一种混合废水在小球藻培养中的应用及培养方法与流程

1.本发明属于农业技术领域，尤其是一种混合废水在小球藻培养中的应用及培养方法。


背景技术：

2.微藻被公认为是一种可持续的有前途的生物原料，可用于生产多种附加值产品，包括营养保健品、药品、化妆品、生物燃料、动物和水产养殖饲料以及天然染料等。但是，微藻生物质的高生产成本是微藻生物技术广泛应用的障碍。废水含有大量的营养元素，如碳源、氮源、磷酸盐以及各种微量的矿物质等，是一种免费、低成本并且可持续的替代培养液，可用于培养各种藻类。
3.近年来，包括市政污水、生活污水、养猪场废水、工业废水以及厌氧消化废水已被应用于各种藻类的培养。其中，工业废水含有重金属或有毒有机化合物，获得的藻类生物质的附加产品价值较低，积累的藻类生物量只能用于生产生物燃料和其他低附加值的微藻产品，极大地限制了藻类的应用范围。与上述废水相比，食品加工废水更加适合微藻培养，因为其中抑制微藻生长的有毒化合物和有害物质含量较少，培养微藻得到的生物质的品质相对较好，可以进一步用于高附加价值产品的生产。奶牛场乳制品废水的处理也是我国面临的环境问题之一。据统计，每加工1l牛奶约产生0.2-10l的废水。尽管可以用物理、化学技术进行处理，但成本较高。而利用生物去除废水中的营养物质效果较好、成本大大降低。近年来，藻类培养系统已被用于处理豆制品废水。但因豆制品废水中含有过量的有机质，无法直接被微藻利用。为了给微藻提供一个适宜的生长环境，通常需要对废水进行稀释处理。但是，这样会浪费水资源。
4.目前，关于混合废水培养微藻的相关研究较少，因此本发明考虑到不同废水中有机物浓度、营养盐浓度、ph等特性差异，选择了豆制品废水与奶牛场乳制品废水两种典型废水进行不同比例的混合，然后进行小球藻培养，这样既能平衡单一废水不利于微藻生长的缺陷、又能进行废水净化处理，提高去除废水中营养物质的效果及进行微藻扩大繁殖培养的生物量生产，从而扩大微藻的应用范围，并节约大量的洁净水。
5.通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。


技术实现要素：

6.本发明目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种混合废水在小球藻培养中的应用及培养方法。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
8.一种混合废水在小球藻培养方面中的应用，所述混合废水为按体积比为1:1～1:9混合的豆制品废水和乳制品废水。
9.进一步地，所述豆制品废水和乳制品废水的体积比为1:1、1:5、1:9。
10.进一步地，所述豆制品废水、乳制品废水及混合废水的水质情况如下：
[0011][0012]
进一步地，所述小球藻为chlorellasorokiniana utex1602、chlorella sp.lamb 166和lamb 38、chlorella vulgaris fachb-1227。
[0013]
一种利用混合废水培养小球藻的方法，步骤如下：
[0014]
分别取按体积比为1:1～1:9混合的豆制品废水和乳制品废水的混合废水，高压灭菌后，用1m hcl或1m naoh调节ph值至7，得处理后混合废水；
[0015]
培养，当培养液初始光吸收值即680nm波长处的光密度od680＝0.2，接种加入4种小球藻utex1602、l166、l38和/或fachb1227，并置于温度30
±
1℃、光照强度6500lux、光照时间为24hr的环境下培养，并每天摇匀3次，即得。
[0016]
进一步地，所述豆制品废水和乳制品废水的体积比为1:1、1:5、1:9。
[0017]
进一步地，所述豆制品废水、乳制品废水及混合废水的水质情况如下：
[0018][0019][0020]
进一步地，所述小球藻为chlorellasorokiniana utex1602、chlorella sp.lamb 166和lamb 38、chlorella vulgaris fachb-1227。
[0021]
进一步地，当混合比例为1:1时，所述小球藻为chlorellasorokiniana utex1602、chlorella sp.lamb 166和lamb 38、chlorella vulgaris fachb-1227的生物质干重分别为4.27g/l、4.09g/l、2.63g/l和2.2g/l；4种小球藻对tn的去除率为69.03％-80.30％；小球藻utex1602、l166、l38和fachb1227对溶液中的tn分别去除231.56mg/l、218.46mg/l、261.07mg/l和235.85mg/l；4种小球藻对tp的去除率为92.41％-95.48％，其中utex1602的净化效果最好；4种小球藻对cod的去除率达55.58％-63.06％，4种小球藻中utex1602和l38的cod去除效果最好，分别净化了6555.50mg/l和6522.50mg/l；utex1602产生的高附加值产物最多：叶绿素a达70.83mg/l、碳水化合物达271.57mg/l、多糖达到117mg/l、蛋白质超其他
