一种藻类生物膜的制备方法
【专利摘要】本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种藻类生物膜的制备方法及其在处理污水中的应用。其具体步骤包括载体的预处理、藻类的培养、藻类的驯化以及制备藻类生物膜四个方面。本发明的一种藻类生物膜的制备方法，制备成本低廉、原料易得且易于回收藻类生物量，制备得到的藻类生物膜在污水处理中能起到高效脱氮除磷的作用，在满足一般污水处理目的的同时，不仅可弥补悬浮藻系统存在的藻密度低、水力停留时间长、藻水难分离及悬浮物(SS)过高、资源回收率低等不足，还具有节约固定化药剂成本、削弱固定化药剂对藻类活性的影响、重复使用固定化载体等优点。
【专利说明】
-种藻类生物膜的制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于环境保护技术领域，具体设及一种藻类生物膜的制备方法及其在处理 污水中的应用。
【背景技术】
[0002] 人们在日常生活中产生了大量的生活污水，而运些污水中含有大量富含氮、憐的 有机物，若运些生活污水未经过脱氮除憐处理，在氮、憐元素含量很高的情况下就直接排放 到河流中，会造成河水中的氮、憐元素含量的增加，而水中的氮、憐污染物含量增加会造成 水中藻类及其他浮游生物的过量繁殖，增加水中有机物的含量、产生藻毒素、影响水的景观 效果和可利用性，引起水体溶解氧量下降，水质恶化，出现水体富营养化现象，进而影响到 社会经济发展和人们日常生活。水体富营养化是当今世界水环境污染防治的一个重要难 题，其发生频率逐年递增、危害程度也越来越严重，并且趋于世界化，已成为全球性的环境 问题，亟待解决。
[0003] 为了防止河水中的氮、憐元素含量的增加，防治水体富营养化现象的发生，需要从 源头上进行预防，因此，对于排入河流中的生活污水，有必要进行脱氮除憐处理。目前，我国 城市污水处理技术主要包括活性污泥法W及生物膜法等，运些方法虽然能除去污水中大部 分的有机污染物，但是对氮、憐等营养物质的除去率较低，出水中的氮、憐等营养物质含量 还是较高。因此，寻求一种对生活污水能起到高效脱氮除憐作用的污水处理方式是有很重 要的。藻类的大量繁殖无疑给生态环境和社会生活带来了巨大的威胁，然而若对藻类合理 利用，也能成为一种潜在的生物资源，事实证明亦是如此。目前利用藻类技术处理生活污水 的主要包括悬浮藻技术、藻类固定化技术W及"活性藻"技术。虽然运用运些技术进行处理 生活污水可减少出水中氮、憐污染物的浓度，但存在诸多缺陷，如浮游藻类生物，化学药剂 和微生物制剂的加入造成二次污染，严重影响了出水水质，而悬浮藻技术在实际应用中，藻 水分离难、资源回收率低。
[0004] 藻类生物膜属于藻类的附着固定，指藻类在静电作用下络合到固定载体表面，或 在胞外分泌物的黏附作用下附着到载体表面所形成的生物膜，是一种新型的污水脱氮除憐 技术，藻类生物膜技术不仅可节约固定化药剂的成本而且藻类的接种、培养和收获简便，固 定化载体可重复使用。在藻类生物膜的研究方面，检索到相关文献如下： 1、【作者】魏群，胡智泉，肖波等，【题名】利用藻类生物膜技术处理生活污水研究[J].中 国给水排水，2008.24巧）：27-30.摘要:采用藻类生物膜工艺处理生活污水，着重考察了对 氮、憐的去除效果。结果表明，在静态试验中，当光照度为35001X时藻类生物膜工艺对氮、憐 的去除效果明显，对总憐、TN、氨氮、COD的去除率分别达到了 98.17%、88%、89 %、93. 61 %。在24 d的动态连续流试验中，当水力停留时间为5d时藻类生物膜装置处理效果稳 定，其中出水TP平均浓度为0.42mg/L，平均去除率达到了95.38%;出水TN和N也-N平 均浓度分别为4.22mg/L和2.16 mg/L，平均去除率分别为83.93%和82.38%;出水COD平 均浓度为38.34 mg/L，平均去除率达到了92.31%。出水TP、TN、氨氮和COD浓度均达 到了《城镇污水处理厂污染物排放标准KGB 18918- 2002)的一级A标准。
