一株产多糖的塔尔沙丝藻及在高氮磷废水处理中的应用制造技术

技术编号:45070264 阅读:20 留言:0更新日期:2025-04-25 18:13
本发明专利技术公开了一株产多糖的塔尔沙丝藻及在高氮磷废水处理中的应用,命名为塔尔沙丝藻(Desertifilum sp.)ZSL‑NS5的藻株已于2024年11月07日在中国典型培养物保藏中心保藏,保藏编号为CCTCC NO.M 20242470。该藻种从奶牛场好氧塘废水中分离,具有较强的废水耐性和净化污染物能力,对总磷的去除率达95%以上,对氨氮去除了接近100%,对TN去除率达85%以上,对COD去除率达70%以上。此外,塔尔沙丝藻拥有生产微藻EPS和多糖的能力,其多糖含量达63%,均显著高于普通微藻的产量,具有制备化工原料和制备药品的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于养殖废水处理技术和生物,具体地,本专利技术涉及一株产多糖的塔尔沙丝藻及其在奶牛场废水处理中的应用。


技术介绍

1、微藻是一种体型微小的微生物,在显微镜下才可看到细胞形态。微藻能够利用阳光将水中的二氧化碳和水转化为氧气和有机物,这个过程消耗了水中的无机碳源,有助于降低水体的富营养化程度。微藻能高效吸收废水中的氮(如氨氮、硝酸盐)和磷(如磷酸盐),将其转化为自身生长所需的营养物质,从而减少水体中的营养盐负荷。此外,微藻通过细胞表面的吸附作用和内部代谢过程,去除废水中的有机污染物,如表面活性剂、油脂等。某些微藻具有积累重金属的能力,通过生物吸附和生物积累作用,可以有效去除水中的重金属离子,如镉、铬、汞和铅等。微藻具有快速的生长速率,这使得它们在污水处理中能够迅速响应,有效去除污染物。微藻生物质含有丰富的蛋白质、多糖和其他营养成分,可以作为生物燃料、医药、肥料等高价值产品的原料,实现废水中资源转化。此外,微藻具有高效的固碳能力,有助于缓解温室气体排放。综上,微藻技术由于“减污降碳、资源转化、变废为宝”等优势而被广泛应用于各种废水处理领域。

2、奶牛场粪污以废水产量大、成分复杂、难以处理为特征。奶牛场废水水质变化较大,且其中的氨氮含量较高,导致碳氮比失调,这使得废水处理具有一定的复杂性,对废水处理构成了挑战。现阶段奶牛场废水处理技术以生物组合工艺为主,但是出水中仍存在较高浓度的有机物,以及高浓度氨氮。并且现有工艺通常产生大量的剩余污泥,仍需进一步处理。然而,微藻生物处理技术因不需要额外添加碳源,从而降低了废水处理工艺的投资成本;并且不产生剩余污泥及其二次处理问题;微藻生物质可用于化工原料等产生经济价值。因此,微藻生物技术逐步受到畜禽废水领域学者的青睐。

3、目前,关于微藻处理奶牛场废水的研究越来越多,但从废水生境中筛选本土微藻及将该微藻应用于废水处理和生物质回收的研究较少。传统市售微藻很难适应奶牛场废水中高浓度有机物、高氨氮以及有毒有害成分,因此,寻找能否适应于奶牛场废水特性的微藻新品种非常重要。另一方面,微藻生物质的后续利用价值非常重要,微藻中多糖类物质具有多种用途,可以作为凝胶材料,用于软物质、传感器等领域;在医学领域中用于制备注射剂、药片等药物载体;还可以制备高分子支架材料和复合材料,用于修复和替代人体组织,然而,如何培育出多糖产率的微藻仍是一个亟待解决的问题。


技术实现思路

1、针对现阶段奶牛场废水成分复杂、污染物去除效率不高、难以达到还田等目的的问题,本专利技术提供一种自分离的塔尔沙丝藻(desertifilum sp.)zsl-ns5,用于处理奶牛场废水并生产多糖,为养殖废水处理提供技术支持。

2、本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:

3、一株产多糖的塔尔沙丝藻,名称为塔尔沙丝藻zsl-ns5,分类命名为:desertifilum sp,保藏日期为:2024年11月07日,保藏单位为:中国典型培养物保藏中心保藏,保藏编号为cctcc m 20242470,保藏地址为:中国武汉武汉大学。

4、而且,塔尔沙丝藻zsl-ns5的培养基的配方:硝酸钠1.5g,磷酸氢二钾0.04g,七水硫酸镁0.075g,二水氯化钙0.036g,柠檬酸铁铵0.006g,柠檬酸0.006g,乙二胺四乙酸二钠0.001g,碳酸钠0.02g,微量元素母液1ml,加水定容至1000ml,调节ph至7.1左右,121℃高压灭菌20min。

5、而且,微量元素母液的配方:硼酸2.86g/l,四水氯化锰1.86g/l,七水硫酸锌0.22g/l,五水硫酸铜0.08g/l,二水钼酸钠0.39g/l;六水硝酸钴0.05g/l,加水定容至1000ml。

6、产多糖的塔尔沙丝藻zsl-ns5在奶牛场废水中的应用。

7、一种利用产多糖的塔尔沙丝藻进行奶牛场废水处理方法,废水需要经过粗过滤、离心、再过滤、稀释四步处理;zsl-ns5藻液和废水的接种比为1:5体积比,将藻液在7000-8000r/min下离心10min,离心后弃去上层培养基,将塔尔沙丝藻藻泥投入奶牛场废水中,摇晃或搅拌均匀。