比例6-7.5倍、油脂富集能力也优于其他藻种。
[0022]
进一步地，所述utex1602蛋白质产量最高，具有丰富的蛋白质含量，能够开发用于动物饲料生产；所述utex1602富集脂质的能力最强；所述utex1602的碳水化合物产量最高，能够将油脂和碳水化合物作为藻类生物质中重要的能源生产附加产品加以开发利用。
[0023]
本发明取得的优点和积极效果为：
[0024]
1、本发明以混合废水耦合微藻培养系统为基础，探究微藻在单一废水培养模式下和混合模式下净化废水的能力及影响机制，研究其产生的色素、油脂等高附加值产品的产量，为探索经济可行的微藻净化路径，并从中得到具有更高应用价值的微藻生物质提供依据。
[0025]
2、本发明发现在单一废水培养系统中，小球藻在豆制品废水中生长受限，无法利用溶液中的营养盐和有机碳，水中的tn、nh
4 -n、tp和cod浓度无明显变化。小球藻对豆制品废水的水质没有明显的净化作用。在奶牛场乳制品原水中，随着小球藻在0-2天里的增长，tn、tp和cod浓度不同程度的下降，但2天后下降速度减缓。小球藻对乳制品废水中的tn、tp和cod的去除率分别为37.15％、61.09％和16.16％，小球藻对乳制品废水净化效果较差。
[0026]
3、本发明发现在混合废水耦合微藻培养系统中，增加豆制品废水比例能促进小球藻生长。1:1混合废水所表现出的藻类生长状况及废水营养物质去除效果最为突出。其中，小球藻累积的生物质干重最高，混合废水中tn、tp和cod均表现去较好的去除效果，最高去除率tn为80.3％、tp为92.41％-95.48％，cod最高去除量为6555.5mg/l。
[0027]
4、本发明找到最优培育小球藻一株，小球藻utex1602不仅产生的生物质干重最高，且具有良好的水质净化能力，对叶绿素a、油脂、碳水化合物、蛋白质和多糖等都有较高的产量，叶绿色a达70.83mg/l、油脂产量最高达到534.15mg/l、碳水化合物产量达到271.57mg/l、蛋白质产量最高为2.03g/l、多糖达到117.00mg/l，以上高附加值产品可以作为重要的能源生产附加产品加以开发利用。
附图说明
[0028]
图1为本发明中不同混合比例下小球藻生长情况图；
[0029]
图2为本发明中混合废水中4种小球藻对总氮的去除效果图；
[0030]
图3为本发明中混合废水中4种小球藻对氨氮的去除效果图；
[0031]
图4为本发明中混合废水中4种小球藻对总磷的去除效果图；
[0032]
图5为本发明中混合废水中4种小球藻对cod的去除效果图；
[0033]
图6为本发明中不同混合比例下4种小球藻的色素产量图；
[0034]
图7为本发明中不同混合比例下4种小球藻的油脂产量图；
[0035]
图8为本发明中不同混合比例下4种小球藻的碳水化合物产量图；
[0036]
图9为本发明中不同混合比例下4种小球藻的蛋白质产量图；
[0037]
图10为本发明中不同混合比例下4种小球藻的多糖产量图；
具体实施方式
[0038]
下面详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0039]
本发明中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规的市售产品；本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法。
[0040]
一种混合废水在小球藻培养方面中的应用，所述混合废水为按体积比为1:1～1:9混合的豆制品废水和乳制品废水。
[0041]
较优地，所述豆制品废水和乳制品废水的体积比为1:1、1:5、1:9。
[0042]
较优地，所述豆制品废水、乳制品废水及混合废水的水质情况如下：
[0043][0044][0045]
较优地，所述小球藻为chlorellasorokiniana utex1602、chlorella sp.lamb 166和lamb 38、chlorella vulgaris fachb-1227。相关菌种可以选自如下文献中记载的菌种：
[0046]
(1)cs a,zl a,cw a,et al.different interaction performance between microplastics and microalgae:the bio-elimination potential ofchlorella sp.l38 and phaeodactylum tricornutum mascc-0025-sciencedirect[j].science ofthe total environment,723.
