本發(fā)明涉及一株小球藻及其在降解污水中的應用，屬于環(huán)境工程技術領域。

背景技術：

近幾十年來人們逐漸重視環(huán)境保護，國家加大力度對污染水體進行防治，但多年來河流、湖泊等污染未能得到有效地遏制，水體污染負荷不斷增加，富營養(yǎng)化問題仍然嚴重，飲用水安全依然受到威脅。

從以下兩方面來分析：

第一，工業(yè)企業(yè)和污水處理廠仍然存在尾水或中水氮排放不達標、排放標準不完善和監(jiān)管力度不足等問題，亟待解決開發(fā)除氮技術體系、完善排放標準和加大監(jiān)管力度。

隨著污水處理廠納污范圍擴大，一些工業(yè)污水也被納入污水處理廠，污染物成分復雜多樣，氮、磷等營養(yǎng)鹽濃度過高等問題頻頻出現，現有的工藝基本未設置脫氮除磷的深度處理。此外，隨著污水量的增加，污水處理廠已超出自己的原定處理能力，影響了污水處理設施的正常運行，導致出水中的氮、磷等超標排放。

第二，造成水資源受到嚴重污染的根本原因是大量生產、生活廢水未經處理，或雖處理但未達標，這些未得到充分利用的廢水既污染環(huán)境，又浪費資源，迫切需要進行資源化利用及對水資源的防治。

水中的污染物除氮、磷外，還有其他有機物，而有機污染物不僅在水中存在時間長，范圍廣，而且危害大，有一些很難降解。因此，有機污染物特別是有機難降解污染物的處理，一直是環(huán)保領域的一個重要研究課題?；瘜W需氧量cod(chemicaloxygendemand)是以化學方法測量水樣中需要被氧化的還原性物質的量。廢水、廢水處理廠出水和受污染的水中，能被強氧化劑氧化的物質(一般為有機物)的氧當量。在河流污染和工業(yè)廢水性質的研究以及廢水處理廠的運行管理中，它是一個重要的而且能較快測定的有機物污染參數。

綜上，由于氮、磷污染物以及有機物污染物來源廣泛、污染途徑及過程復雜、傳統(tǒng)的技術處理效果不高、新技術難以實現規(guī)?；瘧玫仍?，而且氮、磷和cod都能導致水體的嚴重污染，可引起水體的富營養(yǎng)化等眾多環(huán)境污染問題。

技術實現要素：

為了解決污水中總氮、總磷以及cod難以處理的問題，本發(fā)明篩選得到了一株能降解污水中總氮、總磷和cod的藻類并將其用于污水處理，為污水中處理提供了一種新的方法。本發(fā)明從河道的水中經過多次反復篩選，最終分離出一株能夠降解同時降解總氮、總磷和cod的藻類，選取這株藻，對其進行形態(tài)觀察、生物學特性研究并確定其分類地位，并優(yōu)化其生長培養(yǎng)基，經18srrna鑒定確定這株藻類為小球藻(chlorellasp.)dyz-1。

目前關于藻類凈化水體的報道較少，而且由于水中營養(yǎng)鹽組成的變化，會導致水體藻相的變化，常常爆發(fā)藍藻，導致災難性的后果。因此，需要大量有益的單細胞藻類能夠快速高效降解污水中的無機物，抑制藍藻的爆發(fā)。由此可以避免投灑農藥，不會對水體造成二次污染。目前市面上有大量的有益單胞藻類產品，但是這些產品存在幾個主要問題：第一，藻類退化嚴重，產品質量參差不齊，使用效果不穩(wěn)定；第二，商品化產品價格較高，使用成本較高；第三，大多數藻類凈化水體周期漫長。因此，提供一種穩(wěn)定高效的藻類修復水體是十分有必要的。

本發(fā)明提供的小球藻(chlorellasp.)dyz-1，是綠藻門小球藻屬普生性單細胞綠藻，是一種球形單細胞淡水藻類，具有繁殖迅速、生物量大、易于培養(yǎng)的特點，細胞內的蛋白質、脂肪和碳水化合物含量都很高，又有多種維生素，可廣泛應用于飼料和食品添加劑，并且不會對水體造成任何污染，是一種極具經濟效益的微藻。

