[发明专利]一种菌-藻共生絮凝体系的制备方法

说明书

本发明提供一种菌‑藻共生絮凝体系的制备方法，包括生物絮凝菌的培养、栅藻的培养，将絮凝菌与栅藻在生长对数期后期共培养；所述生物絮凝菌的培养是为海科贝特氏菌（C.marina）的发酵培养；所述共培养的方法为在栅藻中接入生物絮凝菌后置于摇床共培养或在栅藻中接入生物絮凝菌后置于光照培养箱中培养。本发明作为新型海洋细菌产生物絮凝菌，绿色环保，优化后的培养基通过响应面优化得到最大的生物絮凝菌产量，比原培养基显著提高，解决了生物絮凝菌生产效率低和产量低的问题，为工业化生产奠定坚实的基础。同时，本发明中，栅藻中接入生物絮凝菌后共培养，栅藻的自絮凝速度加快，出现明显聚集，提供了一种新的菌‑藻共生絮凝体系。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种菌-藻共生絮凝体系的制备方法。

背景技术

生物絮凝菌本质上是一种胞外大分子聚合物，是由生物体在生长过程中产生的糖蛋白，多糖，蛋白质，纤维素，脂肪，糖脂和核酸等组成的。絮凝剂的絮凝活性取决于絮凝剂的特性，总的来说，生物絮凝是一个动态过程，具有无害，可生物降解的特点。

微藻广泛分布于自然界，具有环境适应能力强、生长速率快、生长周期短、可高效吸收废水中的氮、磷等营养元素等优点，已被普遍应用于生物燃料、医学原料、优质食品源及畜牧养殖业等领域，被认为是最具潜力替代传统能源的新型生物质能源。目前限制微藻生物技术发展的主要挑战之一就是微藻的富集。由于微藻个体小且能稳定悬浮于溶液中，密度低，如何从微藻培养基中高效收获微藻是目前学者们积极探索的难题。与常规富集方法如离心、过滤等相比，絮凝法被认为是低成本富集微藻的高效手段。

藻－菌共生系统可实现污水二、三级处理低成本运行，是应用前景广阔的可持续污水处理技术。然而，占地面积大、处理能力低、处理效果不稳定和藻细胞采收成本高等限制了其大规模工程推广应用。因此可自然沉降微藻-菌是解决问题的关键。在此方面，可自然沉降藻－菌共生絮凝体研究受到国内外广泛关注。

微藻细胞一般直径较小，带负电。这种特性使得藻细胞在水中往往处于较为稳定的悬浮状态，很难通过重力沉淀实现自然分离，在水处理中有效分离藻细胞都是限制微藻技术大规模工业化应用的主要瓶颈。探索在反应体系内部实施“原位”分离藻细胞的技术方法，藻－菌共生絮凝体存在很好的发展潜力。

在广泛应用的传统生物脱氮工艺中，藻类系统是一种经济且除氮效率高的解决方案。然而，需要在不影响出水质量的情况下减少藻类的实际残留，同时保持较低的运行成本。这些问题可以通过使用微藻-细菌共生体系来解决。藻类的光合作用提供氧气，供异养和氨氧化细菌使用，碳质氧化过程释放的二氧化碳可以被微藻利用。

营养物质的交换，悬浮系统中的自遮蔽效应，或细菌或藻类释放毒素等，阻碍它们的共同生长，这些因素影响藻类和细菌的生长以及它们之间的相互作用。这些相互作用受到操作条件的影响，比如pH值、光照强度、温度、营养成分等参数对微生物和微藻种群有不同的最佳范围。

絮凝法通常包括化学絮凝法、物理絮凝法、自絮凝法和生物絮凝法。其中，生物絮凝法是一种绿色环保且高效的富集方法，某些特定细菌可分泌具有絮凝活性的胞外聚合物起到絮凝微藻的作用，具有富集潜能。因此，有必要开发一种高效、低成本的下游工艺，从培养基中获取微藻细胞，并在适当的领域使用并保持其活力和生物活性。

发明内容