一种栅藻藻株及其在处理生活污水及油脂生产中的应用

本发明涉及一种栅藻藻株及其在处理生活污水及油脂生产中的应用，属于微生物。

背景技术：

1、目前我国城镇污水处理工艺主要为活性污泥法。为达到较好的污水处理效果，针对不同污染物种类需要结合较为复杂的处理工艺(如：a2/o，sbr，氧化沟等)，这些处理工艺均存在占地面积大、运行费用高、过程管理复杂等缺点。污水处理过程中产生的剩余污泥管理一直是水处理领域中较大的挑战难题，处置费用也是水厂运行成本之一。我国生活污水处理方式采用一级污水处理为预处理，二级污水处理作为主体。虽然经过二级处理可以达到地表水的排放要求，但是污水中的无机氮磷仍然无法得到有效地降低。经过处理的污水排放到水环境中仍然会造成水中的氮磷元素升高，从而引发水华、赤潮等环境危害。因此开发符合社会经济和环境友好的水处理技术迫在眉睫。

2、微藻废水处理技术是一种极具发展前景的废水处理和养分回收技术，近年来受到广泛关注。微藻去除废水中有机物和营养物的主要机制包括利用有机物作为能源物质和营养物质吸收到细胞中。目前，微藻已经在不同废水的处理上有了一定的成效，如工业废水、市政废水、农业废水及畜牧养殖废水等。此外，微藻还可应用于重金属吸附、多环芳烃富集和降解、畜禽废水处理等方面。

3、中国专利文献cn 103484374 a(申请号201310475694.x)公开了一株同步处理市政污水和实现油脂积累的斜生栅藻pf3，市政污水经斜生栅藻pf3处理后，氮的去除率可达71.5％左右。中国专利文献cn 113104985 a(申请号202110394717.9)公开了一种稀土辅助提升菌藻共生系统处理污水效能的方法，生活污水经处理后tn的去除率为73.33％，氨氮的去除率为89.98％，tp的去除率为94.53％，cod的去除率为75.55％。中国专利文献cn114133039a(申请号202111458556.1)公开了一种利用混合微藻处理城市生活污水的方法，这种培养方法可以有效利用城市生活污水中的氮磷等营养物质，使得城市生活污水得到净化，最终去除了64％以上的cod、76％以上的nh-n和69％以上的tp(总磷含量)。

4、污水处理过程中获取的微藻细胞用途十分广泛。微藻细胞中含有的油脂、蛋白质、糖类等都可以作为重要的化工产品、饲料、食品的原料。而且微藻细胞中的油脂可以转换成生物柴油，且油脂产率高，是解决油脂来源的重要突破口，被认为是唯一有潜力完全取代石油的生物质资源。生物柴油是一种可生物降解、可再生、无毒和co2中性的能源，它具有与常规柴油燃料相似的特性，但与常规柴油相比，生物柴油排放的一氧化碳、二氧化硫或其他空气污染物更少。微藻由于其较高的光合作用效率和脂质含量而成为有竞争力的生物柴油来源。

5、尽管许多国家已使用培养物中的微藻来处理废水和生产生物燃料，但只有少数国家已分离和筛选本地微藻物种来完成此类任务。然而，收集本地微生物是有效和经济的本地废水处理的一个有吸引力的选择。由于本地微藻藻株易于与本地环境同化，因此与商业物种相比，本地微藻藻株在去除无机氮磷和积累生物量方面表现出更优良的性能。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种栅藻藻株及其在处理生活污水及油脂生产中的应用。本发明的栅藻藻株是从湖泥中筛选到的，并用于处理本地生活污水。

2、本发明的技术方案如下：

3、一株栅藻(desmodesmus sp.)snn1，于2023年1月6日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址：湖北省武汉市武昌区八一路，保藏编号cctcc no：m2023040。