8、而且,处理条件为:光照强度4000-5000lux,光暗比12:12小时,温度25℃,处理周期可为8-12天,采用空气流通或摇晃的方式避免微藻沉淀或粘壁。

9、而且,在塔尔沙丝藻zsl-ns5处理奶牛场废水中,废水可为灭菌后的或者不灭菌后的,厌氧池出水和氧化塘废水的稀释倍数为1-5倍,稳定塘废水的稀释倍数为1-2倍。

10、一种产多糖的塔尔沙丝藻zsl-ns5作为生物肥的应用。

11、本专利技术的优点和积极效果是:

12、1、本专利技术从奶牛场好氧塘废水中筛选出一株耐污能力强、净化能力强的塔尔沙丝藻,其在废水中的生长性能优于培养基中的生长性能,在废水中的生长速度较快,能够适应高浓度奶牛场废水。

13、2、本专利技术中的塔尔沙丝藻对废水的净化能力较强,由于其丰富的胞外聚合物及其自身的丝状特性,结丝藻对废水的色度、cod、氨氮、tn和tp去除效果明显,优于传统的纯种培养微藻品种。

14、3、本专利技术提供的塔尔沙丝藻其糖类物质含量达到60%以上,其含量高于常规微藻,能够提供优质的糖类原料,微藻还会产生其他产物,如蛋白质、油脂类等,可在处理废水的同时达到生物质回收的目的。

15、4、本专利技术提供废水处理方法,无需额外的物质及能量消耗,能够显著降低奶牛场废水处理的经济成本,与其他方式处理奶牛场废水相比,本专利技术中的处理方法效率更高、性能更加稳定,具有经济效益、符合清洁生产的要求。

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【技术保护点】

1.一株产多糖的塔尔沙丝藻,其特征在于:名称为塔尔沙丝藻ZSL-NS5,分类命名为:Desertifilumsp,保藏日期为:2024年11月07日,保藏单位为:中国典型培养物保藏中心,保藏编号为CCTCC NO.M20242470,保藏地址为:中国武汉武汉大学。

2.根据权利要求1所述的产多糖的塔尔沙丝藻,其特征在于:塔尔沙丝藻ZSL-NS5的培养基的配方:硝酸钠1.5g,磷酸氢二钾0.04g,七水硫酸镁0.075g,二水氯化钙0.036g,柠檬酸铁铵0.006g,柠檬酸0.006g,乙二胺四乙酸二钠0.001g,碳酸钠0.02g,微量元素母液1mL,加水定容至1000mL,调节pH至7-8。

3.根据权利要求2所述的产多糖的塔尔沙丝藻,其特征在于:微量元素母液的配方:硼酸2.86g/L,四水氯化锰1.86g/L,七水硫酸锌0.22g/L,五水硫酸铜0.08g/L,二水钼酸钠0.39g/L;六水硝酸钴0.05g/L,加水定容至1000mL。

4.权利要求1所述的产多糖的塔尔沙丝藻ZSL-NS5在奶牛场废水中的应用。

5.一种利用权利要求1所述的产多糖的塔尔沙丝藻进行奶牛场废水处理方法,其特征在于:废水需要经过粗过滤、离心、再过滤、稀释四步处理;ZSL-NS5藻液和废水的接种比为1:5体积比,将藻液在7000-8000r/min下离心10min,离心后弃去上层培养基,将塔尔沙丝藻藻泥投入奶牛场废水中,摇晃或搅拌均匀。

6.根据权利要求5所述的奶牛场废水处理方法,其特征在于:处理条件为:光照强度4000-5000Lux,光暗比12:12小时,温度25℃,处理周期可为8-12天,采用空气流通或摇晃的方式避免微藻沉淀或粘壁。

7.根据权利要求5所述的奶牛场废水处理方法,其特征在于:在塔尔沙丝藻ZSL-NS5处理奶牛场废水中,废水可为灭菌后的或者不灭菌后的,厌氧池出水和氧化塘废水的稀释倍数为1-5倍,稳定塘废水的稀释倍数为1-2倍。

8.一种权利要求1所述的产多糖的塔尔沙丝藻作为生物肥的应用。

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【技术特征摘要】

1.一株产多糖的塔尔沙丝藻,其特征在于:名称为塔尔沙丝藻zsl-ns5,分类命名为:desertifilumsp,保藏日期为:2024年11月07日,保藏单位为:中国典型培养物保藏中心,保藏编号为cctcc no.m20242470,保藏地址为:中国武汉武汉大学。

2.根据权利要求1所述的产多糖的塔尔沙丝藻,其特征在于:塔尔沙丝藻zsl-ns5的培养基的配方:硝酸钠1.5g,磷酸氢二钾0.04g,七水硫酸镁0.075g,二水氯化钙0.036g,柠檬酸铁铵0.006g,柠檬酸0.006g,乙二胺四乙酸二钠0.001g,碳酸钠0.02g,微量元素母液1ml,加水定容至1000ml,调节ph至7-8。

3.根据权利要求2所述的产多糖的塔尔沙丝藻,其特征在于:微量元素母液的配方:硼酸2.86g/l,四水氯化锰1.86g/l,七水硫酸锌0.22g/l,五水硫酸铜0.08g/l,二水钼酸钠0.39g/l;六水硝酸钴0.05g/l,加水定容至1000ml。

4.权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:支苏丽钦钦·漂曹宇昂梁军锋张克强赵润王涵
申请(专利权)人:农业农村部环境保护科研监测所
类型:发明
国别省市:

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