[0047]
(2)x zheng,h niu,yu j,et al.responses ofalpha-linolenic acid strain(c-12)from chlorella sp.l166 to low temperature plasma treatment[j].bioresource technology,2021(1):125291.
[0048]
一种利用混合废水培养小球藻的方法，步骤如下：
[0049]
分别取按体积比为1:1～1:9混合的豆制品废水和乳制品废水的混合废水，高压灭菌后，用1m hcl或1m naoh调节ph值至7，得处理后混合废水；
[0050]
培养，当培养液初始光吸收值即680nm波长处的光密度od680＝0.2，接种加入4种小球藻utex1602、l166、l38和/或fachb1227，并置于温度30
±
1℃、光照强度6500lux、光照时间为24hr的环境下培养，并每天摇匀3次，即得。
[0051]
较优地，所述豆制品废水和乳制品废水的体积比为1:1、1:5、1:9。
[0052]
较优地，所述豆制品废水、乳制品废水及混合废水的水质情况如下：
[0053][0054]
较优地，所述小球藻为chlorellasorokiniana utex1602、chlorella sp.lamb 166和lamb 38、chlorella vulgaris fachb-1227。
[0055]
较优地，当混合比例为1:1时，所述小球藻为chlorellasorokiniana utex1602、chlorella sp.lamb 166和lamb 38、chlorella vulgaris fachb-1227的生物质干重分别为4.27g/l、4.09g/l、2.63g/l和2.2g/l；4种小球藻对tn的去除率为69.03％-80.30％；小球藻utex1602、l166、l38和fachb1227对溶液中的tn分别去除231.56mg/l、218.46mg/l、261.07mg/l和235.85mg/l；4种小球藻对tp的去除率为92.41％-95.48％，其中utex1602的净化效果最好；4种小球藻对cod的去除率达55.58％-63.06％，4种小球藻中utex1602和l38的cod去除效果最好，分别净化了6555.50mg/l和6522.50mg/l；utex1602产生的高附加值产物最多：叶绿素a达70.83mg/l、碳水化合物达271.57mg/l、多糖达到117mg/l、蛋白质超其他比例6-7.5倍、油脂富集能力也优于其他藻种。
[0056]
较优地，所述utex1602蛋白质产量最高，具有丰富的蛋白质含量，能够开发用于动物饲料生产；所述utex1602富集脂质的能力最强；所述utex1602的碳水化合物产量最高，能够将油脂和碳水化合物作为藻类生物质中重要的能源生产附加产品加以开发利用。
[0057]
具体地，相关制备及检测实施例如下：
[0058]
1材料和方法
[0059]
1.1微藻和废水样品
[0060]
供试4种小球藻：chlorellasorokiniana utex 1602购自德州大学奥斯汀分校的藻种中心，普通小球藻(chlorella sp.lamb 166和lamb 38)来自中国海洋大学(中国青岛)应用微藻生物实验室；chlorella vulgaris fachb1227购于中国水生生物研究所。将储存的小球藻株系细胞在液体bg-11培养液中激活，并在25℃、6000lux白色荧光灯照明下培养15天。
[0061]
供试废水：豆制品废水(废水原水)取自天津某豆制品加工厂，乳制品废水(废水原水)取自天津某乳制品加工厂，豆制品废水与乳制品废水的水质情况及本研究中混合废水的水质情况如表1所示。将豆制品废水与乳制品废水以体积比1:1、1:5和1:9进行混合，高压灭菌后，用1m hcl或1m naoh调节ph值至7，构成不同比例的混合废水。
[0062]
