藻菌共生耦合体系及其处理含Cd废水的资源化利用方法技术

本发明专利技术公开了一种藻菌共生耦合体系及其处理含Cd废水的资源化利用方法，涉及采用小球藻高效去除重金属Cd废水的技术领域。本发明专利技术构建了藻菌共生耦合体系和小球藻

【技术实现步骤摘要】
藻菌共生耦合体系及其处理含Cd废水的资源化利用方法


[0001]本专利技术涉及环境治理
，涉及采用小球藻高效去除重金属Cd废水的


技术介绍

[0003]目前，已经有人提出了几种物理化学方法用于重金属的修复，包括化学沉淀、离子交换、膜过滤、吸附、絮凝和电化学处理。然而，以上技术存在投资和运行成本高、对低浓度重金属的去除率极低等缺点。与上述传统方法相比，生物修复技术由于其环境友好和成本低的特点，受到了越来越多的关注。
[0004]微生物通常具有较大的比表面和丰富的重金属结合位点，因此可以通过生物吸附机制高效地生物去除重金属。此外，重金属还可以通过主动和被动运输进入微生物体内，然后在细胞内逐渐累积，进一步提高了生物清除能力。大量的研究表明，许多微藻，如小球藻、钝顶螺旋藻，或细菌，如枯草芽孢杆菌、假单胞菌，对废水中的重金属具有较高的清除能力。目前有不少文献报道了采用这些微生物来去除废水中重金属，但是这些微生物富集了重金属后如何更好的进行资源化利用的研究比较少。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术中利用微生物去除废水中重金属Cd后，微生物富集了重金属后续无法进行资源化利用的缺点，提供一种利用小球藻处理含Cd废水的资源化利用方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：
[0007]小球藻在废水的生物修复过程中，可以合成和积累细胞内的油脂，这些油脂可以被提取，并进一步加工成生物燃料。而如果可以在不影响重金属去除效率的基础上，提高小球藻内生物油脂积累，将会带来不可忽视的价值。
[0008]本专利技术开发了一种藻菌共生耦合体系，可以在高效去除Cd的同时，显著提高小球藻合成和积累细胞内油脂的效率，使其资源化利用成为可能。
[0009]一种藻菌共生耦合体系，将小球藻和枯草芽孢杆菌同时接种于含Cd废水中，同时加入共生培养基组分与生物炭构成完整的藻菌共生体系。小球藻在重金属废水中接种量为1～10
×
106cells/ml，枯草芽孢杆菌在重金属废水中接种量为0.25～5
×
106cells/ml，使得小球藻与枯草芽孢杆菌的初始细胞数比为5：(2～4)；室温培养6～10d。
[0010]共生培养基包括以下组分：葡萄糖0.5～2g/L，硝酸钠0.5～2g/L,磷酸氢二钾0.01～0.08g/L,七水硫酸镁0.02～1g/L，二水氯化钙0.01～0.05g/L，柠檬酸0.001～0.01g/L，柠檬酸铁铵0.002～0.008g/L，EDTA二钠0.001～0.01g/L，碳酸钠0.01～0.03g/L，微量元素母液0.1～2ml；
[0011]微量元素母液的配方为：硼酸2.86g/L，四水氯化锰1.81g/L，七水氯化锰0.222g/L，二水钼酸钠0.39g/L，五水硫酸铜0.079g/L，六水硝酸钴0.0494g/L。
[0012]优先的，本专利技术所述的藻菌共生体系的培养光照强度为8000lux，光暗比为12:12，培养温度为25℃。
[0013]优选的，本专利技术所处理的重金属废水含有Cd
2+
的浓度为1～100mg/L，所述重金属废水的pH值为：5.0～8.0。
[0014]进一步的，藻菌共生耦合体系包含向重金属废水中加入的生物炭，以重量计，生物炭在重金属废水中加入量为1～5g/L。构建成小球藻
‑
枯草芽孢杆菌
‑
生物炭共生体系。
[0015]利用小球藻处理含Cd废水的资源化利用方法，包括以下步骤：
[0016]S1、培养小球藻与枯草芽孢杆菌；
[0017]S2、将小球藻的藻细胞和清液分离获得小球藻藻泥，将枯草芽孢杆菌的菌体和清液分离获得枯草芽孢杆菌菌体；
[0018]S3、分别将获取的小球藻藻泥和枯草芽孢杆菌菌体加入水重新溶解和悬浮
[0019]S4、将重新溶解和悬浮后的小球藻藻液和枯草芽孢杆菌菌液按照比例加入到重金属废水中，同时加入共生培养基组分构成完整的藻菌共生体系,室温培养6～10d。
[0020]优选的，S4中将生物炭与共生培养基与一起加入藻菌共生体系。
