ZIF-8在诱导含磷废水中微藻生长、固碳及积累油脂中的应用

本发明涉及生物工程，具体为zif-8在诱导含磷废水中微藻生长、固碳及积累油脂中的应用。

背景技术：

1、近年来，我国水环境质量总体呈现改善趋势，但局部流域与区域污染问题依然突出，水环境治理与生态修复仍面临严峻挑战；随着全球工业化、城市化进程的加速推进，大量工业废水、生活污水以及农业面源污染排入自然水体，引发了严重的水环境危机；水体中超标的氮磷、重金属和有毒物质通过食物链富集，对食物链上层生物产生毒害风险，严重破坏水体生态系统的稳定性和生物多样性；磷是导致水体富营养化的关键因素，含磷废水的治理是水污染防控的重点；含磷废水来源广泛，主要包括农业面源流失的磷素、生活污水中含磷洗涤剂的排放以及化工行业排放的高磷废水；废水排放整体呈现总磷浓度超标、磷形态复杂的特征，高磷废水排入自然水体会导致水体磷含量大幅升高，极易诱发水体富营养化，促使藻类与浮游植物快速增殖形成水华；现有的废水处理工艺存在运行成本高、污泥产量大及二次污染风险等弊端，资源回收率低；此外，微藻培养技术受限于培养成本高昂与油脂产率低下，且其对高污染废水的处理稳定性不足，因微藻对污染物的耐受性有限，处理效果易受环境因子波动影响。

2、探索绿色废水处理工艺具有现实意义，微藻处理技术优势显著，它可以同步脱氮除磷，并且实现生物质资源化，从而实现环境效益与经济效益的统一，以此来促进水环境修复工程的推进；已有相关研究表明，在微藻培养体系中适当添加外源物质可以促进微藻生长，并且提升微藻对于污染物的耐受性以及去污能力。

技术实现思路

1、为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本发明的首要目的在于提供zif-8在诱导含磷废水中微藻生长、固碳及积累油脂中的应用。

2、本发明所述应用的具体操作为：

3、（1）将单针藻接种在培养基中，培养种子液。

4、（2）将种子液接种至含磷废水中，并且添加zif-8，培养藻液。

5、优选地，本发明所述步骤（1）中培养基为添加葡萄糖的bg-11培养基，其中葡萄糖的浓度为10g/l。

6、优选地，本发明所述步骤（2）含磷废水中zif-8的浓度为1.25~5mg/l。

7、作为本发明的进一步优选，本发明所述步骤（2）含磷废水中zif-8的浓度为2.5mg/l。

8、优选地，本发明所述步骤（2）中藻液的培养条件为温度为25℃，光照强度为7000~8000lux。

9、本发明所述步骤（1）为藻种兼养培养模块，主要针对藻种兼养的培养，以快速生长大量的藻细胞。

10、本发明所述步骤（2）为zif-8和含磷废水培养模块，主要针对含磷废水和zif-8培养微藻，以进一步促进微藻的生长和油脂积累，并且同步实现水中氮磷的移除。

11、本发明还通过用紫外分光光度计测定藻液中藻细胞的od750值；收集由柱式光生物反应器培养后得到的藻液，离心收集藻细胞并将其冷冻冻干，冻干后称取干重，计算藻细胞的生物量、生物量产率、比增长速率及二氧化碳固定效率；使用有机溶剂提取微藻中的脂质，利用重量法测得藻细胞的油脂含量和油脂产率；采用过硫酸钾消解-硫酸肼还原法epa-method测定总氮含量、过硫酸钾消解-钼锑抗法gb11893-1989测定总磷含量。

12、本发明的另一目的在于提供所述方法在促进微藻生长、固碳和积累油脂中的应用。

13、本发明的有益效果：

14、（1）本发明采用兼养-光自养两阶段培养模式，并结合zif-8材料，显著提升了微藻的综合性能，在最佳条件下（zif-8浓度为2.5mg/l），微藻的二氧化碳固定效率达0.82gco2/l/d，生物量达4.40g/l，脂质产率达207.69mg/l/d，相较于对比例显著提高了74.50%、64.08%和121.15%。

15、（2）本发明在光自养阶段以含磷废水为基础培养基，微藻在生长同时能高效移除氮磷，经培养后，培养基中剩余氮含量为105.50mg/l（移除率57.33%），剩余磷含量仅0.47mg/l（移除率97.48%），实现了污水处理与生物质生产的有机结合。

16、（3）本发明工序简单、易操作，通过利用废水作为培养基质，有效降低了微藻培养成本，同时提高油脂产量，显著提高了微藻培养的经济可行性，为微藻产业化培养提供了新的技术途径。

17、（4）本发明通过葡萄糖兼养快速积累生物量、zif-8增强微藻抗氧化能力与污染物耐受性、光生物反应器提供充足光照与co2、有机溶剂高效提取油脂等多重机制协同作用，全面提升了微藻的生长速率和油脂积累能力，并通过建立完善的总氮总磷检测体系，确保了工艺的稳定性和可重复性。

1.zif-8在诱导含磷废水中微藻生长、固碳及积累油脂中的应用。

2.根据权利要求1所述应用，其特征在于，其应用的具体操作为：

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤（2）含磷废水中zif-8的浓度为1.25~5mg/l。