本發(fā)明利用小球藻(chlorellasp.)dyz-1去除廢水中總氮、總磷和cod，以實現環(huán)境友好、生態(tài)、高效、廉價的去除廢水中的總氮、總磷以及cod，適合處理水量大、總氮(120mg/l左右)、總磷(18mg/l左右)以及cod濃度低(4200mg/l左右)的污水。達到將廢水中蘊藏的碳源加以利用，在廢水資源化的同時對其它行業(yè)產生一定的經濟效益的目的。本發(fā)明提供的利用小球藻(chlorellasp.)dyz-1去除廢水中總氮、總磷和cod的方法，周期縮，解決了其凈化水體周期漫長的問題。

生物材料保藏

小球藻(chlorellasp.)dyz-1，已于2017年5月4日保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏編號為cctccno:m2017231，保藏地址為中國武漢武漢大學。

附圖說明

圖1小球藻降解總氮曲線；

圖2不同接種量的小球藻的生長曲線；

圖3-a接種量為1％時小球藻的降解曲線；

圖3-b接種量為3％時小球藻的降解曲線；

圖3-c接種量為5％時小球藻的降解曲線；

圖4小球藻降解總氮曲線效應圖；

圖5小球藻降解總磷曲線；

圖6小球藻降解cod曲線；

圖7-a接種量為1％時小球藻的降解曲線；

圖7-b接種量為3％時小球藻的降解曲線；

圖7-c接種量為5％時小球藻的降解曲線；

圖8小球藻降解cod效應曲線圖；

圖9顯微鏡下的小球藻的照片。

具體實施方式

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。

實施例1：小球藻降解總氮效果的測定

小球藻富集培養(yǎng)基(bg-11培養(yǎng)基)：nano3225mg，k2hpo4·3h2o45.6mg，mgso4·7h2o125.7mg，cacl226.64mg，檸檬酸鐵75.95mg，edta·2na10mg，h2o1l，微量元素1ml/l(h3bo428.6g/l，mncl2·4h2o18.1g/l，znso4·7h2o2.22g/l，na2moo4·2h2o3.9g/l，cuso4·5h2o0.79g/l，co(no3)2·6h2o0.494g/l)。

模擬污水培養(yǎng)基：kh2po41g，nacl3g，k2hpo41g，kno30.72g，c6h12o63.75g，h2o1l，微量元素1ml/l(mncl2·4h2o2.5g/l，znso4·7h2o2.2g/l，cuso4·5h2o0.2g/l，mgso4·7h2o10g/l，cacl2·2h2o7.3g/l，cocl2·6h2o0.5g/l，feso4·7h2o5g/l)。

取20μl種子液，接種于50mlbg-11培養(yǎng)基，30℃，90rpm振蕩培養(yǎng)4天，本實施例接種量為3％，則取3ml富集后的培養(yǎng)基，5000rpm離心10min棄上清液，收集藻體，用1ml模擬污水培養(yǎng)基將收集到的藻體懸浮接入含有100ml模擬污水培養(yǎng)基的250ml三角瓶中，30℃，90rpm振蕩培養(yǎng)6天，采用過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法測定其降解總氮的效果，繪制其降解總氮曲線如圖1所示。

結果表明：小球藻對模擬污水中的總氮降解效果比較明顯，對總氮的降解率在80％以上，顯示出小球藻具有降解污染物的潛力。

實施例2：不同接種量的小球藻降解總氮效果的測定

小球藻富集培養(yǎng)基(bg-11培養(yǎng)基)：nano3225mg，k2hpo4·3h2o45.6mg，mgso4·7h2o125.7mg，cacl226.64mg，檸檬酸鐵75.95mg，edta·2na10mg，h2o1l，微量元素1ml/l(h3bo428.6g/l，mncl2·4h2o18.1g/l，znso4·7h2o2.22g/l，na2moo4·2h2o3.9g/l，cuso4·5h2o0.79g/l，co(no3)2·6h2o0.494g/l)