[0005] 2、【作者】魏群，郭莉娜，孙红云等，【题名】藻类生物膜制备优选实验研究[J].广 西大学学报：自然科学版，2014.39(3):563-569.摘要:为了制备和优选高效脱氮除憐的 藻类生物膜，在室溫和光强3 500 lx的连续光照条件下，将水华鱼腥藻 {Anabaenaf 1 os -agt/ae)、斜生栅藻（S cenec/esm t/s obJigt/t/Sy*和阿氏颤藻 (化cj7Jaioria agarc/Aii)与软性载体、半软性载体和立体弹性载体分别组合制备出9 种不同的藻类生物膜，根据其在7d实验过程中对氨氮(NH/-N )和总憐(TP )的去除效果W 及藻类生物膜脱氨酶活性和胞外多糖含量等指标优选氮、憐去除效果最佳的藻类生物膜。 结果表明：水华鱼腥藻与立体弹性载体组合制备的藻类生物膜是最佳的，其在第7天对污水 中畑4^^、了？的去除率分别可达93.56%和92.23%，高于其他组合的，此时污水中畑4^^ 和TP浓度分别为1.28 mg/L和1.01 111肖/1;该藻类生物膜的脱氨酶活性与胞外多糖含量 也高于其他组合，分别为42.18化·m2)和0.995 7 g/m2;该藻类生物膜对NH4+-N、TP的 去除率与其脱氨酶活性和胞外多糖含量呈线性相关性。
[0006] 上述的两篇文献虽然在藻类生物膜的制备W及其在处理污水方面有一定的说明， 但是对具体的细节未能描述清楚，而目前国内在藻类生物膜方面的研究还是比较少的。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种成本低廉、易于回收藻类生物量、并能在污水处理中 达到高效脱氮除憐作用的的藻类生物膜的制备方法及其应用。
[0008] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 一种藻类生物膜的制备方法，制备步骤如下： (1) 载体预处理:将生物膜载体浸泡在0.05-1.5mol/L的化肥化溶液中，浸泡时间：23- 25小时，然后用水冲洗3-5遍，将得到的生物膜载体在浓度为0.05-2. Omg/L的盐酸中浸泡 11-14小时，用去离子水冲洗并惊干;运一过程可W去除生物膜载体表面氮憐等营养元素的 影响； (2) 藻类的培养:配制BG11培养基，然后分装到至锥形瓶中，将经高压灭菌处理并冷却 后的培养基，放入超净工作台中紫外灭菌28-35min，然后将微藻接种到培养基中，在连续光 照强度为40001X、溫度为25±2°C的条件下，预培养12d，使藻类生长达到对数期； (3) 藻类的驯化:用模拟生活废水，对BG11培养基进行置换，每天置换溶液体积的1/6， 直至全部置换，使藻类适应模拟废水环境； (4) 制备藻类生物膜:将一定量预处理后的生物膜载体放置于反应器中，并加入适量 BG11培养基，将驯化完成的藻类接种至反应器中，在连续光照强度为40001X、溫度为25 ± 2 °C的条件下，静态培养12-24小时，待载体表面充满气泡，挂膜完成，即可制得藻类生物膜。
[0009] 上述藻类生物膜的制备方法中，所述的生物膜载体是W聚締控类纤维、聚丙締与 聚乙締合成纤维、醒化纤伦和天然纤维中的一种或多种为原料制成的网状的载体。
[0010] 上述的藻类生物膜的制备方法中，步骤(2)藻类的培养的具体培养步骤为： a、 BGll培养基母液的配制:按照BG11培养基基本组分配方准确称量药品，分别W去离 子水溶解，使用时按用量量取相应的体积； b、 培养基的配制：量取所需体积的培养基母液，揽拌均匀后利用Imol/L的化0H溶液 或肥1溶液调解抑至7.1 ± ο. 2，得到培养基； C、培养基的灭菌:将培养基分装至锥形瓶中，加入到锥形瓶中的培养基的总体积小于 锥形瓶容量的2/3;将分装好培养基的锥形瓶塞紧棉塞、W双层牛皮纸封紧； d、接种:将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，与接种过程所需用具酒精灯，酒精喷雾 W及量筒，一并放入已预热的超净工作台中紫外灭菌28-35min，W微藻液:培养基为1-2:10 的体积比将微藻接种到培养基，摇匀； e、预培养:在连续光照强度为40001X、溫度为25±2°C的条件下，预培养12d，使藻类生 长达到对数期，培养过程中，每日摇瓶3-5次。
[0011] 上述的藻类生物膜的制备方法，所述的微藻(购自中科院水生生物所)的种类为蛋 白核小球藻、水华鱼腥藻、銷藻、水网藻、斜生栅藻或阿氏颤藻。所述的模拟生活废水是W BG11为基础的无氮憐培养基，再添加适量的氮源(NaN〇3、NH4C1 )或憐源化出P〇4)配置而成。