[0021]本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术构建了藻菌共生耦合体系和小球藻
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枯草芽孢杆菌
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生物炭共生体系，体系中的小球藻可在重金属Cd废水中生长，在此过程大部分Cd离子被吸附或吸收，达到高效去除Cd的目的。此外，在重金属废水的生物修复过程中，小球藻合成和积累细胞内油脂的效率显著提高，可进一步被提取加工成生物燃料。
附图说明
[0022]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0023]图1为枯草芽孢杆菌的纯化平板；
[0024]图2为稀释涂布平板法显示藻菌共生情况；
[0025]图3为不同处理组藻液颜色情况；
[0026]图4为实施例1中不同处理组的小球藻细胞密度情况；
[0027]图5为实施例1中不同处理组的小球藻叶绿素、类胡萝卜素、SOD含量情况；
[0028]图6为实施例2中不同处理组的小球藻细胞密度情况；
[0029]图7为实施例2中不同处理组的小球藻叶绿素、类胡萝卜素、SOD含量情况。
具体实施方式
[0030]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0031]实施例
[0032]小球藻在500ml锥形瓶进行培养(装液量250mL)，培养温度为室温(25～28℃)，采用LED灯给锥形瓶提供该光照，光强5000lux，每天定时手摇锥形瓶2次。本实施例的小球藻为Chlorella sorokiniana FACHB
‑
24，小球藻的培养基包括以下组分：硝酸钠1.5g/L,磷酸氢二钾0.04g/L,七水硫酸镁0.075g/L，二水氯化钙0.036g/L，柠檬酸0.006g/L，柠檬酸铁铵0.006g/L，EDTA二钠0.001g/L，碳酸钠0.02g/L，微量元素母液1ml。初始接种藻细胞浓度2
×
106cells/ml,培养4天后，藻细胞浓度1
×
107cells/ml，小球藻培养结束。然后，藻液通过离心机离心获得藻体。然后，将离心获得的藻泥用水定容至原始藻液体积的1/3，获得小球藻浓缩液。
[0033]使用平板划线法纯化出枯草芽孢杆菌单菌落，本实施例的枯草芽孢杆菌选用Bacillus subtilis ACCC 04388，用竹签挑取单菌落后伸入配置好的枯草芽孢杆菌培养基进行纯化扩培。枯草芽孢杆菌的培养基包括以下组分：胰蛋白胨10g/L，酵母提取液5g/L，NaCl 10g/L，葡萄糖1g/L。使用稀释涂布平板法与吸光度测定法，确定枯草芽孢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种藻菌共生耦合体系，其特征在于，将小球藻和枯草芽孢杆菌同时接种于含Cd废水中，使得小球藻与枯草芽孢杆菌的初始细胞数比为5：2～4，同时加入共生培养基组分后室温培养6～10d。2.如权利要求1所述的藻菌共生耦合体系，其特征在于，藻菌共生耦合体系还包含有生物炭，生物炭在重金属废水中加入量为1～5g/L。3.如权利要求1或2所述的藻菌共生耦合体系，其特征在于，小球藻在重金属废水中接种量为1～10
×
106cells/ml，枯草芽孢杆菌在重金属废水中接种量为0.25～5
×
106cells/ml。4.如权利要求1或2所述的藻菌共生耦合体系，其特征在于，共生培养基包括以下组分：葡萄糖0.5～2g/L，硝酸钠0.5～2g/L,磷酸氢二钾0.01～0.08g/L,七水硫酸镁0.02～1g/L，二水氯化钙0.01～0.05g/L，柠檬酸0.001～0.01g/L，柠檬酸铁铵0.002～0.008g/L，EDTA二钠0.001～0.01g/L，碳酸钠0.01～0.03g/L，微量元素母液0.1～2ml。5.如权利要求4所述的藻菌共生耦合体系，其特征在于，所述的微量元素母液的配方为：硼...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建科，苏博成，费星怡，车嘉仪，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：