模擬污水培養(yǎng)基：kh2po41g，nacl3g，k2hpo41g，kno30.72g，c6h12o63.75g，h2o1l，微量元素1ml/l(mncl2·4h2o2.5g/l，znso4·7h2o2.2g/l，cuso4·5h2o0.2g/l，mgso4·7h2o10g/l，cacl2·2h2o7.3g/l，cocl2·6h2o0.5g/l，feso4·7h2o5g/l)

取20μl種子液，接種于50mlbg-11培養(yǎng)基，30℃，90rpm振蕩培養(yǎng)4天，5000rpm離心10min棄上清液，收集藻體。分別按照不同的接種量(v/v)用模擬污水培養(yǎng)基將藻體懸浮接入含有100ml模擬污水培養(yǎng)基的250ml三角瓶中，30℃，90rpm振蕩培養(yǎng)8天，測定其od540nm并采用過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法測定其降解總氮的效果，繪制其生長曲線如圖2所示，降解總氮曲線如圖3所示，可以看出小球藻的降解率并不與接種量成正相關的關系。

本實施例及其他實施例中，接種量(v/v)指的是：將20μl種子液接種于50mlbg-11培養(yǎng)基，30℃、90rpm振蕩培養(yǎng)4天后，從中取的培養(yǎng)液的體積與用于繼續(xù)培養(yǎng)小球藻的模擬污水培養(yǎng)基的體積。例如，接種量為2％時，用于繼續(xù)培養(yǎng)小球藻的模擬污水培養(yǎng)基的體積為100ml，則需要從bg-11培養(yǎng)液中取2ml，然后離心，倒掉上清液，剩下藻體，用1ml(這個無所謂，也可以用0.5ml)模擬污水培養(yǎng)基將藻體懸浮起來，最后接入到模擬污水培養(yǎng)基中。

實施例3：不同溫度、接種量、碳氮比、微量元素量對小球藻降解總氮的影響

取20μl種子液，接種于bg-11培養(yǎng)基，30℃，90rpm振蕩培養(yǎng)4天，5000rpm離心10min棄上清液，收集藻體。分別按照表1所示，配制相應的模擬污水培養(yǎng)基，250ml三角瓶含有100ml模擬污水培養(yǎng)基，在相應條件下，90rpm振蕩培養(yǎng)6天，采用過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法測定其降解總氮的效果，其降解總氮結果如表2所示，繪制其效應曲線圖如圖4所示。

表1實驗設計

表2直觀分析表

結果表明：由直觀分析表可知，降解總氮的影響因素關系為：碳氮比>溫度>接種量>微量元素。由效應曲線圖4可知，溫度在30～37℃，接種量在3％～5％的范圍內，小球藻具有良好的降解總氮的效果，降解總氮效果最好的條件為：溫度為30℃，接種量為3％，碳氮質量比為20，微量元素為1.5ml/l。

實施例4：小球藻降解磷效果的測定

小球藻富集培養(yǎng)基(bg-11培養(yǎng)基)：nano3225mg，k2hpo4·3h2o45.6mg，mgso4·7h2o125.7mg，cacl226.64mg，檸檬酸鐵75.95mg，edta·2na10mg，h2o1l，微量元素1ml/l(h3bo428.6g/l，mncl2·4h2o18.1g/l，znso4·7h2o2.22g/l，na2moo4·2h2o3.9g/l，cuso4·5h2o0.79g/l，co(no3)2·6h2o0.494g/l)。

模擬污水培養(yǎng)基：kh2po40.05g，nacl3g，k2hpo40.05g，kno30.72g，c6h12o63.75g，h2o1l，微量元素1ml/l(mncl2·4h2o2.5g/l，znso4·7h2o2.2g/l，cuso4·5h2o0.2g/l，mgso4·7h2o10g/l，cacl2·2h2o7.3g/l，cocl2·6h2o0.5g/l，feso4·7h2o5g/l)。

