專利名稱：：一種小球藻及其培養(yǎng)方法和它在生物柴油生產(chǎn)中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬生物柴油生產(chǎn)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種小球藻及其培養(yǎng)方法和它在生物柴油生產(chǎn)中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：化石能源正面臨枯竭的困境，尋找可持續(xù)再生、環(huán)境友好的新型能源勢(shì)在必行。微藻具有生長(zhǎng)速率快、收獲時(shí)期短、光合利用率高等特點(diǎn)，利用微藻作為生物柴油原材料受到越來(lái)越多的關(guān)注。目前已有的作為生物柴油原料的微藻多分離于海水中，主要采用高營(yíng)養(yǎng)濃度的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，生產(chǎn)成本過(guò)高。因此有必要將生產(chǎn)生物柴油與生產(chǎn)其他副產(chǎn)品(如動(dòng)物飼料、化肥等)或服務(wù)行為(利用廢水培養(yǎng)藻細(xì)胞，在生產(chǎn)生物柴油的同時(shí)去除廢水中的氮磷元素)相結(jié)合(VasudevanPT，MicrobiologyBiotechnology,2008)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種小球藻。本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供上述小球藻的培養(yǎng)方法。本發(fā)明的最后一個(gè)目的在于提供上述小球藻在生物柴油生產(chǎn)中的應(yīng)用。一種小球藻，所述小球藻的藻種是從城市污水處理廠二級(jí)出水中分離得到的，命名為小球藻YJ1，分類命名為小球藻(^/0^/^取，于2009年4月23曰保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，菌種保藏登記號(hào)為CGMCCNo.3037。所述城巿污水處理廠二級(jí)出水來(lái)自北京市高碑店城市污水廠，其處理工藝采用活性污泥法，其水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。表1北京市高碑店城市污水廠二級(jí)出水水質(zhì)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>所述小球藻藻種的分離方法采用平板劃線法，取50mL的二級(jí)出水加入到50mL的BG11液體培養(yǎng)基中富集培養(yǎng)藻細(xì)胞，3~4d后將富集的藻細(xì)胞分別以1倍、2倍、5倍、10倍和20倍的稀釋度涂布于BG11固體培養(yǎng)基的平板上，其中，瓊脂含量為2.5%，放置于光暗比為14h:10h，光照強(qiáng)度為11001ux，溫度為25。C，相對(duì)濕度為75%的人工氣候箱中培養(yǎng)，三到四周后固體平板上長(zhǎng)出綠色的單個(gè)藻落。挑取單藻落在BGll固體培養(yǎng)基的平板上進(jìn)行平板劃線分離，反復(fù)3次后，得到純?cè)宸N，命名為小球藻YJ1。所述小球藻的培養(yǎng)方法，其具體操作步驟如下以城市污水二級(jí)出水為培養(yǎng)基，向該培養(yǎng)基中接種小球藻藻種YJ1，其中，初始接種密度為lxl(^個(gè)lx105個(gè)'mL"，然后在光暗比為12h:12h14h:10h，光照強(qiáng)度為80013001ux，溫度為22'C27。C，相對(duì)濕度為70%80%的條件下培養(yǎng)1022d,離心小球藻液，收獲小球藻。所述小球藻在生物柴油生產(chǎn)中的應(yīng)用，以小球藻YJ1為生物柴油的原料，以城市污水二級(jí)出水為培養(yǎng)基，通過(guò)小球藻的生長(zhǎng)累積油脂。所述城市污水二級(jí)出水為城市污水二級(jí)處理工藝的二沉池出水，其中，水中氨氮濃度小于25mg'I/1，總磷濃度小于l.Omg丄-1，pH處于68。本發(fā)明的有益效果與其他作為生物柴油原料的藻種相比，本發(fā)明的小球藻可以將城市污水二級(jí)出水作為培養(yǎng)基，不需要外加氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素，可減少生物柴油生產(chǎn)成本和減輕水資源負(fù)擔(dān)。