表1两种废水原水及混合废水水质情况
[0063][0064]
1.2方法
[0065]
分别取体积为200ml单一的废水(100％豆制品废水和100％乳制品废水)或不同混合比例(1:1、1:5和1:9)的混合废水置于250ml锥形瓶中培养，当各培养液初始光吸收值(680nm波长处的光密度)od
680
＝0.2(即生物质干重分别为0.04、0.06、0.02和0.05g/l)时分别接种加入4种小球藻utex1602、l166、l38和fachb1227，并置于温度30
±
1℃、光照强度6500lux、光照时间为24hr的环境下培养，并每天对锥形瓶手动摇匀3次。各处理均重复3次。
[0066]
单一废水小球藻培养共计5天，期间每天取样测定微藻生长情况及水质变化。混合废水小球藻培养共计10天，期间每隔2天(第0、2、4、6、8、10天)取样一次，测定微藻生长情况及水质变化，并在培养结束时测定色素、油脂、碳水化合物、多糖和蛋白质含量。
[0067]
1.3废水水质及高附加值产物测定
[0068]
ph值用ph计测定、总氮(tn)用过硫酸盐氧化法测定、总磷(tp)用消解-钼锑抗法测定、nh4
-n用纳氏试剂法测定、化学需氧量(cod)根据重铬酸钾法(hach分光光度计)测定。
[0069]
色素中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素根据文献中报到方法进行测定(j.xiong,m.b.kurade,j.r.kim,h.roh,b.jeon,et al.ciprofloxacin toxicity and its co-metabolic removal by afreshwater microalga chlamydomonas mexicana j.hazard.mater.,323(2017),pp.212-219.)。微藻中的多糖和碳水化合物采用改良的苯酚-硫酸法(p.rao,t.n.pattabiraman.reevaluation of the phenol-sulfuric acid reaction for the estimation ofhexoses andpentosesanal.biochem.,181(1989),pp.18-22.)测定；脂质浓度采用尼罗红染色法(l.zhao.isolation and optimization involved an oleaginous microalgae doctoral dissertation.tianjin university(2014).)测定。培养周期结束后的微藻经充分烘干和研磨后，用元素分析仪对所有样品进行分析。将元素分析仪测定值得到的氮含量乘以6.25估算出藻粉中蛋白质的含量(parkw k,moon m,kwak m s,et al.use oforange peel extract for mixotrophic cultivation ofchlorella vulgaris:increased production ofbiomass and fames[j].bioresource technology,2014,171(171c):343-349.)。
[0070]
1.4数据分析
[0071]
使用单向方差分析(anova)进行统计分析。结果表示为基于平行实验的平均值
±
平均值的标准误差，并认为是在95％置信区间内。
[0072]
2结果与讨论
[0073]
2.1不同比例混合废水对小球藻生长和水质净化的影响
[0074]
2.1.1混合废水对小球藻生物量的影响
[0075]
如图1，豆制品废水及乳制品废水混合比例为1:5和1:9时，培养0-2天的小球藻有明显的生长停滞现象。这与乳品废水比例的增加使混合废水系统呈碱性有关(ph值分别为9.60和10.25)，从而一定程度的影响了小球藻的生长。当混合比例为1:1时(即增加豆制品废水的比例)，培养到第10天的小球藻utex1602、l166、l38和fachb1227的生物质干重均达到最高，分别为4.27g/l、4.09g/l、2.63g/l和2.2g/l，表明两种废水1:1的混合培养最适宜小球藻的生长。