[0012] 上述的藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜的厚度为90-100μπι，藻类 大量的附着于载体上，挂膜效果很好，藻类生物膜表面凹凸不平，比表面积大，藻细胞直接 相互连接，构成丰富的网状结构； 本发明藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，污 水在藻类生物膜反应器中的水力停留时间为3-6天。
[0013] 本发明藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜在处理高氮憐生活废水或 食品工业废水中的应用。制备得到的藻类生物膜用于生活污水的处理，对总憐和总氮的去 除效率都能达到90%W上，其出水总憐、总氮、氨氮和COD浓度均达到了《城镇污水处理厂污 染物排放标准》GB 18918- 2002的一级A标准。
[0014] 本发明中所用的生物膜载体是W聚締控类纤维、聚丙締与聚乙締合成纤维、醒化 纤伦或天然纤维为原料制成的网状的载体，W运些原料制成的生物膜载体具有透光性好、 气、水、生物膜交换充分，活性与空隙可变性良好，比表面积大，散热性能高，布水、布气性能 好，切泡效果好，适应性强、耐冲击负荷，空隙可变且不易堵塞等优点，用来制备藻类生物 膜，能够很好的弥补藻水难分离的缺陷，且重复使用率高。
[0015] 本发明的有益效果为： 1、本发明提供的藻类生物膜的制备方法及其应用，制备成本低廉、原料易得且易于回 收藻类生物量，制备得到的藻类生物膜在污水处理中能起到高效脱氮除憐的作用，在满足 一般污水处理目的的同时，不仅可弥补悬浮藻系统存在的藻密度低、水力停留时间长、藻水 难分离及悬浮物（SS)过高、资源回收率低等不足，还具有节约固定化药剂成本、削弱固定 化药剂对藻类活性的影响、重复使用固定化载体等优点。
[0016] 2、本发明通过藻类富集及藻类附着形成的藻类生物膜反应器对高氮憐的生活废 水进行处理，不仅能高效的处理废水，对总憐和总氮的去除效率都能达到90%W上，其出水 总憐、总氮、氨氮和COD浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918- 2002 的一级A标准，而且具有成本低廉、无污染、易获得、净化能力强等诸多优点。本发明制备 得到的藻类生物膜不仅可W应用在生活污水的处理上，还可用于富营养化湖泊的治理W及 其它水体的生态修复中。
[0017] 3、适应性广，水质显著提高。本发明主要是利用藻类生物膜自身的新陈代 谢，达到脱氮除憐的目的，适用于所有对藻类无毒害作用的污水，适用性广;另外，经处 理后的水体富氧率局，有利于水质的显著提局，改善河流、湖泊等雙纳水体的水质情况。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明制备得到的藻类生物膜在扫描电镜下放大500倍观测到的表面结构 图，从图1中可W看出，藻类大量的附着于载体上，挂膜效果很好，藻类生物膜表面凹凸不 平，比表面积大，藻细胞直接相互连接，构成丰富的网状结构； 图2为本发明制备得到的藻类生物膜在扫描电镜下的断面结构图，结合扫描电镜的结 果分析计算可W得出，本发明制备得到的藻类生物膜的厚度为90-100WI1。
[0019]
【具体实施方式】
[0020] 实施例1 一种藻类生物膜的制备方法，其制备步骤如下： (1) 载体预处理:将生物膜载体浸泡在0.05mol/L的化肥化溶液中，浸泡时间：25小时， 然后用水冲洗3遍，将得到的立体弹性载体在浓度为2.Omg/L的盐酸中浸泡11小时，用去离 子水冲洗并惊干； (2) 藻类的培养： a、 BGll培养基母液的配制:按照BG11培养基基本组分配方准确称量药品，分别W去离 子水溶解，使用时按用量量取相应的体积； b、 培养基的配制:量取所需体积的培养基母液，揽拌均匀后利用Imol/L的化0H溶液调 解pH至7.1，得到培养基； C、培养基的灭菌:将培养基分装至锥形瓶中，加入到锥形瓶中的培养基的总体积小于 锥形瓶容量的2/3;将分装好培养基的锥形瓶塞紧棉塞、W双层牛皮纸封紧； d、 