利用本發(fā)明的小球藻構(gòu)建城市污水深度處理工藝，在處理污水的同時(shí)可獲得生物柴油，是一種生態(tài)友好、成本低廉的污水再生利用與生物柴油生產(chǎn)技術(shù)。圖1為小球藻YJ1以北京高碑店污水處理廠二沉池出水為培養(yǎng)基的生長(zhǎng)曲線和油脂含量變化曲線;圖2為小球藻YJ1以北京清河污水處理廠二沉池出水為培養(yǎng)基的生長(zhǎng)曲線和油脂含量變化曲線；圖3為小球藻YJ1以北京酒仙橋污水處理廠二沉池出水為培養(yǎng)基的生長(zhǎng)曲線和油脂含量變化曲線。具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例中使用的城市污水二級(jí)出水分別取自北京市高碑店、清河和酒仙橋污水處理廠，其處理工藝與水質(zhì)指標(biāo)如表2所示。表2不同污水處理廠二級(jí)出水處理工藝與水質(zhì)指標(biāo)污水處理廠工藝TNTPNH4-NPH(mg-U1)(mg'L")(mg'L-1)高碑店活性污泥27.U2.41.6±0.4013±2.57.8±0.2清河A2。15.5±1.10.05±0.012.5士0.017.7±0.2酒仙橋氧化溝16.7±1.20.5±0.122響3±0.517.6±0.1以下實(shí)施例中涉及的小球藻生長(zhǎng)曲線的測(cè)定方法采用藻細(xì)胞技術(shù)法，即利用顯微鏡和血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)藻細(xì)胞數(shù)目(中央25個(gè)大方格的藻細(xì)胞數(shù)量)，再換算出培養(yǎng)液中的藻細(xì)胞密度，其中，換算方法為藻密度(個(gè)，mL-1)=計(jì)數(shù)得到藻細(xì)胞數(shù)量X104。以下實(shí)施例中的油脂測(cè)定方法參照文獻(xiàn)(ChenF,JournalofAppliedphycology，1991;林紅衛(wèi)，廣西化工，1999)，采用氯仿甲醇提取法獲得油脂。即取40mL藻液離心(10000rpm，10min)濃縮為0.8mL的藻液，之后加入2mL甲醇和1mL氯仿，混合10min后再加入1mL氯仿和1mL去離子水。之后離心(4000rpm，10min)將氛仿層轉(zhuǎn)入預(yù)先稱重的試管，6(TC下氮?dú)鈱⒙确麓蹈?，稱重。試管前后質(zhì)量之差即為總脂質(zhì)量，用以下公式計(jì)算總脂百分含量?？傊俜趾繗饪傊|(zhì)量/藻細(xì)胞干重)X100%。實(shí)施例1向北京市高碑店污水處理廠二級(jí)出水中接種小球藻藻種YJ1，初始接種密度為5xl(^個(gè)TnL'1。在光暗比為12h:12h，溫度為25。C，相對(duì)濕度為75%，光照強(qiáng)度11001ux的條件下培養(yǎng)18d左右，在培養(yǎng)的不同時(shí)間，測(cè)定該小球藻的生長(zhǎng)曲線及油脂含量。待培養(yǎng)結(jié)束后6000rpm離心10min，收獲小球藻。結(jié)果如圖1所示，小球藻在該城市污水二級(jí)出水中生長(zhǎng)的最大藻密度可高達(dá)1(^個(gè)'mL";油脂百分含量可高達(dá)43%。實(shí)施例2向清河污水處理廠二級(jí)出水中接種小球藻藻種YJ1，初始接種密度為lxl04個(gè)-mL"。在光暗比為14h:10h，溫度為27°C，相對(duì)濕度為70%，光照強(qiáng)度1300lux的條件下培養(yǎng)20d左右，測(cè)定該小球藻的生長(zhǎng)曲線及油脂含量。待培養(yǎng)結(jié)束后6000rpm離心10min，收獲小球藻。結(jié)果如圖2所示，小球藻在該城市污水二級(jí)出水中生長(zhǎng)的最大藻密度可高達(dá)1(^個(gè)'mL";油脂百分含量可高達(dá)43%。實(shí)施例3向酒仙橋污水處理廠二級(jí)出水中接種小球藻藻種YJl，初始接種密度為lx105個(gè)-mU1。在光暗比為13h:llh，溫度為22。C，相對(duì)濕度為80%，光照強(qiáng)度8001ux的條件下培養(yǎng)21d左右，測(cè)定該小球藻的生長(zhǎng)曲線及油脂含量。待培養(yǎng)結(jié)束后6000卬m離心10min，收獲小球藻。