[0076]
本实验中，增加混合废水体系中的豆制品废水的比例(1:1)，促进了4种小球藻的生长。这与豆制品废水中富含多种有机或无机成分，如单糖、低聚糖、维生素、有机酸、磷酸盐、硫酸盐、金属离子等营养物质有关。这些物质为藻类的生长提供了充足的营养，特别是作为小球藻碳源的单糖和寡糖，可以被其有效地利用。在这种情况下，在含有豆制品废水的培养液中，小球藻的营养方式实际上为兼养模式，即具有自养和异养的代谢方式。兼养培养模式下微藻的生长速率约为自养生长和异养生长两种生长速率的总和，是藻类生物量增长最快的培养模式。因此，本实验混合食品废水培养体系中，由于增加了豆制品废水的比例，增加了混合系统的有机碳源，相对延长了小球藻进行兼养培养的时间，促进了4种小球藻的生长，是混合比例1:1下四株小球藻生长情况最佳的原因。
[0077]
2.1.2混合废水中氮的去除效果
[0078]
氮是小球藻生命代谢必需的元素，小球藻可以利用氨氮、硝氮或含氮化合物来促进自身细胞中蛋白质和氨基酸的形成。4株小球藻utex1602、l166、l38和fachb1227在不同混合比例的系统中对tn和nh
4 -n的去除效果如图2和图3所示。表明4种小球藻均使混合废水中的tn值和nh
4 -n浓度降低。其中，混合比例1:1的废水中，在培养10天内小球藻的生长情况优良、无滞后情况，tn浓度持续下降，4种小球藻对tn的去除率为69.03％-80.30％；小球藻utex1602、l166、l38和fachb1227对溶液中的tn分别去除231.56mg/l、218.46mg/l、261.07mg/l和235.85mg/l。混合比例1:5时，tn的去除率为63.95％-76.00％。混合比例1:9时，tn的去除率在53.30％-69.73％。比较图1和2可以看到tn浓度的下降速率与小球藻增长的速率呈正比。
[0079]
在不同的混合系统中，由于豆制品废水的含量不同，导致不同的混合比例下有着不同的nh
4 -n初始浓度。在混合比例1:1废水中，nh
4 -n的去除率为58.27％-65.97％。混合比例1:5时，nh
4 -n的去除率为74.38％-85.50％。混合比例1:9时，nh
4 -n的去除率最高，达到79.17％-86.99％，可能与溶液中的ph有关。废水中的氮源形式多样，nh
4 -n是最容易被藻细胞利用的氮源，nh
4 -n的去除主要通过微藻的直接吸收同化或溶液的ph上升导致氨挥发。
[0080]
2.1.3混合废水中磷的去除效果
[0081]
磷元素是微藻维持正常生命活动和新陈代谢必不可少的一种元素，在核酸、蛋白质合成，能量传递过程中具有重要作用。图4显示，各混合培养液中tp浓度均呈下降趋势。混合比例1:1时，小球藻对tp的去除效果最佳，去除率92.41％-95.48％，其中utex1602的净化效果最好。比例1:5时，去除率74.38％-85.50％。混合比例1:9时，去除率65.67％-83.58％。不同混合比例的废水中，混合比例1:1的去除率最高。这可能与1:5和1:9的废水系统中，豆
制品废水被稀释，水体中tp的浓度相对较低有关(分别为16.74mg/l和8.71mg/l)，由于初始浓度较小，培养期结束后水体中总磷含量为0.6-1.86mg/l和0.25-1.43mg/l。总之，4种小球藻对三种不同比例混合废水的tp去除效果均较好。
[0082]
2.1.4混合废水中cod的去除效果
[0083]
