本發(fā)明涉及一種利用微藻制備微藻絮凝劑的方法，屬于微藻處理
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：微藻是一類可光合自養(yǎng)的微生物，含有豐富的蛋白質(zhì)、多不飽和脂肪酸、色素等營養(yǎng)物質(zhì)。同時(shí)，因其具有生長(zhǎng)速度快，單位體積產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，在生物飼料、生物制藥、保健品及生物燃料等諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。然而，因其個(gè)體極其微?。?～30μm），且藻液的濃度較低（<1g/l），增加了其收獲難度。因此，從藻液中高效地采收高濃度的微藻，成為了其產(chǎn)業(yè)工業(yè)化規(guī)模發(fā)展的瓶頸?，F(xiàn)有的收集微藻的技術(shù)，主要包括：離心法、絮凝法、重力沉降法、氣浮法、過濾法等。其中絮凝法又包括自動(dòng)絮凝法、無機(jī)絮凝法和有機(jī)絮凝法。自動(dòng)絮凝法利用微藻在特定ph值下產(chǎn)生自動(dòng)絮凝，比如中國專利“微藻收集方法及應(yīng)用”（專利號(hào)cn201110457543.2）通過通入空氣或惰性氣體減少藻液co2的濃度，降低光合作用，提高藻液ph值到9.50～11.00時(shí)，使微藻產(chǎn)生自動(dòng)絮凝沉淀。但是該法需要較長(zhǎng)的處理時(shí)間，同時(shí)絮凝效果不佳，回收率低。有機(jī)絮凝法和無機(jī)絮凝法通過向藻液中加入有機(jī)絮凝劑（如殼聚糖）和無機(jī)絮凝劑（比如鐵、鋁絮凝劑）使微藻產(chǎn)生絮凝沉淀，但是這些絮凝劑的使用增加了成本，回收率低，達(dá)不到很好的回收效果。因此，亟待尋找一種絮凝效果好，回收率高，能夠在工業(yè)上進(jìn)行大規(guī)模使用的微藻絮凝劑。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對(duì)傳統(tǒng)的絮凝法對(duì)微藻的絮凝效果差，回收率低，不適合工業(yè)規(guī)?；瘧?yīng)用的問題，提供了一種利用微藻制備微藻絮凝劑的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：（1）按重量份數(shù)計(jì)，分別將1～3份葡萄糖、3～5份植物多糖、0.1～0.3份硫酸銨、0.1～0.3份磷酸二氫銨、0.1～0.3份硝酸鉀、0.01～0.03份硫酸鋅、0.1～0.3份硫酸鎂、10～15份氯化鈉和200～300份去離子水，攪拌混合后得培養(yǎng)基；（2）取微藻加入培養(yǎng)基中，使微藻在培養(yǎng)基中濃度為0.3～0.6g/l，在溫度為25～27℃，轉(zhuǎn)速為100～120r/min條件下進(jìn)行光照黑暗循環(huán)交替培養(yǎng)，光照環(huán)境下培養(yǎng)的周期為10～12h，黑暗環(huán)境下培養(yǎng)的周期為8～10h；（3）光照黑暗交替培養(yǎng)2～4天后得微藻液，向微藻液中加入異丙醇、氫氧化鈉和3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，攪拌混合后繼續(xù)光照黑暗交替培養(yǎng)3～5天，培養(yǎng)后得改性微藻液，將改性微藻液在2000～2500r/min轉(zhuǎn)速下離心分離，收集沉淀物，得微藻藻泥；（4）按重量份數(shù)計(jì)，分別將80～100份微藻藻泥、4～8份玉米淀粉、0.1～0.3份氧化鎂和0.1～0.3份硫酸鐵，攪拌混合后得微藻藻泥混合物；（5）按質(zhì)量比1:5，將陽離子醚化劑和氫氧化鈉溶液混合，攪拌混合后得混合液，按質(zhì)量比1:5，將混合液與微藻藻泥混合物混合，混合后即可得到微藻絮凝劑。步驟（1）中所述的植物多糖為阿拉伯糖、甘露糖、枸杞多糖、海帶多糖中的一種。步驟（2）中所述的光照環(huán)境的光照強(qiáng)度為3000～3200lux。步驟（2）中所述的微藻為小球藻、柵藻、脆桿藻、小環(huán)藻和綠球藻中一種。步驟（3）中所述的異丙醇質(zhì)量為微藻液質(zhì)量5～10%，氫氧化鈉質(zhì)量為微藻液質(zhì)量0.5～0.7%，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨質(zhì)量為微藻液質(zhì)量0.2～0.4%。步驟（5）中所述的陽離子醚化劑為十二烷基二甲基芐基氯化銨、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨中的一種。步驟（5）中所述的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%。