結(jié)果如圖3所示，小球藻在該城市污水二級(jí)出水中生長(zhǎng)的最大藻密度可達(dá)107個(gè)-mL";油脂百分含量可高達(dá)43%。利用上述實(shí)施例獲得的小球藻，可通過(guò)酯交換反應(yīng)而制成生物柴油。參考文獻(xiàn)1VasudevanPT,BriggsM.Biodieselproduction-currentstateoftheartandchallenges.J.Ind.Microbiology-Biotechnology.2008，35:421~430.2ChenF,JohnsMR,EffectofC/NratioandaerationonthefattyacidcompositionofheterotrophicCM>re//aso油'"i朋a，JournalofAppliedphycology,1991,9(3):203-209.3林紅衛(wèi)，黃文榜，覃海錯(cuò)等,螺旋藻中類脂提取方法的研究，廣西化工，1999,28(2):7-8。權(quán)利要求1、一種小球藻，其特征在于，所述小球藻的藻種是從城市污水處理廠二級(jí)出水中分離得到的，命名為小球藻YJ1，分類命名為小球藻Chlorellasp.，于2009年4月23日保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，菌種保藏登記號(hào)為CGMCCNo.3037。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的小球藻，其特征在于，所述城市污水處理廠二級(jí)出水來(lái)自北京市高碑店城市污水廠。3、權(quán)利要求1所述小球藻的培養(yǎng)方法，其特征在于，以城市污水二級(jí)出水為培養(yǎng)基，向該培養(yǎng)基中接種小球藻藻種YJ1，其中，初始接種密度為1><104個(gè)~1><105個(gè)-mL"，然后在光暗比為12h:12h14h:10h，光照強(qiáng)度為80013001ux，溫度為22。C27。C，相對(duì)濕度為70%~80%的條件下培養(yǎng)1022d，離心小球藻液，收獲小球藻。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的小球藻的培養(yǎng)方法，其特征在于，所述城市污水二級(jí)出水為城市污水二級(jí)處理工藝的二沉池出水，其中，水中氨氮濃度小于25mg丄人總磷濃度小于2.0mg七—1，pH為6~8。5、權(quán)利要求1所述的小球藻在生物柴油生產(chǎn)中的應(yīng)用，其特征在于，以小球藻YJ1為生物柴油的原料，以城市污水二級(jí)出水為培養(yǎng)基，通過(guò)小球藻的生長(zhǎng)累積油脂。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的小球藻在生物柴油生產(chǎn)中的應(yīng)用，其特征在于，所述城市污水二級(jí)出水為城市污水二級(jí)處理工藝的二沉池出水，其中，水中氨氮濃度小于25mg-I/1，總磷濃度小于2.011^七-1，pH處于68。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了屬于生物柴油生產(chǎn)
技術(shù)領(lǐng)域：
的一種小球藻及其培養(yǎng)方法。本發(fā)明的小球藻，命名為小球藻YJ1，菌種保藏登記號(hào)為CGMCCNo.3037。本發(fā)明還公開(kāi)了該小球藻在生物柴油生產(chǎn)中的應(yīng)用，它以城市污水二級(jí)出水作為培養(yǎng)基生長(zhǎng)，不需要外加氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素，可減少生物柴油生產(chǎn)的成本和減輕水資源負(fù)擔(dān)。利用該小球藻構(gòu)建城市污水深度處理工藝，在處理污水的同時(shí)可獲得生物柴油，是一種生態(tài)友好、成本低廉的污水再生利用與生物柴油生產(chǎn)技術(shù)。文檔編號(hào)C12P7/64GK101565675SQ20091008379公開(kāi)日2009年10月28日申請(qǐng)日期2009年5月13日優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日發(fā)明者鑫李,佳楊,胡洪營(yíng)申請(qǐng)人:清華大學(xué)