專利名稱：一種特異活性生物富集轉(zhuǎn)移微藻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物環(huán)境保護(hù)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在藻污染富營養(yǎng)化水體中 利用特異性活性生物將微藻富集轉(zhuǎn)移的方法。
背景技術(shù)：
江河、湖泊水體的日趨富營養(yǎng)化已成為一個世界性的環(huán)境問題，其后果之一是導(dǎo) 致藻類特別是藍(lán)藻的大量繁殖乃至暴發(fā)，目前，藻類的盛行引起的水生態(tài)環(huán)境污染已成為 困擾全球性的難題。過盛的藻類輕者影響景觀，重者給水體造成嚴(yán)重的另類環(huán)境污染，致使 水體中其它生物種群的大量減少乃至消亡，生態(tài)嚴(yán)重失衡，水源無法利用，如藍(lán)藻毒素及致 肝癌的銅綠微囊藻產(chǎn)生的銅綠藻毒素等，則直接威脅到人類的飲水及生命安全。因此，藻類 的滅活及富集對已嚴(yán)重污染的水體凈化具有重要的意義。由于造成內(nèi)陸水體污染的藻類主要為微藻，其具有體積微小(大小直徑多在 0. 4-15微米)、比重幾乎與水十分接近等特性，在水體中呈懸浮狀，致使其富集去除非常困 難。目前已有的藻類收集方法以物理、化學(xué)方法為主，主要有離心法，即用一定功率的水泵 將含藻水抽到離心機(jī)中，再用高速離心機(jī)脫水；重力篩法；消浪多層微藻富集方法，該方法 是將含藻水體限制在兩側(cè)帶攔板，前端帶攔渣網(wǎng)，后端開口的集藻槽中，在集藻槽內(nèi)裝環(huán)形 的回折分層柔性帶，由電機(jī)帶動富集到集藻槽攔板附近，再用泵將微藻抽走；物化法結(jié)合， 該方法是將含藻水體與空氣和發(fā)泡劑結(jié)合，再加混凝劑進(jìn)行反應(yīng)絮凝，通過水循環(huán)流動，將 浮出水面的藻類收集到指定的區(qū)域等。這些方法共同的缺點(diǎn)就是設(shè)備復(fù)雜，富集能耗大、成本高、效率低、有些方法還需 要投加化學(xué)藥劑，容易造成水體的二次污染，而采用生物法則具有簡單易行、投資少、耗能 低、效果好、無二次污染且兼有水質(zhì)凈化功能等優(yōu)點(diǎn)。但目前尚未見采用生物法富集轉(zhuǎn)移藻 類的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種新型高效的針對藻污染富營養(yǎng)化水體中藻的富集及收集 方法，克服現(xiàn)有富集方法分離效率低，能耗大，處理成本高，容易造成二次污染的缺陷。本發(fā)明提供一種活性生物富集轉(zhuǎn)移微藻的方法，該方法包括下列步驟1、將受藻類污染的自然水體引入富集裝置中，在富集裝置中接種浮萍對藻類進(jìn)行 生物滅活；2、經(jīng)生物滅活的藻菌體會快速向下富集，并最終到達(dá)收集管。上述富集裝置包括提升泵(1)、篩網(wǎng)(2)、藻菌富集反應(yīng)器(3)、閥門1(4)、收集管 (5)、閥門 2(6)。上述浮萍的接種量按自然覆蓋率10--100%進(jìn)行接種。所述浮萍不僅僅限于浮萍Lemnamin minor或紫萍Spirodela polyrrhiza、或品萍 Lemna trisulca、或蕪萍Wolffia arrhiza及其浮萍科、屬現(xiàn)有品種、亞種和將來發(fā)現(xiàn)的新
