述固态食物垃圾和自来水的敞口容器放置在有自然光照的地方，并维持容器中水温在20?45°C; 53、对敞口容器内物质进行曝气，曝气强度以能扰起所述固态食物垃圾中的部分颗粒物垃圾为准，且不让敞口容器中固态食物垃圾飞溅出来； 54、曝气至沉底的固态食物垃圾的表层颗粒物变得细腻，水体颜色变成土黄色或暗土黄色；停止曝气，静置，监测水体中总氮、总磷水平是否达到预设要求;如低于预设要求，则再曝气5?10天，直至静置后水体中总氮、总磷水平达到预设要求;所述预设要求为水体中总氮含量在15?100mg/L，总磷浓度在I?20mg/L; 55、水体中总氮、总磷水平达到预设要求后，静置7?15天即得高浓度的绿藻门栅藻属浮游植物。2.根据权利要求1所述的绿藻门栅藻属浮游植物的培养方法，其特征在于，步骤SI中，所述非食物类垃圾包括纸巾、筷子中的一种或两种。3.根据权利要求1所述的绿藻门栅藻属浮游植物的培养方法，其特征在于，步骤SI中，所述食物类垃圾包括米饭、面食、鱼、肉、蛋、蔬菜、水果、食盐、做菜的作料、骨头、汤中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的绿藻门栅藻属浮游植物的培养方法，其特征在于，步骤S4中，曝气35?50天至沉底的固态食物垃圾的表层颗粒物变得细腻，水体颜色变成土黄色或暗土黄色，水体发臭。5.根据权利要求1所述的绿藻门栅藻属浮游植物的培养方法，其特征在于，步骤S4中，所述曝气具体为在敞口容器中放置气石。6.根据权利要求1所述的绿藻门栅藻属浮游植物的培养方法，其特征在于，步骤S4中，所述静置的时间为2?3天。7.根据权利要求1所述的绿藻门栅藻属浮游植物的培养方法，其特征在于，步骤S5中，所述静置7?15天具体为:静置3?5天，至水体变黄绿，再静置4?10天，至水体变绿。8.根据权利要求7所述的绿藻门栅藻属浮游植物的培养方法，其特征在于，水体变绿时水体的叶绿素a含量达1000?3100yg/L。
【文档编号】C12N1/12GK105907643SQ201610248102
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】王小冬, 金娇辉, 刘翀, 朱浩, 刘兴国
【申请人】中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所