微藻处理老化微塑料废水的方法

1.本发明属于废水处理领域，具体涉及一种微藻处理老化微塑料废水的方法。


背景技术：

2.微藻的生物聚合物净化老化微塑料是一种由日光驱动、低成本且环境友好的技术。近年来，由于污水排放标准的提升以及在碳中和背景下对环境友好技术的需求使得利用微藻净化老化微塑料技术获得越来越多的关注。微藻在高浓度老化微塑料的环境中会由于适应性反应产生胞外聚合物(eps)，老化微塑料的疏水性促进了两者之间的聚集，这体现了微藻具有净化高浓度老化微塑料废水的潜力。
3.尽管基于微藻的生物聚合物的污染物净化技术拥有许多优点，但是自然界中存在种类繁多的污染物，该技术无法保证无选择性地净化污染物，因此需要寻求与其他绿色的手段联合来强化微藻修复技术的净化能力。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种微藻处理老化微塑料废水的方法。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
6.一种微藻处理老化微塑料废水的方法，包括下述步骤：
7.1)、将功能性微藻进行预先培养，使其达到对数生长期；
8.2)、利用强酸或者强碱分别对微塑料废水老化处理；
9.3)、将步骤1)培养后的功能性微藻接入到步骤2)中强酸或者强碱分别预处理后的微塑料废水，进行高浓度老化微塑料废水的净化。
10.步骤1)中功能性微藻为四尾栅藻或者小球藻。
11.步骤1)中预先培养的条件为:全天光照，光照强度4800-5200lux，培养温度24-26℃，持续通入co2和n2的混合气，co2所占的体积分数为3％-5％，通气量30-40ml/min。
12.步骤2)中所述的强酸为盐酸、硫酸或者硝酸；所述的强碱为氢氧化钠或者氢氧化钾。
13.强酸或者强碱的浓度均为5-20mol/l，处理时间为24-48h。
14.强酸或者强碱的浓度均为10mol/l，处理时间为48h。
15.步骤2)中微塑料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，尺寸为5-50μm，强酸或者强碱处理后微塑料的浓度为20-200mg/l。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.本技术提供了一种绿色环保、经济有效且可持续的方法净化高浓度老化微塑料废水的方法。利用微藻净化含高浓度老化微塑料废水，利用微藻的光合作用，使污染物得到净化，并且得到微藻生物量以及细胞色素。微藻净化方式能够使微藻产生更多的带负电荷的胞外聚合物(eps)，对于老化微塑料具有潜在的净化潜力。同时利用强酸或者强碱预先处理
老化微塑料废水，使得其短期内达到自然老化程度。
附图说明
18.图1是实施案例中由小球藻(培养8天后)产生的eps中糖醛酸峰强度图；
19.图2是实施案例中加入强碱老化微塑料废水中小球藻od
680
变化图。
20.图3是实施案例中加入强酸老化微塑料废水中小球藻od
680
变化图；
21.图4是实施案例中加入强碱老化微塑料废水中叶绿素浓度变化图；
22.图5是实施案例中加入强酸老化微塑料废水中叶绿素浓度变化图；
23.图6是实施案例中加入强碱老化微塑料废水中类胡萝卜素浓度变化图；
24.图7是实施案例中加入强酸老化微塑料废水中类胡萝卜素浓度变化图。
具体实施方式
25.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
26.实施案例：一种微藻处理老化微塑料废水的方法，包括如下步骤：
27.(1)将小球藻utex1602接种至含有200ml灭菌后的bg-11培养基中，将其置于生化培养箱中进行预先培养，使小球藻达到对数生长期，之后将其作为工作藻液；预先培养的条件设置为：全天光照，光照强度4800-5200lux，培养温度24-26℃，通气量30-40ml/min，通入的气体为co2和n2的混合气，co2所占的体积分数为5％。
28.(2)分别利用48h盐酸或者氢氧化钠处理人工模拟含高浓度老化微塑料废水进行处理，获得废水处理液；盐酸或者氢氧化钠均为浓度10mol/l；
29.人工模拟含高浓度老化微塑料废水的配置方式为将一定量4g/l老化微塑料母液(微塑料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，尺寸为10μm；)加入到200ml bg-11培养基中，获得含20、100和200mg/l老化微塑料废水；