3種。所述藻菌富集反應(yīng)器采用不透光的材料制作。所述藻菌收集管為透明管。所述篩網(wǎng)優(yōu)選活動10-60目篩網(wǎng)。本發(fā)明是通過利用浮萍的漂浮、遮光、抑藻特性，全面遏制藻類生存所必須的光 能，并阻斷其與空氣的物資交換，致使藻菌葉綠素細(xì)胞無法通過光能從水體中獲得電子和 質(zhì)子，白天不能進(jìn)行光合作用，晚上則無法進(jìn)行呼吸作用。從而產(chǎn)生光光失活現(xiàn)象，藻菌失 去懸浮、運(yùn)動、或附著能力而向底層富集，與此同時，浮萍通過其根部不斷向水體釋放黃酮 等抑藻及絮凝物，大大加快藻體的富集速度并最終到達(dá)設(shè)定的富集區(qū)域，從而達(dá)到收集轉(zhuǎn) 移之目的。失去了活性的藻菌體會快速向下富集并最終到達(dá)指定收集管，2 3天即可收集 到水體中90%以上的高濃度新鮮藻體，收集的藻體可進(jìn)一步加工成高級蛋白質(zhì)飼料。本裝置可以是1個或數(shù)個相同組合裝置，具體詳見附圖。本發(fā)明所述藻菌富集反應(yīng)器采用不透光的材料制作，光源僅可以從頂部照入水 面以下嵌有一個與容器直徑密合的活動篩網(wǎng)，定期清理，以達(dá)到防止浮萍?xì)報(bào)w下沉影響水 質(zhì)和所收集藻類的純度之目的。底部連接一透明管，管上部和底部的兩端設(shè)有閥門，通過調(diào) 節(jié)兩個閥門來實(shí)現(xiàn)富集管中藻類的收集、轉(zhuǎn)移。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、采用特異活性生物直接切斷微藻的光合作用，使其產(chǎn)生光滅活從而喪失了懸 浮、運(yùn)動、或附著能力，集中向下富集，達(dá)到藻菌體由分散到富集和轉(zhuǎn)移之目的，是目前生物 法用量最少，作用最直接、全面、徹底、快速及收集率最高方法之一。2、本方法投入少，見效快、耗能低，富集轉(zhuǎn)移率高。3、采用特異性活性生物完成藻類的富集、轉(zhuǎn)移，具有簡單易行，無生態(tài)污染，且兼 具水質(zhì)凈化功能。4、所用浮萍重量極輕，用量極少，并可反復(fù)使用；另外，浮萍增殖部分可直接作為 動物的天然飼料，收集的藻菌體經(jīng)藻毒素檢測可用作雞、鴨和魚類等的天然高蛋白飼料添 加劑，實(shí)現(xiàn)了資源化循環(huán)利用的可持續(xù)性發(fā)展。


圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-提升泵2-篩網(wǎng)3-藻菌富集反應(yīng)器4-閥門 15-收集管6-閥門 具體實(shí)施例方式實(shí)施例1采用不透光的材料制作藻菌富集反應(yīng)器，光源僅可以從頂部照入水面以下嵌有 一個與容器直徑密合的40目活動篩網(wǎng)，定期清理，以達(dá)到防止浮萍?xì)報(bào)w下沉影響水質(zhì)和所 收集藻類的純度之目的。底部連接一透明管，管上部和底部的兩端設(shè)有閥門，通過調(diào)節(jié)兩個 閥門來實(shí)現(xiàn)富集管中藻類的收集、轉(zhuǎn)移。1.開啟(4)閥門1，關(guān)閉(6)閥門2 ；2、開啟(1)提升泵，在距水面20-30cm處抽取呈明顯翠綠色至藍(lán)色水華、透明度
<15cm的高濃度藻污染的自然湖水注入(3)藻菌富集反應(yīng)器；3、將精選健壯紫萍Spirodela polyrrhiza母株接入(3)藻菌富集反應(yīng)器水體，使 其自然覆蓋面積達(dá)100% ；4、靜置2 3天，可看到藻菌收集管出現(xiàn)大量翠綠至藍(lán)色的藻菌絮狀物，水體顏色 逐漸變深，表示藻體濃度在加大，富集的數(shù)量在增加；視(5)藻菌收集管藻體的收集情況， 直至管內(nèi)藻與水明顯分層并穩(wěn)定，關(guān)閉(4)閥門1，開啟(6)閥門2，將富集的高濃度藻菌體 進(jìn)行收集轉(zhuǎn)移，并可進(jìn)一步加工成高級飼料(此前需進(jìn)行藻毒素檢測)，藻類收集轉(zhuǎn)移率大 于90%，處理后的除藻水可再次利用。