[发明专利]一种强化咸水渔业养殖废水净化的电活性菌藻生物膜及其应用

说明书

本发明属于咸水渔业养殖废水处理领域，具体涉及一种强化咸水渔业养殖废水净化的电活性菌藻生物膜及其应用。本发明通过筛选出适于咸水渔业养殖废水处理的蓝藻Lyngbya和胞外呼吸菌Vibrio，并利用两者构建电活性菌藻生物，并将电活性菌藻生物膜设于人工湿地中用于咸水渔业养殖废水的处理，本发明人工湿地还耦合电极，使得在连续水流中形成微生物燃料电池，促进人工湿地中电活性菌藻生物膜中胞外呼吸菌的生长，实现对咸水养殖废水中碳氮磷及抗生素和重金属的持续高效降解，具有结构简单、操作灵活、启动迅速、运行稳定、无需曝气以及运行费用低等优点。

技术领域

本发明属于咸水渔业养殖废水处理领域，涉及一种强化咸水渔业养殖废水净化的电活性菌藻生物膜及其应用。

背景技术

咸水养殖废水普遍存在氮、磷、抗生素和重金属污染，是一类具有盐度高、水量大、低碳氮(C/N)的有机废水，主要来源为工厂化海产品养殖厂养殖废水排放。经对近海渔业水域开展了监测，发现无机氮、活性磷酸盐分别超过国家标准的50.6％和40.45％，过量的污染物排放，恶化了近海海域的生态环境。可见，寻求一种高效低耗的海水养殖废水处理方法是亟待解决的问题，对于海水养殖业的可持续发展具有显著意义。

咸水水产养殖废水与淡水水产养殖废水的显著不同特征是高盐度，目前针对淡水水产养殖的废水处理技术主要为生物工艺，但高盐度对绝大部分淡水生物和微生物具有很强的抑制作用，因此，目前在淡水水产养殖废水处理工艺所关注的核心功能菌群，难以适用于咸水养殖废水处理。针对这一现象，科学家开始驯化适应于高盐度状态的污水处理微生物，但目前的成果还不足以满足实际应用的需求，亟需开发一种高效的咸水养殖废水处理技术以满足行业发展。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种强化咸水渔业养殖废水净化的电活性菌藻生物膜及其应用，本发明筛选出适于咸水渔业养殖废水净化的蓝藻及胞外呼吸菌，并构建电活性菌藻生物膜用于咸水渔业养殖废水处理，能够有效去除咸水渔业养殖废水中的COD、氮、磷、抗生素和重金属等污染物。

基于上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种强化咸水渔业养殖废水净化的电活性菌藻生物膜，该电活性菌藻生物膜由蓝藻与胞外呼吸菌混合培养而成，所述蓝藻为海洋蓝菌属Lyngbya，所述胞外呼吸菌为耐盐胞外呼吸菌Vibrio。

本发明通过筛选出适宜咸水养殖废水净化处理的蓝藻和胞外呼吸菌，并将两者构建为电活性菌藻生物膜，该电活性菌藻生物膜经实验发现，对咸水养殖废水中的污染物具有较好的降解效果。

第二方面，本发明提供一种上述强化咸水渔业养殖废水净化的电活性菌藻生物膜的构建方法，包括如下步骤：

(1)将海洋蓝菌属Lyngbya于培养基中培养至对数生长期，得到蓝藻悬液，所述蓝藻悬液中海洋蓝菌属Lyngbya的生物量为0.2～0.3g/L；

(2)将富含耐盐胞外呼吸菌Vibrio的活性污泥接种于微生物燃料电池，培养富集得到含有胞外呼吸菌的污泥悬液，所述污泥悬液中耐盐胞外呼吸菌Vibrio的生物量为0.4～0.7g/L；

(3)将蓝藻悬液与污泥悬液按照干重比1:0.2～0.5混合，在4h光照、20h避光的光照周期、室温条件下在海洋渔业养殖废水中混合培养30～45天，构建得到电活性菌藻生物膜。

优选地，培养所述海洋蓝菌属Lyngbya的培养基中添加有10％(v:v)的咸水渔业养殖废水，所述咸水渔业养殖废水中氨氮含量为5～15mg/L，总氮含量为10～20mg/L，硝酸盐含量为5～10mg/L，总磷含量为3～10mg/L，生化需氧量含量为50～150mg/L。