取20μl種子液，接種于bg-11培養(yǎng)基，30℃，90rpm振蕩培養(yǎng)4天，本實施例接種量為3％，則取3ml富集后的培養(yǎng)基，5000rpm離心10min棄上清液，收集藻體。用1ml模擬的污水培養(yǎng)基將藻體懸浮接入含有100ml模擬污水培養(yǎng)基的250ml三角瓶中，30℃，90rpm振蕩培養(yǎng)6天，采用鉬酸銨分光光度法測定其降解總磷的效果，繪制其降解總磷曲線如圖5所示。

結果表明：小球藻對污水中的總磷降解率在95％以上，對磷具有較好地降解效果，可以簡單地應用于水產養(yǎng)殖的水體中，對水體起到一定凈化作用。

實施例5：小球藻降解cod效果的測定

小球藻富集培養(yǎng)基(bg-11培養(yǎng)基)：nano3225mg，k2hpo4·3h2o45.6mg，mgso4·7h2o125.7mg，cacl226.64mg，檸檬酸鐵75.95mg，edta·2na10mg，h2o1l，微量元素1ml/l(h3bo428.6g/l，mncl2·4h2o18.1g/l，znso4·7h2o2.22g/l，na2moo4·2h2o3.9g/l，cuso4·5h2o0.79g/l，co(no3)2·6h2o0.494g/l)

模擬污水培養(yǎng)基：kh2po41g，nacl3g，k2hpo41g，kno30.72g，c6h12o63.75g，h2o1l，微量元素1ml/l(mncl2·4h2o2.5g/l，znso4·7h2o2.2g/l，cuso4·5h2o0.2g/l，mgso4·7h2o10g/l，cacl2·2h2o7.3g/l，cocl2·6h2o0.5g/l，feso4·7h2o5g/l)

取20μl種子液，接種于bg-11培養(yǎng)基，37℃，90rpm振蕩培養(yǎng)4天，取2ml富集后的培養(yǎng)基，5000rpm離心10min棄上清液，收集藻體。用1ml模擬的污水培養(yǎng)基將藻體懸浮接入含有100ml污水培養(yǎng)基的250ml三角瓶中，30℃，90rpm振蕩培養(yǎng)6天，采用重鉻酸鹽法測定其降解cod的效果，繪制其降解cod曲線如圖6所示。

結果表明：小球藻對模擬污水中的cod降解率達90％左右，具有顯著的降解效果，可以對水體中的有機物起到一定的降解作用，凈化水體。

實施例6：不同接種量的小球藻降解cod效果的測定

小球藻富集培養(yǎng)基(bg-11培養(yǎng)基)：nano3225mg，k2hpo4·3h2o45.6mg，mgso4·7h2o125.7mg，cacl226.64mg，檸檬酸鐵75.95mg，edta·2na10mg，h2o1l，微量元素1ml/l(h3bo428.6g/l，mncl2·4h2o18.1g/l，znso4·7h2o2.22g/l，na2moo4·2h2o3.9g/l，cuso4·5h2o0.79g/l，co(no3)2·6h2o0.494g/l)。

模擬污水培養(yǎng)基：kh2po41g，nacl3g，k2hpo41g，kno30.72g，c6h12o63.75g，h2o1l，微量元素1ml/l(mncl2·4h2o2.5g/l，znso4·7h2o2.2g/l，cuso4·5h2o0.2g/l，mgso4·7h2o10g/l，cacl2·2h2o7.3g/l，cocl2·6h2o0.5g/l，feso4·7h2o5g/l)。

取20μl種子液，接種于bg-11培養(yǎng)基，30℃，90rpm振蕩培養(yǎng)4天，5000rpm離心10min棄上清液，收集藻體。分別按照不同的接種量(v/v)用模擬的污水培養(yǎng)基將藻體懸浮接入含有100ml污水培養(yǎng)基的250ml三角瓶中，30℃，90rpm振蕩培養(yǎng)9天，采用重鉻酸鹽法測定其降解cod的效果，繪制其降解cod曲線如圖7所示。

