【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环保，具体是涉及一种负磷微藻球的制备方法及其应用。
技术介绍
1、砷是地壳中自然丰度排行20的类金属，砷的自然或人为污染一直以来受到了全球的关注。高砷会对人类和动物的健康造成危害。水体中的无机砷会导致皮肤和血管和神经系统疾病以及癌症。无论是地表水还是地下水，高浓度的砷会对饮用者的健康有害。在许多国家尤其是发展中国家，从数百万口井中抽取的地下水受到as的高度污染，而被污染的地下水是当地人们饮用水的唯一来源。此外，高砷水体也会对农业活动构成威胁，例如通过污染土壤来破坏含水层或者蓄积在作物中通过饮食进入人体。鉴于砷的毒性和致癌作用，世界卫生组织建议将10μg/l作为饮用水中砷的安全限值。在过去的二十年里，已经开发了一些技术手段来降低水中的砷浓度，并试图通过各种方法寻求提高砷吸收效率的除砷技术。
2、目前常用的方法有离子交换法、植物修复法、吸附法、微生物修复法、化学沉淀法、电动法和电凝法。然而，为了将as浓度保持在世界卫生组织允许的饮用水限度内，科学界正在寻求创新和低成本的水处理解决方案，并更新现有的处理技术。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种负磷微藻球的制备方法及其应用。
2、本专利技术的技术方案是：一种负磷微藻球的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、制备载体溶液
4、取8～9g按照质量比为15～17:1混合的聚乙烯醇和海藻酸钠，置入烧瓶中，然后向烧瓶中加入70～80ml的无菌水，在38～42℃下加热
5、s2、藻种的负磷处理
6、对藻种进行负磷处理，得到藻种悬液；
7、s3、固化成球
8、s3-1、取20～30ml的栅藻悬液与步骤s1获得的载体溶液混合，并搅拌25～35min至混匀，即得混合液，然后利用注射器将混合液逐滴加入到190～210ml质量浓度为2.5～3.5％的交联剂ⅰ中，得到微球；将微球置于磁力搅拌器上，在搅拌速度为15～25r/min下搅动1～2h；
9、s3-2、再将微球转移至190～210ml的交联剂ⅱ中，并置于磁力搅拌器上，在搅拌速度为20～25r/min下搅动2～3h后用无菌水冲洗2～3遍，保存备用；所述交联剂ⅱ为摩尔浓度为0.4～0.6mol/l的硫酸钠溶液。
10、进一步地，步骤s2中，所述负磷处理的工艺为：将藻种在无磷培养基中培养2～4天，并对藻种个数进行计数，计算出藻浓度为c1，此时藻液的体积为v1，然后加入体积为v2的无磷培养基溶液并在离心转速为3000～4000rpm/min下离心静置3～5min，弃去上清液；所述离心参数为：离心次数为3～5次，离心时间为8～10min；
11、所述无磷培养基溶液加入量v2的计算公式为：
12、
13、其中，c1为离心前藻种浓度，单位为cell/ml；v1为离心前藻液的体积，单位为ml；v2为离心过程中加入无磷培养基溶液的体积，单位为ml；
14、说明：通过上述处理方式制备得到的负磷微藻球对于废水中的砷具备更优的吸附效果，当无磷培养基溶液加入量小于上述计算值的时候，制备得到的藻类浓度则会过高，从而对水体中有机物进行大量消耗，进一步影响微生物对砷的吸附和转化，从而降低水中砷的去除率；而当藻种浓度过低则会无法提供足够的有机物供微生物吸附和转化，从而影响水中砷的去除效果。
15、更进一步地，所述无磷培养基的成分包括：36.76mg/l的cacl2·2h2o，36.97mg/l的mgso4·7h2o，12.6mg/l的nahco3，85.01mg/l的nano3，28.42mg/l的na2sio3·9h2o，4.36mg/l的na·edta，3.15mg/l的fecl3·6h2o，0.01mg/l的cuso4·5h2o，0.022mg/l的znso4·7h2o，0.01mg/l的cocl2·6h2o，0.18mg/l的mncl2·4h2o，0.006mg/l的na2moo4·2h2o，1.0mg/l的h3bo3，0.1mg/l的thiamin·hcl，0.5μg/l的biotin，0.1μg/l的b12；
16、说明：上述配方的无磷培养基培养得到的藻种能够有效避免磷摄入，从而减少废液中磷的含量，更利于环境保护，同时无磷培养基的制备成本较低，能够有效降低废水中砷去除的成本。
17、进一步地，在藻种培养过程中，对无磷培养基中分批次补加10～30ml的营养液，同时对无磷培养基中施加200～500mt的匀强磁场；并随着营养液的补加次数对磁场强度进行调整，分为以下三个阶段：
18、第一阶段：向无磷培养基中补加10～15ml的营养液，同时调整初始磁场强度为200～300mt，然后根据每30min增加45～55mt的频率对磁场强度进行调整，直至磁场强度达到350～400mt；
19、第二阶段：更换无磷培养基中的培养液并继续向无磷培养基中补加15～25ml的营养液，然后根据每30min降低25～35mt的频率对磁场强度进行调整，直至磁场强度降为200～300mt；
20、第三阶段：继续向无磷培养基中补加10～15ml的营养液，根据每30min增加95～105mt的频率对磁场强度进行调整，直至磁场强度达到400～500mt，保持1.5～2.5h，完成培养；
21、说明：上述方式通过补加营养液和施加磁场的协同作用，能够针对营养液的添加量对磁场进行调变处理，第一阶段补加营养液可以对藻种的生长环境提供相应的营养物质，从而促进藻种的生长和代谢，同时施加匀强磁场能够使得藻种在发生磁化，产生定向移动，进一步提升藻种对营养液的吸收效果，待磁场强度达到350～400mt后，替换培养液，能够有效清除原培养液中的废物，继续补加营养液并缓慢降低磁场强度，此时减轻对藻种生长和代谢的干扰，使其自然生长，起到提升藻种适应能力的目的，进一步改善对藻种的培养效果，第三阶段继续补加营养液和施加高强度磁场能够继续促进藻类营养物质的吸收，加速藻类生长过程中的光合作用，进一步提升藻种的培养效果。