接种:将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，与接种过程所需用具酒精灯，酒精喷雾 W及量筒，一并放入已预热的超净工作台中紫外灭菌28min，W微藻液:培养基为1:10的体 积比将微藻接种到培养基，摇匀； e、 预培养:在连续光照强度为40001X、溫度为25°C的条件下，预培养12d，使藻类生长达 到对数期，培养过程中，每日摇瓶3次； (3) 藻类的驯化:用模拟生活废水，对BG11培养基进行置换，每天置换溶液体积的1/6， 直至全部置换，使藻类适应模拟废水环境； (4) 制备藻类生物膜:将一定量预处理后的生物膜载体放置于反应器中，并加入适量 BG11培养基(使培养基快要浸没生物膜载体），将驯化完成的藻类接种至反应器中，在连续 光照强度为40001X、溫度为25°C的条件下，静态培养12小时，待载体表面充满气泡，挂膜完 成，即可制得藻类生物膜。
[0021] 上述藻类生物膜的制备方法中，所述的生物膜载体是W聚締控类纤维为原料制成 的网状的载体。
[0022] 所述的微藻的种类为蛋白核小球藻(购自中科院水生生物所）;所述的模拟生活废 水是WBG11为基础的无氮憐培养基，再添加适量的氮源(NaN03、NH4C1 )或憐源化出Κ)4)配置 而成。
[0023] 上述的藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜的厚度为90μπι，藻类大量 的附着于载体上，挂膜效果很好，藻类生物膜表面凹凸不平，比表面积大，藻细胞直接相互 连接，构成丰富的网状结构；制备得到的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，污水在藻类 生物膜反应器中的水力停留时间为6天。
[0024] 上述制备得到的的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，用于处理高氮憐生活废 水或食品工业废水，对总憐和总氮的去除效率都能达到90%W上，其出水总憐、总氮、氨氮和 COD浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918- 2002的一级A标准。
[0025] 实施例2 一种藻类生物膜的制备方法，其制备步骤如下： (1) 载体预处理:将生物膜载体浸泡在0.25mol/L的化肥化溶液中，浸泡时间：24.5小 时，然后用水冲洗4遍，将得到的半软性载体在浓度为1.7mg/L的盐酸中浸泡11.5小时，用去 离子水冲洗并惊干； (2) 藻类的培养： a、 BGll培养基母液的配制:按照BG11培养基基本组分配方准确称量药品，分别W去离 子水溶解，使用时按用量量取相应的体积； b、 培养基的配制:量取所需体积的培养基母液，揽拌均匀后利用Imol/L的HC1溶液调 解pH至6.9,得到培养基； C、培养基的灭菌:将培养基分装至锥形瓶中，加入到锥形瓶中的培养基的总体积小于 锥形瓶容量的2/3;将分装好培养基的锥形瓶塞紧棉塞、W双层牛皮纸封紧； d、 接种:将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，与接种过程所需用具酒精灯，酒精喷雾 W及量筒，一并放入已预热的超净工作台中紫外灭菌30min，W微藻液:培养基为1.5:10的 体积比将微藻接种到培养基，摇匀； e、 预培养:在连续光照强度为40001X、溫度为23°C的条件下，预培养12d，使藻类生长达 到对数期，培养过程中，每日摇瓶4次； (3) 藻类的驯化:用模拟生活废水，对BG11培养基进行置换，每天置换溶液体积的1/6， 直至全部置换，使藻类适应模拟废水环境； (4) 制备藻类生物膜:将一定量预处理后的生物膜载体放置于反应器中，并加入适量 BG11培养基，将驯化完成的藻类接种至反应器中，在连续光照强度为40001X、溫度为23°C的 条件下，静态培养24小时，待载体表面充满气泡，挂膜完成，即可制得藻类生物膜。
[0026] 上述藻类生物膜的制备方法中，所述的生物膜载体是W聚締控类纤维、聚丙締与 聚乙締合成纤维为原料制成的网状的载体。