本發(fā)明裝置不僅僅限于1個(套)反應(yīng)器，也包括了相同及類似的多個(套)組 合和方法，同樣也包括了采用此方法及原理的反應(yīng)池，通過排放底泥實(shí)現(xiàn)藻類的富集轉(zhuǎn)移。實(shí)施例2采用不透光的材料制作藻菌富集反應(yīng)器，光源僅可以從頂部照入水面以下嵌有 一個與容器直徑密合的30目活動篩網(wǎng)，定期清理，以達(dá)到防止浮萍?xì)報(bào)w下沉影響水質(zhì)和所 收集藻類的純度之目的。底部連接一透明管，管上部和底部的兩端設(shè)有閥門，通過調(diào)節(jié)兩個 閥門來實(shí)現(xiàn)富集管中藻類的收集、轉(zhuǎn)移。1.開啟(4)閥門1，關(guān)閉(6)閥門2。2、開啟(1)提升泵，在距水面5-15cm處抽取呈明顯翠綠色至藍(lán)色水華、透明度
<25cm的高濃度藻污染的自然湖水注入(3)藻菌富集反應(yīng)器。3、將精選健壯蕪萍Wolffiaarrhiza母株接入(3)藻菌富集反應(yīng)器水體，使其自然 覆蓋面積達(dá)10%。4、靜置9 10天，可看到藻菌收集管出現(xiàn)大量翠綠至藍(lán)色的藻菌絮狀物，水體顏 色逐漸變深，表示藻體濃度在加大，富集的數(shù)量在增加；視(5)藻菌收集管藻體的收集情 況，直至管內(nèi)藻與水明顯分層并穩(wěn)定，關(guān)閉(4)閥門1，開啟(6)閥門2，將富集的高濃度藻 菌體進(jìn)行收集轉(zhuǎn)移，并可進(jìn)一步加工成高級飼料，藻類收集轉(zhuǎn)移率大于50%，處理后的除藻 水可再次利用。實(shí)施例3采用不透光的材料制作藻菌富集反應(yīng)器，光源僅可以從頂部照入水面以下嵌有 一個與容器直徑密合的10目活動篩網(wǎng)，定期清理，以達(dá)到防止浮萍?xì)報(bào)w下沉影響水質(zhì)和所 收集藻類的純度之目的。底部連接一透明管，管上部和底部的兩端設(shè)有閥門，通過調(diào)節(jié)兩個 閥門來實(shí)現(xiàn)富集管中藻類的收集、轉(zhuǎn)移。1.開啟(4)閥門1，關(guān)閉(6)閥門2 ；
2、開啟(1)提升泵，在距水面25-35cm處抽取呈明顯翠綠色至藍(lán)色水華、透明度
<30cm的高濃度藻污染的自然湖水注入(3)藻菌富集反應(yīng)器；3、將精選健壯浮萍Lemnamin minor母株接入(3)藻菌富集反應(yīng)器水體，使其自然 覆蓋面積達(dá)50% ；4、靜置4 5天，可看到藻菌收集管出現(xiàn)大量翠綠至藍(lán)色的藻菌絮狀物，水體顏色 逐漸變深，表示藻體濃度在加大，富集的數(shù)量在增加；視(5)藻菌收集管藻體的收集情況， 直至管內(nèi)藻與水明顯分層并穩(wěn)定，關(guān)閉(4)閥門1，開啟(6)閥門2，將富集的高濃度藻菌體 進(jìn)行收集轉(zhuǎn)移，并可進(jìn)一步加工成高級飼料，藻類收集轉(zhuǎn)移率大于80%，處理后的除藻水可 再次利用。實(shí)施例4采用不透光的材料制作藻菌富集反應(yīng)器，光源僅可以從頂部照入水面以下嵌有 一個與容器直徑密合的60目活動篩網(wǎng)，定期清理，以達(dá)到防止浮萍?xì)報(bào)w下沉影響水質(zhì)和所 收集藻類的純度之目的。底部連接一透明管，管上部和底部的兩端設(shè)有閥門，通過調(diào)節(jié)兩個 閥門來實(shí)現(xiàn)富集管中藻類的收集、轉(zhuǎn)移。1.開啟(4)閥門1，關(guān)閉(6)閥門2。2、開啟(1)提升泵，在距水面20-35cm處抽取呈明顯翠綠色至藍(lán)色水華、透明度