本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：（1）本發(fā)明使用植物多糖制得微藻培養(yǎng)基，并將微藻放入培養(yǎng)基中進(jìn)行光照黑暗交替培養(yǎng)，培養(yǎng)過程中加入3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，植物多糖培養(yǎng)后的微藻會(huì)和3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的微藻帶有陽離子活性基團(tuán)，作為絮凝劑使用后會(huì)和帶負(fù)電荷的藻細(xì)胞相互吸引，表現(xiàn)出陽離子絮凝劑的性能，而微藻在培養(yǎng)的過程中細(xì)胞壁會(huì)產(chǎn)生酸性多糖和脂質(zhì)，也會(huì)進(jìn)行陽離子改性，使最終得到的微藻藻泥具有優(yōu)異的微藻絮凝效果；（2）本發(fā)明將培養(yǎng)得到的微藻藻泥和玉米淀粉、氧化鎂、硫酸鐵混合，加入氫氧化鈉溶液和陽離子醚化劑制得的混合液后，其中微藻藻泥和玉米淀粉會(huì)被陽離子處理，可與負(fù)電荷的微藻細(xì)胞靜電吸引，形成較大的絮凝體而沉降，而且在絮凝微藻時(shí)，微藻細(xì)胞中會(huì)分泌多糖，而起到自絮凝的效果，而氧化鎂、硫酸鐵會(huì)生成具有絮凝效果氫氧化鎂和氫氧化鐵，可進(jìn)一步提高對(duì)微藻的絮凝效果。具體實(shí)施方式按重量份數(shù)計(jì)，分別將1～3份葡萄糖、3～5份植物多糖、0.1～0.3份硫酸銨、0.1～0.3份磷酸二氫銨、0.1～0.3份硝酸鉀、0.01～0.03份硫酸鋅、0.1～0.3份硫酸鎂、10～15份氯化鈉和200～300份去離子水，攪拌混合后得培養(yǎng)基；取微藻加入培養(yǎng)基中，使微藻在培養(yǎng)基中濃度為0.3～0.6g/l，在溫度為25～27℃，轉(zhuǎn)速為100～120r/min條件下進(jìn)行光照黑暗循環(huán)交替培養(yǎng)，光照環(huán)境下培養(yǎng)的周期為10～12h，光照強(qiáng)度為3000～3200lux，黑暗環(huán)境下培養(yǎng)的周期為8～10h；光照黑暗交替培養(yǎng)2～4天后得微藻液，向微藻液中加入微藻液質(zhì)量5～10%異丙醇、微藻液質(zhì)量0.5～0.7%氫氧化鈉和微藻液質(zhì)量0.2～0.4%3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，攪拌混合后繼續(xù)光照黑暗交替培養(yǎng)3～5天，培養(yǎng)后得改性微藻液，將改性微藻液在2000～2500r/min轉(zhuǎn)速下離心分離，收集沉淀物，得微藻藻泥；按重量份數(shù)計(jì)，分別將80～100份微藻藻泥、4～8份玉米淀粉、0.1～0.3份氧化鎂和0.1～0.3份硫酸鐵，攪拌混合后得微藻藻泥混合物；按質(zhì)量比1:5，將陽離子醚化劑和質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%氫氧化鈉溶液混合，攪拌混合后得混合液，按質(zhì)量比1:5，將混合液與微藻藻泥混合物混合，攪拌混合20～30min后即可得到微藻絮凝劑。所述的植物多糖為阿拉伯糖、甘露糖、枸杞多糖、海帶多糖中的一種。所述的微藻為小球藻、柵藻、脆桿藻、小環(huán)藻和綠球藻中的一種。所述的陽離子醚化劑為十二烷基二甲基芐基氯化銨、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨中的一種。實(shí)例1按重量份數(shù)計(jì)，分別將3份葡萄糖、5份阿拉伯糖、0.3份硫酸銨、0.3份磷酸二氫銨、0.3份硝酸鉀、0.03份硫酸鋅、0.3份硫酸鎂、15份氯化鈉和300份去離子水，攪拌混合后得培養(yǎng)基；取小球藻加入培養(yǎng)基中，使小球藻在培養(yǎng)基中濃度為0.6g/l，在溫度27℃，轉(zhuǎn)速為120r/min條件下進(jìn)行光照黑暗循環(huán)交替培養(yǎng)，光照環(huán)境下培養(yǎng)的周期為12h，光照強(qiáng)度為3200lux，黑暗環(huán)境下培養(yǎng)的周期為10h；光照黑暗交替培養(yǎng)4天后得微藻液，向微藻液中加入微藻液質(zhì)量10%異丙醇、微藻液質(zhì)量0.7%氫氧化鈉和微藻液質(zhì)量0.4%3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，攪拌混合后繼續(xù)光照黑暗交替培養(yǎng)5天，培養(yǎng)后得改性微藻液，將改性微藻液在2500r/min轉(zhuǎn)速下離心分離，收集沉淀物，得微藻藻泥；按重量份數(shù)計(jì)，分別將100份微藻藻泥、8份玉米淀粉、0.3份氧化鎂和0.3份硫酸鐵，攪拌混合后得微藻藻泥混合物；按質(zhì)量比1:5，將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%氫氧化鈉溶液混合，攪拌混合后得混合液，按質(zhì)量比1:5，將混合液與微藻藻泥混合物混合，攪拌混合30min后即可得到微藻絮凝劑。