[0027] 所述的微藻的种类为水华鱼腥藻(购自中科院水生生物所）;所述的模拟生活废水 是WBG11为基础的无氮憐培养基，再添加适量的氮源(NaN03、NH4Cl)或憐源化出P〇4)配置而 成。
[0028] 上述的藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜的厚度为95μπι，藻类大量 的附着于载体上，挂膜效果很好，藻类生物膜表面凹凸不平，比表面积大，藻细胞直接相互 连接，构成丰富的网状结构；制备得到的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，污水在藻类 生物膜反应器中的水力停留时间为5天。
[0029] 上述制备得到的的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，用于处理高氮憐生活废 水或食品工业废水，对总憐和总氮的去除效率都能达到90%W上，其出水总憐、总氮、氨氮和 COD浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918- 2002的一级A标准。
[0030] 实施例3 一种藻类生物膜的制备方法，其制备步骤如下： (1) 载体预处理:将生物膜载体浸泡在0.4mol/L的化肥化溶液中，浸泡时间：24小时，然 后用水冲洗5遍，将得到的软性载体在浓度为1.4mg/L的盐酸中浸泡12小时，用去离子水冲 洗并惊干； (2) 藻类的培养： a、 BGll培养基母液的配制:按照BG11培养基基本组分配方准确称量药品，分别W去离 子水溶解，使用时按用量量取相应的体积； b、 培养基的配制：量取所需体积的培养基母液，揽拌均匀后利用Imol/L的化0H溶液 或肥1溶液调解抑至7.1 ± 0.2，得到培养基； C、培养基的灭菌:将培养基分装至锥形瓶中，加入到锥形瓶中的培养基的总体积小于 锥形瓶容量的2/3;将分装好培养基的锥形瓶塞紧棉塞、W双层牛皮纸封紧； d、 接种:将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，与接种过程所需用具酒精灯，酒精喷雾 W及量筒，一并放入已预热的超净工作台中紫外灭菌32min，W微藻液:培养基为2:10的体 积比将微藻接种到培养基，摇匀； e、 预培养:在连续光照强度为40001X、溫度为27°C的条件下，预培养12d，使藻类生长达 到对数期，培养过程中，每日摇瓶5次； (3) 藻类的驯化:用模拟生活废水，对BG11培养基进行置换，每天置换溶液体积的1/6， 直至全部置换，使藻类适应模拟废水环境； (4) 制备藻类生物膜:将一定量预处理后的生物膜载体放置于反应器中，并加入适量 BG11培养基，将驯化完成的藻类接种至反应器中，在连续光照强度为40001X、溫度为27°C的 条件下，静态培养12小时，待载体表面充满气泡，挂膜完成，即可制得藻类生物膜。
[0031] 上述藻类生物膜的制备方法中，所述的生物膜载体是W聚締控类纤维、聚丙締与 聚乙締合成纤维W及醒化纤伦为原料制成的网状的载体。
[0032] 所述的微藻的种类为銷藻（购自中科院水生生物所）。所述的模拟生活废水是W BG11为基础的无氮憐培养基，再添加适量的氮源(NaN03、NH4Cl)或憐源化出Κ)4)配置而成。
[0033] 上述的藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜的厚度为97μπι，藻类大量 的附着于载体上，挂膜效果很好，藻类生物膜表面凹凸不平，比表面积大，藻细胞直接相互 连接，构成丰富的网状结构；制备得到的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，污水在藻类 生物膜反应器中的水力停留时间为4天。
[0034] 上述制备得到的的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，用于处理高氮憐生活废 水或食品工业废水，对总憐和总氮的去除效率都能达到90%W上，其出水总憐、总氮、氨氮和 COD浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918- 2002的一级A标准。