30.(3)步骤(1)获得的藻液经过3次去离子水洗涤离心后，再接种至含有步骤(2)强酸或者强碱处理后的人工模拟含高浓度老化微塑料废水中，置于微藻培养架上培养，确保初始接种微藻在680nm波长下吸光度为0.1，全天光照，光照强度4800-5200lux，培养温度24-26℃，培养周期8天，取样测定微藻eps中糖醛酸含量。
31.(4)定期收集步骤(3)培养的藻液，测定其在680nm波长下的吸光度。
32.(5)定期收集步骤(3)培养的藻液，经过离心后弃去上清液，获得藻泥，将收获的藻泥重新悬浮在同等体积下的甲醇-水溶液中，在4℃下保存16-24h，之后离心测定上清液多波长下的吸光度，测定细胞内光合色素浓度。
33.对照组与实施案例的区别在于培养基不需要添加老化微塑料。
34.即一种微藻处理废水的方法，包括如下步骤：
35.(1)将小球藻utex1602接种至含有200ml灭菌后的bg-11培养基中，将其置于生化培养箱中进行预先培养，使小球藻达到对数生长期，之后将其作为工作藻液；预先培养的条件设置为：全天光照，光照强度4800-5200lux，培养温度24-26℃，通气量30-40ml/min，通入的气体为co2和n2的混合气，co2所占的体积分数为5％。
36.(2)步骤(1)获得的藻液经过3次去离子水洗涤离心后，再接种至水中，置于微藻培
养架上培养，确保初始接种微藻在680nm波长下吸光度为0.1，全天光照，光照强度4800-5200lux，培养温度24-26℃，培养周期8天，取样测定微藻eps中糖醛酸含量。
37.(3)定期收集步骤(2)培养的藻液，测定其在680nm波长下的吸光度。
38.(4)定期收集步骤(2)培养的藻液，经过离心后弃去上清液，获得藻泥，将收获的藻泥重新悬浮在同等体积下的甲醇-水溶液中，在4℃下保存16-24h，之后离心测定上清液多波长下的吸光度，测定细胞内光合色素浓度。
39.图1所示分别加入强酸或者强碱老化微塑料处理后，经过8天的培养，微藻对于20、100和200mg/l人工模拟废水中老化微塑料所产生的eps中糖醛酸含量比对照组分别低8.36％、高45.48％。
40.图2所示分别加入强碱老化微塑料处理后，经过8天的培养，微藻在净化20、100和200mg/l人工模拟废水中老化微塑料过程中od
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分别为0.553、0.436和0.447，相比于对照组，分别提升了17.41％和降低了7.43％、5.10％。
41.图3所示分别加入强酸老化微塑料处理后，经过8天的培养，微藻在净化20、100和200mg/l人工模拟废水中老化微塑料过程中od
680
分别为0.551、0.539和0.605，相比于对照组，分别提升了16.99％、14.44％和28.45％。
42.图4所示分别加入强碱老化微塑料处理后，经过8天的培养，微藻在净化20、100和200mg/l人工模拟废水中老化微塑料过程中叶绿素含量分别为2.56mg/l、2.14mg/l和2.00mg/l，相比于对照组，分别提升了19.63％和降低了0.09％和6.54％。
43.图5所示分别加入强酸老化微塑料处理后，经过8天的培养，微藻在净化20、100和200mg/l人工模拟废水中老化微塑料过程中叶绿素含量分别为2.47mg/l、2.79mg/l和2.81mg/l，相比于对照组，分别提升了15.42％和降低了30.37％和31.31％。
44.图6所示分别加入强碱老化微塑料处理后，经过8天的培养，微藻在净化20、100和200mg/l人工模拟废水中老化微塑料过程中类胡萝卜素含量分别为0.74mg/l、0.63mg/l和0.61mg/l，相比于对照组，分别提升了17.46％和降低了1.11％和3.17％。
45.图7所示分别加入强酸老化微塑料处理后，经过8天的培养，微藻在净化20、100和200mg/l人工模拟废水中老化微塑料过程中类胡萝卜素含量分别为0.77mg/l、0.80mg/l和0.82mg/l，相比于对照组，分别提升了22.22％、26.98％和30.16％。
46.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。