實(shí)例2按重量份數(shù)計(jì)，分別將1份葡萄糖、3份枸杞多糖、0.1份硫酸銨、0.1份磷酸二氫銨、0.1份硝酸鉀、0.01份硫酸鋅、0.1份硫酸鎂、10份氯化鈉和200份去離子水，攪拌混合后得培養(yǎng)基；取脆桿藻加入培養(yǎng)基中，使脆桿藻在培養(yǎng)基中濃度為0.3g/l，在溫度為25℃，轉(zhuǎn)速為100r/min條件下進(jìn)行光照黑暗循環(huán)交替培養(yǎng)，光照環(huán)境下培養(yǎng)的周期為10h，光照強(qiáng)度為3000lux，黑暗環(huán)境下培養(yǎng)的周期為8h；光照黑暗交替培養(yǎng)2天后得微藻液，向微藻液中加入微藻液質(zhì)量5%異丙醇、微藻液質(zhì)量0.5%氫氧化鈉和微藻液質(zhì)量0.2%3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，攪拌混合后繼續(xù)光照黑暗交替培養(yǎng)3天，培養(yǎng)后得改性微藻液，將改性微藻液在2000r/min轉(zhuǎn)速下離心分離，收集沉淀物，得微藻藻泥；按重量份數(shù)計(jì)，分別將80份微藻藻泥、4份玉米淀粉、0.1份氧化鎂和0.1份硫酸鐵，攪拌混合后得微藻藻泥混合物；按質(zhì)量比1:5，將十二烷基二甲基芐基氯化銨和質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%氫氧化鈉溶液混合，攪拌混合后得混合液，按質(zhì)量比1:5，將混合液與微藻藻泥混合物混合，攪拌混合20min后即可得到微藻絮凝劑。實(shí)例3按重量份數(shù)計(jì)，分別將2份葡萄糖、4份海帶多糖、0.2份硫酸銨、0.2份磷酸二氫銨、0.2份硝酸鉀、0.02份硫酸鋅、0.2份硫酸鎂、12份氯化鈉和250份去離子水，攪拌混合后得培養(yǎng)基；取綠球藻加入培養(yǎng)基中，使綠球藻在培養(yǎng)基中濃度為0.4g/l，在溫度為26℃，轉(zhuǎn)速為110r/min條件下進(jìn)行光照黑暗循環(huán)交替培養(yǎng)，光照環(huán)境下培養(yǎng)的周期為11h，光照強(qiáng)度為3100lux，黑暗環(huán)境下培養(yǎng)的周期為9h；光照黑暗交替培養(yǎng)3天后得微藻液，向微藻液中加入微藻液質(zhì)量7%異丙醇、微藻液質(zhì)量0.6%氫氧化鈉和微藻液質(zhì)量0.3%3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，攪拌混合后繼續(xù)光照黑暗交替培養(yǎng)4天，培養(yǎng)后得改性微藻液，將改性微藻液在2300r/min轉(zhuǎn)速下離心分離，收集沉淀物，得微藻藻泥；按重量份數(shù)計(jì)，分別將90份微藻藻泥、6份玉米淀粉、0.2份氧化鎂和0.2份硫酸鐵，攪拌混合后得微藻藻泥混合物；按質(zhì)量比1:5，將2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨和質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%氫氧化鈉溶液混合，攪拌混合后得混合液，按質(zhì)量比1:5，將混合液與微藻藻泥混合物混合，攪拌混合25min后即可得到微藻絮凝劑。對(duì)照例：以聚合氯化鐵為微藻絮凝劑。將實(shí)例及對(duì)照例的微藻絮凝劑進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，其具體操作如下：1.試驗(yàn)方法：取濃度為0.8g/l微藻溶液置于100ml的燒瓶中，取離液面深5cm處的微藻液于比色皿中，在680nm波長(zhǎng)處測(cè)定微藻液初始的吸光值odo，再加微藻絮凝劑，使微藻絮凝劑在微藻液中的質(zhì)量濃度為100mg/l，攪拌30min后，移入50ml的比色管中靜止10min后，取離液面深5cm處的微藻溶液于比色皿中，在680nm處測(cè)定溶液的吸光值odf。2.計(jì)算公式：其中r代表絮凝效率（%）；odo代表初始藻液吸光度；odf代表絮凝后上清液吸光度。3.計(jì)算結(jié)果如表1。表1實(shí)例1實(shí)例2實(shí)例3對(duì)照例絮凝效率（%）98.297.597.882.3由表1可知，本發(fā)明制備的微藻絮凝劑絮凝效率高，對(duì)微藻的回收率高。當(dāng)前第1頁12