22、更进一步地，所述营养液按照质量百分比计，包括20～30％的氨基酸、13～17％的改性玉米素、3～5％摩尔浓度为0.09～0.11mol/l的碳酸钠缓冲液、0.1～0.3％摩尔浓度为0.09～0.11mol/l的氯化铁溶液、0.1～0.3％摩尔浓度为0.09～0.11mol/l的氯化锌溶液以及余量的无菌水；
23、说明：采用上述成分配比的营养液能够有效维持培养基中的ph稳定以及对培养基中的营养物质进行有效补充，从而对藻种提供适宜的生长环境，进一步促进藻类的良好生长，将改性玉米素加入营养液中能够起到有效提升细胞膜的通透性，从而进一步改善藻种微球的吸附效率。
24、进一步地，所述改性玉米素的制备方法为：将玉米素粉末与无水乙醇按照重量体积比为1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种负磷微藻球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种负磷微藻球的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述负磷处理的工艺为：将藻种在无磷培养基中培养2～4天，并对藻种个数进行计数，计算出藻浓度为C1，此时藻液的体积为V1，然后加入体积为V2的无磷培养基溶液并在离心转速为3000～4000rpm/min下离心静置3～5min，弃去上清液；所述离心参数为：离心次数为3～5次，离心时间为8～10min；
3.如权利要求2所述的一种负磷微藻球的制备方法，其特征在于，所述无磷培养基的成分包括：36.76mg/L的CaCl2·2H2O，36.97mg/L的MgSO4·7H2O，12.6mg/L的NaHCO3，85.01mg/L的NaNO3，28.42mg/L的Na2SiO3·9H2O，4.36mg/L的Na·EDTA，3.15mg/L的FeCl3·6H2O，0.01mg/L的CuSO4·5H2O，0.022mg/L的ZnSO4·7H2O，0.01mg/L的CoCl2·6H2O，0.18mg/L的MnCl2·4H2O，0.006mg/L的Na
4.如权利要求2所述的一种负磷微藻球的制备方法，其特征在于，在藻种培养过程中，对无磷培养基中分批次补加10～30mL的营养液，同时对无磷培养基中施加200～500mt的匀强磁场；并随着营养液的补加次数对磁场强度进行调整，分为以下三个阶段：
5.如权利要求4所述的一种负磷微藻球的制备方法，其特征在于，所述营养液按照质量百分比计，包括20～30％的氨基酸、13～17％的改性玉米素、3～5％摩尔浓度为0.09～0.11mol/L的碳酸钠缓冲液、0.1～0.3％摩尔浓度为0.09～0.11mol/L的的氯化铁溶液、0.1～0.3％摩尔浓度为0.09～0.11mol/L的氯化锌溶液以及余量的无菌水。
6.如权利要求1所述的一种负磷微藻球的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述交联剂Ⅰ的制备方法为：先配制饱和的硼酸溶液，然后按照重量体积比为28～32g：1L向饱和的硼酸溶液中加入氯化钙，搅拌至其充分溶解后，加入碳酸钠将溶液的pH调至6～7，将配制好的溶液放置在4～8℃下预冷备用。
7.如权利要求1所述的一种负磷微藻球的制备方法，其特征在于，所述藻种选用栅藻、刚毛藻、莱茵衣藻中的至少一种。
8.一种负磷微藻球的应用，基于权利要求1～7任意一项所述制备方法得到的负磷微藻球，其特征在于，将所述负磷微藻球应用于对含砷废水的处理中。
9.如权利要求8所述的一种负磷微藻球的应用，其特征在于，所述处理方法为：按照质量体积比为5g：1L向含砷浓度为10mg/L的废水中投加负磷微藻球，在温度为24～26℃下以转速为130～150r/min振荡以对废水中的砷进行吸附去除。
...【技术特征摘要】
1.一种负磷微藻球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种负磷微藻球的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述负磷处理的工艺为：将藻种在无磷培养基中培养2～4天，并对藻种个数进行计数，计算出藻浓度为c1，此时藻液的体积为v1，然后加入体积为v2的无磷培养基溶液并在离心转速为3000～4000rpm/min下离心静置3～5min，弃去上清液；所述离心参数为：离心次数为3～5次，离心时间为8～10min；
3.如权利要求2所述的一种负磷微藻球的制备方法，其特征在于，所述无磷培养基的成分包括：36.76mg/l的cacl2·2h2o，36.97mg/l的mgso4·7h2o，12.6mg/l的nahco3，85.01mg/l的nano3，28.42mg/l的na2sio3·9h2o，4.36mg/l的na·edta，3.15mg/l的fecl3·6h2o，0.01mg/l的cuso4·5h2o，0.022mg/l的znso4·7h2o，0.01mg/l的cocl2·6h2o，0.18mg/l的mncl2·4h2o，0.006mg/l的na2moo4·2h2o，1.0mg/l的h3bo3，0.1mg/l的thiamin·hcl，0.5μg/l的biotin，0.1μg/l的b12。
4.如权利要求2所述的一种负磷微藻球的制备方法，其特征在于，在藻种培养过程中，对无磷培养基中分批次补加10～30ml的营养液，同时对无磷...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪宁欣，王兆航，程诗雨，廖嘉龙，徐骏驰，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：
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