[0035] 实施例4 一种藻类生物膜的制备方法，其制备步骤如下： (1)载体预处理:将生物膜载体浸泡在0.8mol/L的化肥化溶液中，浸泡时间：23.5小时， 然后用水冲洗5遍，将得到的立体弹性载体在浓度为1.05mg/L的盐酸中浸泡12.5小时，用去 离子水冲洗并惊干； (2) 藻类的培养： a、 BGll培养基母液的配制:按照BG11培养基基本组分配方准确称量药品，分别W去离 子水溶解，使用时按用量量取相应的体积； b、 培养基的配制:量取所需体积的培养基母液，揽拌均匀后利用Imol/L的化0H溶液溶 液调解pH至7.3,得到培养基； C、培养基的灭菌:将培养基分装至锥形瓶中，加入到锥形瓶中的培养基的总体积小于 锥形瓶容量的2/3;将分装好培养基的锥形瓶塞紧棉塞、W双层牛皮纸封紧； d、 接种:将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，与接种过程所需用具酒精灯，酒精喷雾 W及量筒，一并放入已预热的超净工作台中紫外灭菌35min，W微藻液:培养基为1.8:10的 体积比将微藻接种到培养基，摇匀； e、 预培养:在连续光照强度为40001X、溫度为25±2°C的条件下，预培养12d，使藻类生 长达到对数期，培养过程中，每日摇瓶3次； (3) 藻类的驯化:用模拟生活废水，对BG11培养基进行置换，每天置换溶液体积的1/6， 直至全部置换，使藻类适应模拟废水环境； (4) 制备藻类生物膜:将一定量预处理后的生物膜载体放置于反应器中，并加入适量 BG11培养基浸没生物膜载体，将驯化完成的藻类接种至反应器中，在连续光照强度为 40001X、溫度为25°C的条件下，静态培养20小时，待载体表面充满气泡，挂膜完成，即可制得 藻类生物膜。
[0036] 上述藻类生物膜的制备方法中，所述的生物膜载体是W聚締控类纤维、聚丙締与 聚乙締合成纤维、醒化纤伦和天然纤维为原料制成的网状的载体。
[0037] 所述的微藻的种类为水网藻(购自中科院水生生物所）。所述的模拟生活废水是W BG11为基础的无氮憐培养基，再添加适量的氮源(NaN〇3、NH4C1 )或憐源化出P〇4)配置而成。
[0038] 上述的藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜的厚度为100μπι，藻类大量 的附着于载体上，挂膜效果很好，藻类生物膜表面凹凸不平，比表面积大，藻细胞直接相互 连接，构成丰富的网状结构；制备得到的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，污水在藻类 生物膜反应器中的水力停留时间为3天。
[0039] 上述制备得到的的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，用于处理高氮憐生活废 水或食品工业废水，对总憐和总氮的去除效率都能达到90%W上，其出水总憐、总氮、氨氮和 COD浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918- 2002的一级A标准。
[0040] 实施例5 一种藻类生物膜的制备方法，其制备步骤如下： (1) 载体预处理:将生物膜载体浸泡在1.2mol/L的化肥化溶液中，浸泡时间：23小时，然 后用水冲洗4遍，将得到的半软性载体在浓度为0.65mg/L的盐酸中浸泡13小时，用去离子水 冲洗并惊干； (2) 藻类的培养： a、 BGll培养基母液的配制:按照BG11培养基基本组分配方准确称量药品，分别W去离 子水溶解，使用时按用量量取相应的体积； b、 培养基的配制：量取所需体积的培养基母液，揽拌均匀后利用Imol/L的化0H溶液 或肥1溶液调解抑至7.1 ± ο. 2，得到培养基； C、培养基的灭菌:将培养基分装至锥形瓶中，加入到锥形瓶中的培养基的总体积小于 锥形瓶容量的2/3;将分装好培养基的锥形瓶塞紧棉塞、W双层牛皮纸封紧； d、 接种:将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，与接种过程所需用具酒精灯，酒精喷雾 W及量筒，一并放入已预热的超净工作台中紫外灭菌31min，W微藻液:培养基为1.4:10的 体积比将微藻接种到培养基，摇匀； e、 预培养:在连续光照强度为40001X、溫度为25±2°C的条件下，预培养12d，使藻类生 长达到对数期，培养过程中，每日摇瓶4次； (3) 藻类的驯化:用模拟生活废水，对BG11培养基进行置换，每天置换溶液体积的1/6， 直至全部置换，使藻类适应模拟废水环境； (4) 制备藻类生物膜:将一定量预处理后的生物膜载体放置于反应器中，并加入适量 BG11培养基，将驯化完成的藻类接种至反应器中，在连续光照强度为40001X、溫度为25 ± 2 °C的条件下，静态培养15小时，待载体表面充满气泡，挂膜完成，即可制得藻类生物膜。
