[發明專利]一種海水螺旋藻-藻際細菌共生體系、構建方法及應用

有效

• 申請號: 202011027897.9
• 申請日: 2020-09-26
• 公開（公告）號: CN112094780B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 崔鴻武;汪魯;曲克明;崔正國;王斌;丁任業
• 申請（專利權）人: 中國水產科學研究院黃海水產研究所
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C02F3/34;C12R1/01;C02F103/20;C02F103/22
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 盛君梅

本發明屬于海水養殖尾水處理技術領域，公開了一種海水螺旋藻?藻際細菌共生體系、構建方法及應用，共生體系為單一菌株海水螺旋藻藻際細菌和海水螺旋藻共培養，菌種由海水螺旋藻培養液中自行分離；接種時海水螺旋藻藻際細菌與海水螺旋藻生物質量比為1：3。將單一菌株海水螺旋藻藻際細菌與海水螺旋藻按照生物質量1：3的比例進行接種；在培養基中混合培養；培養條件為培養溫度30℃，光強為60μmol·m^?1·s^?1，光暗比為12：12，培養時間為10天。本發明形成穩定的海水螺旋藻?藻際細菌共生關系，藻際細菌的添加可極大地促進海水螺旋藻的生長速度，加速水體中氮、磷等營養物質的吸收，間接加快了海水養殖尾水的處理速度。

技術領域

本發明屬于海水養殖尾水處理技術領域，尤其涉及一種海水螺旋藻-藻際細菌共生體系、構建方法及應用。

背景技術

目前：我國是水產養殖大國，海水養殖產品產量占比重大。由于海水養殖尾水具有成分復雜、鹽度高等特點，導致其處理難度較大?；诔杀究紤]，生物處理法較物理化學法有著更大優勢，由于鹽度對微生物的抑制作用，傳統的活性污泥法并不適用。因此，迫切需要一種有效的生物處理法用于海水養殖尾水處理。藻菌協同處理工藝已被證明可有效應用于水產品加工廢水、消海水沖廁廢水、釀酒廢水和養豬廢水的處理，因而可嘗試應用于海水養殖尾水的處理，且近期研究顯示，藻菌處理技術正成為新的研究趨勢。利用藻菌共生系統去除海水養殖尾水中的營養物質，需要選擇合適的藻種。螺旋藻(Spriulina(Arthrospira)sp.)是一種多細胞螺旋狀原核藍藻，細胞內含大量蛋白質、多糖、不飽和脂肪酸等生物活性物質，是重要的營養和藥物資源，是最先長期受到產業關注的藍藻，由于其更高的光合效率、更快的生長速度以及更低的采收成本，特別適宜大規模商業化培養。作為兼性異養的光合藻類，螺旋藻具有耐鹽性好、生長速度快、能夠以同化吸收的方式去除氮、磷并收獲富營養藻體的特點。

其中，海水螺旋藻采用天然海水培養，海水藻旋藻養殖在技術上較難，但質量(主要指營養成分含量)比淡水螺旋藻要高得多，因此近年來成為國際上螺旋藻開發的方向，海水螺旋藻由于活性物質產量高、培養成本低、細胞抗逆性強等優勢受到廣泛關注，其在海水養殖尾水處理方面具有較大的應用潛力。然而，藻菌廢水處理效果一定程度上受到了藻菌互作關系的影響。

目前，城市污水處理普遍適用的生物處理法為活性污泥法，能從污水中去除溶解性的和膠體狀態的可生化有機物以及能被活性污泥吸附的懸浮固體和其他一些物質，同時也能去除一部分磷素和氮素，但是在高鹽度的條件下，微生物活性大大受到抑制，傳統的活性污泥法并不能直接用于海水養殖尾水的處理，只能通過污泥馴化進行處理，但是由于海水養殖尾水低碳/氮的特點，若使活性污泥法高效處理海水養殖尾水，需要向培養體系中加入大量碳源，這會極大地增加海水養殖尾水的處理成本；另一方面，活性污泥法通過排出污泥移除水體中的磷元素，對于污泥后續處理成本較高。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

(1)目前，城市污水處理普遍適用的生物處理法在高鹽度的條件下，微生物活性大大受到抑制，傳統的活性污泥法并不能直接用于海水養殖尾水的處理，只能通過污泥馴化進行處理，馴化污泥啟動時間長；又由于海水養殖尾水低碳/氮的特點，需要向培養體系中加入大量碳源用以高效處理尾水，極大地增加海水養殖尾水的處理成本。

(2)目前，城市污水處理普遍適用的生物處理法通過排出污泥移除水體中的磷元素，對于污泥后續處理成本較高。

解決以上問題及缺陷的難度為：污泥馴化時間較長，馴化后的污泥如需高效處理海水養殖尾水，大量碳源的投入是必不可少的，這無形中又增加了海水養殖尾水處理的成本。如若不考慮投加大量碳源，就難以保證海水養殖尾水的處理效率，馴化污泥的用處就難以體現。另一方面，硝化細菌和反硝化細菌的共同作用可以將海水養殖尾水中的氮元素最終以氮氣的形成從水體中去除，而磷元素只能通過聚磷菌形成的富磷污泥以剩余污泥排放的形式將磷元素從水體中去除，而污泥的處理又需要耗費較長的時間和較高的成本，又增加了海水養殖尾水的處理成本。