不同比例混合废水中cod浓度如图5所示，可以看到随着培养时间的延长，混合液中cod浓度持续下降，其中，混合比例1:1的初始cod浓度为10344mg/l，培养结束时(培养10天)剩余3821.5-4595mg/l，去除率达55.58％-63.06％。4种小球藻中utex1602和l38的去除效果最好，分别净化了6555.50mg/l和6522.50mg/l。混合比例1:5的初始cod浓度为3895.00mg/l，培养期结束时剩余浓度为1555.80-1637.00mg/l。混合比例1:9的初始cod浓度为2471.50mg/l，培养结束时剩余浓度为985.60-1444.20mg/l。
[0084]
在3种混合比例下，各株小球藻的cod去除率均在60％左右，但由于初始浓度不同，小球藻在1:1条件下的cod去除量为6555.50mg/l，净化效果最好。4种小球藻中，utex1602去除cod的能力最强。1:1混合液中小球藻去除cod效果好，与该混合比例中豆制品废水含量增加，小球藻可利用的有机碳多，小球藻生长好有关。小球藻生长越好、生物量越大、代谢越旺盛，cod降解得就越多。
[0085]
2.2不同混合比例废水中小球藻高附加值产物含量变化
[0086]
2.2.1色素产量
[0087]
小球藻中最丰富的色素是叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素，它们具有多种治疗特性，比如抗氧化活性、调节血液中的胆固醇、增强免疫系统等。
[0088]
图6为培养结束后不同混合比例下4种小球藻所产生的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量。叶绿素a浓度最高的为1:1混合液，在utex1602、l166、l38和fachb1227培养液中的浓度分别为70.83mg/l、57.01mg/l、62.28mg/l和51.51mg/l，远大于1:5混合液(14.00-23.73mg/l)和1:9混合液(12.57-14.49mg/l)。wang等人也因此将水环境中叶绿素a浓度作为反映小球藻生长情况的指标。叶绿素b也是光合作用的天然色素之一，在水体中吸收并传递光能，叶绿素a、b的比值可以用来衡量藻类的生长状况，比值高的、藻类生长好，这与本实验中高混合比例(1:1)中，4种小球藻生长情况最佳相一致。
[0089]
在3种混合比例废水中，4种小球藻培养液的类胡萝卜素的含量均较低，kurade等人认为类胡萝卜素浓度高低是水环境污染物的敏感生物标志物。类胡萝卜素含量高，水体中的敏感生物种类或数量就多，污染物就多。本实验中，小球藻使有机物等污染物迅速降解，这可能是导致水体类胡萝卜素浓度较低的原因所在。此外，养分(氮和磷)和环境(盐度和胁迫)因素的变化也是导致水体类胡萝卜素浓度较低的另一个原因。
[0090]
2.2.2油脂和碳水化合物产量
[0091]
由于化石资源的枯竭，持续地开采石油储备以生产传统化石燃料并非长久之计，因此寻找新的能源以减少社会对现有化石燃料的依赖显得尤为重要。微藻生物质作为一种有前景的可再生生物燃料原料，以其衍生为生物柴油的能力受到广泛关注。如图7，对藻类生物质中重要的附加产品油脂的产量进行了测定，这是一种有前景的可再生生物燃料原料。
[0092]
本实验4种小球藻中，utex1602富集脂质的能力更强，在3种比例混合废水中的油脂产量分别为337.45mg/l、309.94mg/l和534.15mg/l。在1:1混合废水中，小球藻生物质累
积量最多，但油脂产量均低于1:9的混合液中小球藻utex1602、l166和l38的相对油脂产量。小球藻在废水中的油脂产量与废水中的氮和磷含量有关。研究报告表明，氮或磷缺乏等环境胁迫会导致藻细胞中脂质累积。即培养液中的低氮低磷会限制藻细胞中氨基酸和蛋白质的合成，致使光合作用中的碳从蛋白质合成路径转向脂质等合成途径。因此，这就说明了为什么低氮低磷的1:9的混合液中生长的小球藻会产生更多的油脂。
[0093]
此外，虽然藻细胞中生物质的累积也能提高油脂产量。如1:1混合液中小球藻生物质累积量最高，但由于其氮源浓度高(是其他混合氮源浓度的2.06～3.67倍)，致使藻细胞合成更多的氨基酸和蛋白质，而用于合成脂肪的碳源减少，继而藻细胞中油脂含量较低(低于1:9的混合液)。