[0041] 上述藻类生物膜的制备方法中，所述的生物膜载体是W聚丙締与聚乙締合成纤维 为原料制成的网状的载体。
[0042] 所述的微藻的种类为斜生栅藻(购自中科院水生生物所）。所述的模拟生活废水是 WBG11为基础的无氮憐培养基，再添加适量的氮源(化N03、NH4C1)或憐源(K此P〇4)配置而 成。
[0043] 上述的藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜的厚度为98μπι，藻类大量 的附着于载体上，挂膜效果很好，藻类生物膜表面凹凸不平，比表面积大，藻细胞直接相互 连接，构成丰富的网状结构；制备得到的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，污水在藻类 生物膜反应器中的水力停留时间为4天。
[0044] 上述制备得到的的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，用于处理高氮憐生活废 水或食品工业废水，对总憐和总氮的去除效率都能达到90%W上，其出水总憐、总氮、氨氮和 COD浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918- 2002的一级A标准。
[0045] 实施例6 一种藻类生物膜的制备方法，其制备步骤如下： (1) 载体预处理:将生物膜载体浸泡在1.5mol/L的化肥化溶液中，浸泡时间：23小时，然 后用水冲洗5遍，将得到的软性载体在浓度为0.05mg/L的盐酸中浸泡14小时，用去离子水冲 洗并惊干； (2) 藻类的培养： a、 BGll培养基母液的配制:按照BG11培养基基本组分配方准确称量药品，分别W去离 子水溶解，使用时按用量量取相应的体积； b、 培养基的配制：量取所需体积的培养基母液，揽拌均匀后利用Imol/L的化0H溶液 或肥1溶液调解抑至7.1 ± 0.2，得到培养基； C、培养基的灭菌:将培养基分装至锥形瓶中，加入到锥形瓶中的培养基的总体积小于 锥形瓶容量的2/3;将分装好培养基的锥形瓶塞紧棉塞、W双层牛皮纸封紧； d、接种:将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，与接种过程所需用具酒精灯，酒精喷雾 W及量筒，一并放入已预热的超净工作台中紫外灭菌30min，W微藻液:培养基为1.6:10的 体积比将微藻接种到培养基，摇匀； e、预培养:在连续光照强度为40001X、溫度为25±2°C的条件下，预培养12d，使藻类生 长达到对数期，培养过程中，每日摇瓶5次； (3) 藻类的驯化:用模拟生活废水，对BG11培养基进行置换，每天置换溶液体积的1/6， 直至全部置换，使藻类适应模拟废水环境； (4) 制备藻类生物膜:将一定量预处理后的生物膜载体放置于反应器中，并加入适量 BG11培养基，将驯化完成的藻类接种至反应器中，在连续光照强度为40001X、溫度为24°C的 条件下，静态培养22小时，待载体表面充满气泡，挂膜完成，即可制得藻类生物膜。
[0046] 上述藻类生物膜的制备方法中，所述的生物膜载体是W醒化纤伦为原料制成的网 状的载体。
[0047] 所述的微藻的种类为阿氏颤藻(购自中科院水生生物所）。所述的模拟生活废水是 WBG11为基础的无氮憐培养基，再添加适量的氮源(NaN〇3、NH4Cl)或憐源(K出P〇4)配置而 成。
[0048] 上述的藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜的厚度为90-100μπι，藻类 大量的附着于载体上，挂膜效果很好，藻类生物膜表面凹凸不平，比表面积大，藻细胞直接 相互连接，构成丰富的网状结构;制备得到的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，污水在 藻类生物膜反应器中的水力停留时间为5天。