結果表明：雖然小球藻的接種量不同，但是其對于cod的降解并沒有太大的變化，說明小球藻的接種量對cod的降解效果無顯著正相關關系。

實施例7：不同溫度、接種量、碳氮比、微量元素對小球藻降解cod的影響

取20μl種子液，接種于bg-11培養(yǎng)基，30℃，90rpm振蕩培養(yǎng)4天，5000rpm離心10min棄上清液，收集藻體。分別按照表3所示，配制相應的模擬污水培養(yǎng)基，250ml三角瓶含有100ml模擬污水培養(yǎng)基，在相應條件下，90rpm振蕩培養(yǎng)6天，采用重鉻酸鹽法測定其降解cod的效果，其降解cod結果如表2所示，繪制其效應曲線圖如圖8所示。

表3實驗設計

表4直觀分析表

結果表明：由直觀分析表可知，影響因素關系為：溫度>碳氮比>微量元素>接種量。由效應曲線圖8可知，溫度在30～37℃，接種量在2％～3％的范圍內，小球藻具有良好的降解cod的效果，降解cod的最佳條件為：溫度為37℃，接種量為2％，碳氮質量比為15，微量元素為2ml/l。

實施例8：本實驗室所篩選出的小球藻與其它相關報道的比較

總氮、總磷和cod的測定均采用國標測定方法，即采用過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法測定總氮，采用鉬酸銨分光光度法測定總磷，采用重鉻酸鹽法測定cod。

小球藻富集培養(yǎng)基(bg-11培養(yǎng)基)：nano3225mg，k2hpo4·3h2o45.6mg，mgso4·7h2o125.7mg，cacl226.64mg，檸檬酸鐵75.95mg，edta·2na10mg，h2o1l，微量元素1ml/l(h3bo428.6g/l，mncl2·4h2o18.1g/l，znso4·7h2o2.22g/l，na2moo4·2h2o3.9g/l，cuso4·5h2o0.79g/l，co(no3)2·6h2o0.494g/l)。

模擬污水培養(yǎng)基：kh2po40.05g，nacl3g，k2hpo40.05g，kno30.72g，c6h12o63.75g，h2o1l，微量元素1ml/l(mncl2·4h2o2.5g/l，znso4·7h2o2.2g/l，cuso4·5h2o0.2g/l，mgso4·7h2o10g/l，cacl2·2h2o7.3g/l，cocl2·6h2o0.5g/l，feso4·7h2o5g/l)。

分別取20μlcn105219648a中小球藻的種子液、cn105753245a中小球藻的種子液、cn102746991a中小球藻的種子液、cn104556406a中小球藻的種子液，以及本發(fā)明小球藻的種子液，分別接種于bg-11培養(yǎng)基，30℃，90rpm振蕩培養(yǎng)4天，本實施例接種量為3％，則取3ml富集后的培養(yǎng)基，5000rpm離心10min棄上清液，收集藻體。用1ml模擬的污水培養(yǎng)基將藻體懸浮接入含有100ml模擬污水培養(yǎng)基的250ml三角瓶中，30℃，90rpm振蕩培養(yǎng)6天。降解污水的效果如下表所示。

―—代表發(fā)明人未對其測定

通過比較，可以看出本發(fā)明所提供的小球藻，在降解總氮、總磷和cod方面，比其它報道的有關小球藻降解污水中污染物的效果顯著，因此可以確定這是一株高效的小球藻，可快速有效地凈化水體。

實施例9

小球藻(chlorellasp.)dyz-1的18srrna序列如seqisno.1所示。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，都可做各種的改動與修飾，因此本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書所界定的為準。

sequencelisting

<110>江南大學

<120>一株小球藻及其在降解污水中的應用

<160>1

<170>patentinversion3.3

<210>1

<211>728

<212>dna

<213>小球藻（chlorellasp.）dyz-1

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