含油微藻净化废水耦合生产生物柴油原料的关键技术研究进展

利用废水培养含油微藻,在净化废水的同时可以耦合生产生物柴油原料,已成为废水处理领域的研究热点。立足于耦合系统的关键技术环节,综述了近年来在优势藻种的筛选、微藻的优化培养以及微藻体的采收等方面的研究进展,并对存在的问题及今后的研究方向提出了初步见解。

含油微藻的选育及其冷冻保藏研究

在东北地区水域采集含有浮游微藻的水样,用纱布过滤去掉水体中较大的沉淀物,取100 mL滤液转入500 mL的三角摇瓶中,加入100 mL BG11培养基,在25~28℃、光照强度为3000 Lux,光暗比为14∶10下富集培养,采用稀释涂布法分离纯化至明显的绿色。对筛出微藻在200 mL柱式光照反应器中进行光照通气培养与评价,其中生长最快的微藻生物量达到1.8305 g·L^(-1),最高的油脂含量达到34.69%,最高油脂产率达29 mg·L^(-1)·d^(-1)。取5株(一株小球藻属Chlorella、两株单针藻属Monoraphidium两株栅藻属Scenedesmus)生长快速、含油量高的藻种新鲜藻液分别离心(4000 r·min^(-1),3 min),去离子水洗两次后,加入新鲜培养基重悬,取出部分微藻加入5种保护剂:甘油(GLY)、二甲基亚砜(DMSO)、蔗糖(SUC)、聚乙二醇(PEG)和羟二基淀粉(HES),分别置于-18℃和-80℃保藏。一个月后,取出保藏微藻,解冻,摇匀,离心,用生理盐水洗两次,去除保护剂后一部分检测细胞活性评价,一部分接种到新鲜培养基进行生长评价。选取确定保护剂后进一步考察保护剂浓度(10%、20%、30%、40%和50%)和保藏时间(3个月、6个月和9个月以及1年)。结果表明:采用二醋酸荧光素法能快速反应细胞冷冻后细胞活力,采用-18℃添加20%甘油或-80℃添加10%甘油冷冻保藏,适用于大多数含油微藻。该方法可保藏含油微藻至少1年且细胞生物量和油脂含量稳定。