[0049] 上述制备得到的的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，用于处理高氮憐生活废 水或食品工业废水，对总憐和总氮的去除效率都能达到90%W上，其出水总憐、总氮、氨氮和 COD浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918- 2002的一级A标准。
[(K)加 ] 本发明中，所述微藻液中所用的六种藻类的特性描述如下表1所示：
本发明中，所用的BGll培养基基本组分如下表2所示：
【主权项】
1. 一种藻类生物膜的制备方法，其特征在于，制备步骤如下： (1) 载体预处理:将生物膜载体浸泡在0.05-1.5mol/L的NaHC〇3溶液中，浸泡时间：23-25 小时，然后用水冲洗3-5遍，将得到的生物膜载体在浓度为0.05-2. Omg/L的盐酸中浸泡11-14小时，用去离子水冲洗并晾干； (2) 藻类的培养:配制BG11培养基，然后分装到至锥形瓶中，将经高压灭菌处理并冷却 后的培养基，放入超净工作台中紫外灭菌28-35min，然后将微藻接种到培养基中，在连续光 照强度为40001x、温度为25±2°C的条件下，预培养12d，使藻类生长达到对数期； (3) 藻类的驯化：用模拟生活废水，对BG11培养基进行置换，每天置换溶液体积的1/6， 直至全部置换，使藻类适应模拟废水环境； (4) 制备藻类生物膜:将一定量预处理后的生物膜载体放置于反应器中，并加入适量 BG11培养基，将驯化完成的藻类接种至反应器中，在连续光照强度为40001x、温度为25±2 °C的条件下，静态培养12-24小时，待载体表面充满气泡，挂膜完成，即可制得藻类生物膜。2. 根据权利要求1所述的藻类生物膜的制备方法，其特征在于，所述的生物膜载体是以 聚烯烃类纤维、聚丙烯与聚乙烯合成纤维、醛化纤伦和天然纤维中的一种或多种为原料制 成的网状的载体。3. 根据权利要求1所述的藻类生物膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)藻类的培养的 具体培养步骤为： a、 BGl 1培养基母液的配制：按照BG11培养基基本组分配方准确称量药品，分别以去离 子水溶解，使用时按用量量取相应的体积； b、 培养基的配制:量取所需体积的培养基母液，搅拌均匀后利用lmol/L的NaOH溶液或 HC1溶液调解pH至7.1 ± 0.2，得到培养基； c、 培养基的灭菌:将培养基分装至锥形瓶中，加入到锥形瓶中的培养基的总体积小于 锥形瓶容量的2/3;将分装好培养基的锥形瓶塞紧棉塞、以双层牛皮纸封紧； d、 接种:将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，与接种过程所需用具酒精灯，酒精喷雾 以及量筒，一并放入已预热的超净工作台中紫外灭菌28-35min，以微藻液:培养基为1-2:10 的体积比将微藻接种到培养基，摇匀； e、预培养:在连续光照强度为40001x、温度为25±2°C的条件下，预培养12d，使藻类生 长达到对数期，培养过程中，每日摇瓶3-5次。4. 根据权利要求1或3所述的藻类生物膜的制备方法，其特征在于，所述的微藻的种类 为蛋白核小球藻、水华鱼腥藻、鞘藻、水网藻、斜生栅藻或阿氏颤藻。5. 根据权利要求1所述的藻类生物膜的制备方法，其特征在于，制备得到的藻类生物膜 的厚度为90-100μπι。6. 根据权利要求1所述的藻类生物膜的制备方法，其特征在于，制备得到的藻类生物膜 在处理生活污水中的应用，污水在藻类生物膜反应器中的水力停留时间为3-6天。7. 如权利要求1所述的藻类生物膜在处理高氮磷生活废水或食品工业废水中的应用。
【文档编号】C12N11/08GK106011122SQ201610483676
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】魏群, 涂晓杰, 朱宇轩, 李晓伟, 陈延飞, 叶华, 金锂
【申请人】广西大学