4、根据本发明优选的，所述栅藻snn1的18s rdna的核苷酸序列如seq id no.1所示。

5、上述栅藻snn1在处理生活污水中的应用。

6、上述栅藻snn1在油脂生产中的应用。

7、本发明一种优选的技术方案，一种利用栅藻snn1处理生活污水的方法，包括如下步骤：

8、(1)栅藻snn1在bg-11培养基中扩大培养；

9、(2)将步骤(1)扩大培养后的栅藻snn1接种于生活污水中，初始接种后的od680为0.6，调节生活污水的初始ph为9.0；

10、(3)将步骤(2)接种了栅藻snn1的生活污水进行光照培养，光照培养的温度为25-30℃，24h通气及光照培养4～12d，光照强度为40～45μmol photons·m-2·s-1。

11、根据本发明优选的，步骤(1)中所述bg-11培养基每升的组分如下：100×bg-11溶液10ml，0.02mol/l柠檬酸铁铵溶液1ml，0.19mol/l na2co3溶液1ml，0.18mol/l k2hpo4溶液1ml；

12、其中100×bg-11溶液的每升组分如下：nano3 149.6g，mgso4·7h2o 7.5g，cacl2·2h2o3.6g，柠檬酸0.6g，ph 8.0、0.25m na2edta 1.12ml，微量元素100ml；所述微量元素的每升组分如下：h3bo3 2.86g，znso4·7h2o 0.22g，mncl2·4h2o 1.81g，na2moo4·2h2o 0.39g，cuso4·5h2o 0.079g，co(no3)2·6h2o 0.049g。

13、根据本发明优选的，步骤(2)中所述生活污水中化学需氧量(cod)为120-140mg/l，氨氮含量为70-90mg/l，总氮(tn)含量为90-100mg/l，总磷(tp)含量为3-6mg/l，ph7.6-7.8。

14、本发明一种优选的技术方案，一种利用栅藻snn1生产油脂的方法，包括如下步骤：

15、1)栅藻snn1在bg-11培养基中扩大培养；

16、2)将步骤1)扩大培养后的栅藻snn1接种于生活污水中，初始接种后的od680为0.1，调节生活污水的初始ph为9.0；

17、3)将步骤2)接种了栅藻snn1的生活污水进行光照培养，光照培养的温度为25-30℃，24h通气及光照培养8～12d，光照强度为40～45μmol photons·m-2·s-1；培养结束后，从培养得到的藻株中提取油脂。

18、根据本发明优选的，步骤1)中所述bg-11培养基每升的组分如下：100×bg-11溶液10ml，0.02mol/l柠檬酸铁铵溶液1ml，0.19mol/l na2co3溶液1ml，0.18mol/l k2hpo4溶液1ml；

19、其中100×bg-11溶液的每升组分如下：nano3 149.6g，mgso4·7h2o 7.5g，cacl2·2h2o3.6g，柠檬酸0.6g，ph 8.0、0.25m na2edta 1.12ml，微量元素100ml；所述微量元素的每升组分如下：h3bo3 2.86g，znso4·7h2o 0.22g，mncl2·4h2o 1.81g，na2moo4·2h2o 0.39g，cuso4·5h2o 0.079g，co(no3)2·6h2o 0.049g。

20、根据本发明优选的，步骤2)中所述生活污水中化学需氧量(cod)为120-140mg/l，氨氮含量为70-90mg/l，总氮(tn)含量为90-100mg/l，总磷(tp)含量为3-6mg/l，ph 7.6-7.8。

21、有益效果：

22、1、本发明筛选出一株栅藻(desmodesmus sp.)snn1，对其在生活污水中的培养条件进行优化，优化结果为：栅藻snn1处理生活污水的最佳条件为生活污水初始ph为9.0，藻株的初始接种量od680为0.6，在此条件下培养12d后污水的cod、nh4+-n、tn和tp的去除率分别为47.98％、99.58％、97.28％和97.13％，最终生物量可达1.34g/l，处理周期较短。栅藻snn1生产油脂的最佳培养条件为生活污水的初始ph为9.0，初始接种量od680为0.1，在此条件下培养12d后，油脂含量与油脂产量分别为29.54％与291.33mg/l。

23、2、本发明的栅藻snn1可用于生活污水的处理，同时生产油脂，将栅藻snn1的生产和生活污水的净化处理结合起来，可节约培养微藻所需的淡水资源，又能吸收利用生活污水中的营养物质，为生活污水清洁处理与资源化利用奠定了基础，为规模化生产栅藻油脂提供了的思路。