【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及蓝藻的资源化利用领域，更具体地，涉及一种蓝藻中高碳低氮磷有机物组分的提取方法。
技术介绍
1、蓝藻是一种原核微生物，可通过光合作用将大气中的二氧化碳转化为生物质，同时释放出氧气。由于大量营养物质的输入，近年来很多湖泊发生蓝藻的爆发性生长，造成严重的水质恶化问题。如果能将蓝藻打捞处理，将其中的含碳组分进行合理的资源化利用，对助力实现碳达峰、碳中和目标，减轻太湖、滇池等湖泊因蓝藻大量繁殖带来的水污染问题等都有重要的意义。现阶段对打捞后蓝藻的处理方法主要是干化、焚烧等，将碳元素重新变回了二氧化碳释放到大气中，是一种耗能且不利于减碳的处理方式。而提取蓝藻中的高碳低氮磷有机物组分，可用于定向转化为小分子有机酸，制成生物质碳源，用于污水处理厂的反硝化处理。也可用于进一步提取其中的多糖和脂类，为生物医药制品及新能源开发等提供上游原料。提取后剩余的藻细胞沉淀中的蛋白和核酸等氮磷含量高的组分则可作为原料用于合成可降解材料或制作功能性肥料等。
2、蓝藻的细胞壁比大多数革兰氏阴性菌都厚很多，且肽聚糖层的交联度高，对蓝藻中生物质开发利用需要解决的一个重要难题是如何恰当地破坏其细胞壁，并选择性地提取出所需的组分。现有的破壁和提取方法有珠磨法、超声法、微波法、高温煮沸、高压、加入酸、碱等化学试剂和生物酶解法等等。前几种方法在大规模应用时均面临设备复杂、能耗高等问题，特别是对于蓝藻单细胞分散的尺寸范围(0.5～60μm)，破壁效率低。由于蓝藻的细胞壁质韧坚固，直接用酸碱和酶的提取方法破壁效果往往不佳。
3、蓝藻含水量高，
4、为实现蓝藻中的碳源生物质与氮磷组分的有效分离，有必要开发一种条件温和、耗能低、适合大规模工业化应用的蓝藻破壁和高碳低氮磷有机物组分的提取分离方法。提取出的高碳低氮磷含量的有机物组分可通过进一步的定向转化反应制成小分子有机酸，用作污水处理过程中反硝化细菌的碳源。除此之外，提取液和剩余的藻细胞沉淀也可作为原料进一步提取或制备其他材料或产品。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种条件温和、耗能低、适合大规模工业化应用的蓝藻中高碳低氮磷有机物组分的提取分离方法，以克服现有技术中的诸多缺陷。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种蓝藻中高碳低氮磷有机物组分的提取分离方法，将打捞后经预脱水的蓝藻样品直接进行提取或置于4℃条件下密闭存放，根据存放时间长短采用不同的提取溶剂，具体是：
4、a.对于未经存放或存放时间不超过3个月的蓝藻样品，提取分离步骤如下：
5、a1)以naoh溶液作为提取溶剂1，与蓝藻样品室温下搅拌混合，提取1.5～3h后进行离心分离，分别收集提取液1和藻细胞沉淀1；
6、a2)向藻细胞沉淀1中加入含有次氯酸钠(或过氧化氢)的naoh溶液作为提取溶剂2，室温下搅拌混合提取1.5～3h，然后离心分离，分别收集提取液2和藻细胞沉淀2；
7、a3)向藻细胞沉淀2中加入含有氯化钠的naoh溶液作为提取溶剂3，在50～70℃条件下搅拌混合提取1.5～3h，然后离心分离，分别收集提取液3和藻细胞沉淀3；
8、a4)合并上清液1至3，利用阴离子交换色谱柱进行分离纯化，获得蓝藻中高碳低氮磷有机物组分的水溶性提取液；
9、b.对于存放时间超过3个月的蓝藻样品，提取分离步骤如下：
10、b1)以水作为提取溶剂1，与蓝藻样品室温下搅拌混合，提取0.5～2h后进行离心分离，分别收集提取液1和藻细胞沉淀1；
11、b2)向藻细胞沉淀1中加入naoh溶液作为提取溶剂2，室温下搅拌混合提取0.5～2h，然后离心分离，分别收集提取液2和藻细胞沉淀2；
12、b3)向藻细胞沉淀2中加入浓度为提取溶剂2的1/3～2/3的naoh溶液作为提取溶剂3，室温下搅拌混合提取0.5～2h，然后离心分离，分别收集提取液3和藻细胞沉淀3；
13、b4)合并上清液1至3，获得蓝藻中高碳低氮磷有机物组分的水溶性提取液。
14、上述蓝藻中高碳低氮磷有机物组分的提取分离方法中，所述蓝藻不限定种类，适用于湖泊等水体中常见的各种蓝藻，包括但不限于惠氏微囊藻(microcystiswesenbergii)、铜绿微囊藻(microcystis aeruginosa)和鱼害微囊藻(microcystisichthyoblabe)等。