<IOcm的高濃度藻污染的自然湖水注入(3)藻菌富集反應(yīng)器。3、將精選健壯浮萍Lemnamin minor母株接入(3)藻菌富集反應(yīng)器水體，使其自然 覆蓋面積達(dá)80%。4、靜置3 4天，可看到藻菌收集管出現(xiàn)大量翠綠至藍(lán)色的藻菌絮狀物，水體顏色 逐漸變深，表示藻體濃度在加大，富集的數(shù)量在增加；視(5)藻菌收集管藻體的收集情況， 直至管內(nèi)藻與水明顯分層并穩(wěn)定，關(guān)閉(4)閥門1，開啟(6)閥門2，將富集的高濃度藻菌體 進(jìn)行收集轉(zhuǎn)移，并可進(jìn)一步加工成高級飼料，藻類收集轉(zhuǎn)移率大于85%，處理后的除藻水可 再次利用。
權(quán)利要求
一種特異活性生物富集轉(zhuǎn)移微藻的方法，其特征在于它包括下列步驟(1)、將受藻類污染的自然水體引入富集裝置中，在富集裝置中接種浮萍對藻類進(jìn)行生物滅活；(2)、經(jīng)生物滅活的藻菌體向下富集，最終到達(dá)收集管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特異活性生物富集轉(zhuǎn)移微藻的方法，其特征在于所述富集 裝置包括提升泵(1)、篩網(wǎng)(2)、藻菌富集反應(yīng)器(3)、閥門1(4)、收集管(5)、閥門2(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特異活性生物富集轉(zhuǎn)移微藻的方法，其特征在于所述浮萍 的接種量按自然覆蓋率10-100%進(jìn)行接種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特異活性生物富集轉(zhuǎn)移微藻的方法，其特征在于所述浮萍 不僅僅限于浮萍 Lemnamin minor 或紫萍 Spirodelapolyrrhiza、或品萍 Lemna trisulca、 或蕪萍Wolffia arrhiza及其浮萍科、屬現(xiàn)有品種、亞種和將來發(fā)現(xiàn)的新種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的特異活性生物富集轉(zhuǎn)移微藻的方法，其特征在于 所述藻菌富集反應(yīng)器采用不透光的材料制作，光源僅可以從頂部照入。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的特異活性生物富集轉(zhuǎn)移微藻的方法，其特征在于 所述藻菌收集管為透明管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的特異活性生物富集轉(zhuǎn)移微藻的方法，其特征在于 所述篩網(wǎng)為活動10-60目篩網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在藻污染富營養(yǎng)化水體中利用特異性活性生物將微藻富集轉(zhuǎn)移的方法，該方法包括下列步驟1、將受藻類污染的自然水體引入富集裝置中，在富集裝置中接種浮萍對藻類進(jìn)行生物滅活；2、經(jīng)生物滅活的藻菌體會快速向下富集，并最終到達(dá)收集管。富集裝置包括提升泵(1)、篩網(wǎng)(2)、藻菌富集反應(yīng)器(3)、閥門1(4)、收集管(5)、閥門2(6)。浮萍的接種量按自然覆蓋率10-100％進(jìn)行接種。本發(fā)明目的是提供一種新型高效的針對藻污染富營養(yǎng)化水體中藻的富集及收集方法，克服現(xiàn)有富集方法分離效率低，能耗大，處理成本高，容易造成二次污染的缺陷；本方法投入少，見效快、耗能低，富集轉(zhuǎn)移率高，采用特異性活性生物完成藻類的富集、轉(zhuǎn)移，具有簡單易行，無生態(tài)污染，且兼具水質(zhì)凈化功能。
文檔編號E02B15/10GK101985832SQ200910115780
公開日2011年3月16日 申請日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者沈平銳 申請人:江西金達(dá)萊環(huán)保研發(fā)中心有限公司