[0094]
碳水化合物是微藻生物质中含量丰富的生化成分，也可以用于能源生产，例如产生乙醇或沼气等。图8显示，表明1:1混合液中的小球藻碳水化合物产量明显高于1:5和1:9混合液的，其中产量最高的藻株是小球藻utex1602，可能与其能产生较高的生物质产量有关。废水中小球藻碳水化合物及油脂合成的研究，对生物能源的开发和再利用有重要的意义。
[0095]
2.2.3蛋白质产量
[0096]
氮源是直接影响微藻生长的重要因素之一。氮被藻细胞用以合成氨基酸和蛋白质，促进微藻的生长。在混合废水培养系统中，随着豆制品废水比例的加大，溶液中tn浓度也增大。不同比例的混合液培养到第10天时，4种小球藻(utex1602、l166、l38和fachb1227)的蛋白质产量(如图9所示)与tn含量(见图2)呈正比，混合液中总氮浓度高的，蛋白质产量也高。
[0097]
其中，1:1混合液中小球藻的蛋白质产量远远高于1:5和1:9混合液。1:1混合液中小球藻utex1602蛋白质产量最高(2.03g/l)是1:5混合液中最高蛋白质产量(0.34g/l)的6倍，是1:9混合液中最高蛋白质产量(0.27g/l)的7.5倍。
[0098]
蛋白质的合成对于微藻生长至关重要。而营养不足会抑制蛋白质的合成和微藻生长。在本研究中，低浓度豆制品废水培养液(混合比例1:5和1:9)中的初始氮含量不能满足小球藻蛋白质合成的需要，导致培养到第10天时小球藻细胞中蛋白质含量减少，以及最终的蛋白质产量减少。1:1混合液中生长的小球藻的生物质中具有较高的蛋白质含量，因此，可以考虑作为动物饲料等。
[0099]
2.2.4多糖产量
[0100]
多糖是一种较为重要的生物活性物质，用于藻类的生长和繁殖，具有特殊的生理作用。多糖在生物制药、功能食品和环保等方面均有广泛的应用。微藻被认为是多糖的潜在来源之一。不同比例混合液培养下的4种小球藻utex1602、l166、l38和fachb1227的多糖产量见图10。
[0101]
1:1混合液中，4种小球藻utex1602、l166、l38和fachb1227的多糖产量明显高于1:5和1:9的混合液，这可能与1:1混合液中小球藻累积的生物质最高有关。
[0102]
3结论
[0103]
(1)在混合废水耦合微藻培养系统中，增加豆制品废水比例能促进小球藻生长。1:1混合废水中小球藻累积的生物质干重最高，其中小球藻utex1602的生物质干重最高。和其他混合比例相比，1:1混合废水中的4种小球藻去除tn、tp的效果均最好，cod净化能力最强，
最高去除率tn为80.3％、tp为92.41％-95.48％，cod最高去除量为6555.5mg/l。其中utex1602对tn、tp、cod净化的能力最强。
[0104]
(2)1:1混合废水中，4种小球藻产生的叶绿素a含量最高，其中utex1602产生的叶绿色a达70.83mg/l，而叶绿素正是获取光和保护微藻细胞免受辐射的必要色素。
[0105]
(3)4种小球藻中，utex1602富集脂质的能力最强，3种混合液中油脂产量分别为337.45mg/l、309.94mg/l和534.15mg/l。1:1混合废水中，小球藻碳水化合物产量明显高于1:5和1:9比例废水，其中产量最高的藻株是utex1602(271.57mg/l)。可以发现，藻细胞中生物质的累积能提高油脂产量；而碳水化合物是微藻生物质中含量丰富的生化成分，可用于能源生产，例如产生物乙醇或沼气等。可以将油脂和碳水化合物作为藻类生物质中重要的能源生产附加产品加以开发利用。
[0106]
(4)1:1混合废水中，utex1602蛋白质产量最高是其他比例废水的6-7.5倍，具有丰富的蛋白质含量，可以开发用于动物饲料生产。
[0107]
(5)1:1混合废水中，4种小球藻累积的生物质干重最高，多糖产量最高，可用于藻类的生长和繁殖。
[0108]
尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。