15、预脱水处理是去除原水体中的水和胞外吸附的水，一般采用气浮法和/或叠螺机脱水等方法。经预脱水处理后的蓝藻样品含水量在87％～90％，碳氮比为4.9。
16、上述步骤a1)中，优选的，每100g蓝藻样品和50～100ml的提取溶剂1混合，混合后体系的naoh终浓度为0.1～0.2m。该步骤主要是提取蓝藻的胞外有机物。
17、上述步骤a2)中，优选的，每100g藻细胞沉淀1中加入160～320ml的提取溶剂2；所述提取溶剂2中naoh浓度为0.05～0.1m，次氯酸钠浓度为0.2％～0.4％(有效氯)。
18、上述步骤a3)中，优选的，每100g藻细胞沉淀2中加入300～600ml的提取溶剂3；所述提取溶剂3中naoh浓度为0.05～0.1m，氯化钠浓度为0.2～0.5m。
19、上述步骤a4)中，所述阴离子交换色谱柱可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种蓝藻中高碳低氮磷有机物组分的提取分离方法，将打捞后经预脱水的蓝藻样品直接进行提取或置于4℃条件下密闭存放，根据存放时间长短采用不同的提取溶剂，具体是：
2.如权利要求1所述的提取分离方法，其特征在于，所述预脱水是对打捞的蓝藻去除原水体中的水和胞外吸附的水，经预脱水处理后的蓝藻样品含水量在87％～90％。
3.如权利要求1所述的提取分离方法，其特征在于，步骤A1)中每100g蓝藻样品和50～100mL的提取溶剂1混合，混合后体系的NaOH终浓度为0.1～0.2M。
4.如权利要求1所述的提取分离方法，其特征在于，在步骤A2)中，每100g藻细胞沉淀1中加入160～320mL的提取溶剂2，所述提取溶剂2为含次氯酸钠的NaOH溶液，其中NaOH浓度为0.05～0.1M，有效氯浓度为0.2％～0.4％。
5.如权利要求1所述的提取分离方法，其特征在于，步骤A3)中，每100g藻细胞沉淀2中加入300～600mL的提取溶剂3，所述提取溶剂3中NaOH浓度为0.05～0.1M，氯化钠浓度为0.2～0.5M。
6.如权利要求1
7.如权利要求1所述的提取分离方法，其特征在于，步骤A4)将待分离上清液加到阴离子交换色谱柱中，然后用NaCl溶液梯度洗脱，收集含高碳氮比有机组分的流出液。
8.如权利要求1所述的提取分离方法，其特征在于，步骤B1)中用水作为提取溶剂1对蓝藻样品提取一次或多次，每100g蓝藻样品每次提取加入50～100mL水。
9.如权利要求1所述的提取分离方法，其特征在于，步骤B2)中，每100g藻细胞沉淀1中加入100～200mL的提取溶剂2，所述提取溶剂2中NaOH浓度为0.05～0.1M。
10.如权利要求1所述的提取分离方法，其特征在于，步骤B3)中，每100g藻细胞沉淀2中加入160～320mL的提取溶剂3。
...【技术特征摘要】
1.一种蓝藻中高碳低氮磷有机物组分的提取分离方法，将打捞后经预脱水的蓝藻样品直接进行提取或置于4℃条件下密闭存放，根据存放时间长短采用不同的提取溶剂，具体是：
2.如权利要求1所述的提取分离方法，其特征在于，所述预脱水是对打捞的蓝藻去除原水体中的水和胞外吸附的水，经预脱水处理后的蓝藻样品含水量在87％～90％。
3.如权利要求1所述的提取分离方法，其特征在于，步骤a1)中每100g蓝藻样品和50～100ml的提取溶剂1混合，混合后体系的naoh终浓度为0.1～0.2m。
4.如权利要求1所述的提取分离方法，其特征在于，在步骤a2)中，每100g藻细胞沉淀1中加入160～320ml的提取溶剂2，所述提取溶剂2为含次氯酸钠的naoh溶液，其中naoh浓度为0.05～0.1m，有效氯浓度为0.2％～0.4％。
5.如权利要求1所述的提取分离方法，其特征在于，步骤a3)中，每100g藻细胞沉淀2中加入300～600ml的提取溶剂3，...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵美萍，钱盘生，师明赫，戴沈镔，祝晨旭，
申请(专利权)人：江苏金山新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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