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絮凝沉降法采收小球藻的研究 　　摘要：考察了明矾、硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁、壳聚糖6种常用絮凝剂对小球藻（Chlorella vulgaris）细胞采收的效果，并研究了pH对絮凝采收效果的影响。结果表明，三氯化铁和明矾的絮凝效果较好，当絮凝剂浓度分别为0.6、1.6 g/L时，小球藻细胞采收率分别达到98.3%和98.2%。pH对小球藻细胞最大采收率的影响差异显著，以三氯化铁和明矾为絮凝剂时，pH分别为10和8时为最佳，此时细胞采收率最大。 　　关键词：小球藻（Chlorella vulgaris）；絮凝沉降；细胞采收；采收率 　　中国分类号：Q819 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）09-2206-04 　　单细胞绿藻小球藻（Chlorella vulgaris）因其含有优质蛋白、不饱和脂肪酸等营养成分被用作食品、保健品、饵料等，开发市场广阔[1]。近几年，小球藻因其生长过程能够利用氮、磷而被用于污水处理等方面，并在微藻生物柴油的生产中表现出巨大潜力[2]。但是，与其他藻类比较，小球藻因其细胞小（3～12 μm），采收困难，影响了其工业化应用。 　　目前，小球藻细胞采收的方法有絮凝法、离心法、过滤法和气浮法等[3-5]，其中离心分离是国内外工厂微藻采收普遍使用的方法，但是此法设备投资大，采收成本高。絮凝沉降法因成本低廉、操作简单被广泛应用于微藻细胞的采收，其主要是利用化学絮凝剂的带电性质使藻细胞聚集沉降，可与其他方法配合使用[6-8]。在絮凝采收方法的研究中，国内外研究大多集中于絮凝剂的选择上，虽然大多数化学絮凝剂对小球藻有毒害作用，影响小球藻后续的工业化应用，但是，在小球藻用于污水处理耦合生物柴油的生产过程中，对此可以不予考虑[4，9]。 　　本研究考察了絮凝剂的浓度、种类、絮凝时间、pH对小球藻采收率的影响。通过比较明矾、硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁、壳聚糖6种常用絮凝剂对小球藻细胞的沉降效果，寻找一种针对小球藻的絮凝沉降条件，以期为小球藻用于污水处理等工业化应用提供参考。 　　1 材料与方法 　　1.1 材料和仪器 　　藻种：普通小球藻，原种购自中国科学院淡水藻种库，试验用藻株是由烟台大学微藻生物技术实验室保存并提供。 　　絮凝剂：明矾、硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁、壳聚糖，均为化学纯。 　　仪器：752S型紫外可见分光光度计（上海棱光技术有限公司）；PHS-25型数显pH计（上海精密科学仪器有限公司）；AB104-L型分析天平[驭锘实业（上海）有限公司]。 　　1.2 方法 　　1.2.1 小球藻的培养 小球藻培养所用培养基为SE培养基，将其放在1 000 mL三角瓶中培养8 d，得到处于稳定生长期的小球藻悬浮液。 　　1.2.2 小球藻生物量的测定 小球藻在680 nm处有特征吸收峰，因此测定藻液在680 nm处的吸光度OD680 nm，以OD680 nm来间接表示小球藻的生物量，根据以下公式计算小球藻细胞的采收率。 　　小球藻细胞采收率=■×100% 　　式中，OD680 nm-0为初始时刻藻液的吸光度，OD680 nm-t为絮凝时间为t时的藻液吸光度。 　　1.2.3 絮凝沉降试验 将300 mL小球藻悬浮液置于三角瓶中，其后分别加入不同剂量的铁系、铝系及高分子絮凝剂（表1），用玻璃棒搅匀后静置，然后分别在0、5、15、30、45、60、90、120 min时取上清液在680 nm下测其吸光度，考察其不同絮凝剂对小球藻的絮凝效果。 　　1.3 数据统计分析 　　试验数据用Origin 8.0软件和SPSS 13.0软件进行统计分析，根据需要进行单因素方差分析和多重比较。 　　2 结果与分析 　　2.1 不同絮凝剂对小球藻絮凝效果的影响 　　2.1.1 三氯化铁 不同剂量三氯化铁对小球藻的絮凝效果如图1所示。除了低剂量0.2 g/L三氯化铁处理外，其他浓度处理下小球藻均在加入絮凝剂5 min 后，细胞采收率达到较大值，并且随着絮凝时间的延长，采收率变化很小。其中，三氯化铁浓度为0.4 g/L和0.6 g/L时，细胞沉降效果最好，分别在60 min和30 min时，细胞采收率达到最大，分别为98.0%和98.3%；但当絮凝剂浓度大于0.8 g/L时，细胞采收率反而下降，当三氯化铁浓度为1.0 g/L和1.2 g/L时，小球藻最大采收率仅为84.7%和77.4%。 　　2.1.2 硫酸亚铁 加入硫酸亚铁后搅拌，小球藻藻液颜色由黄绿色变为墨绿色，之后迅速变为黄棕色，并出现絮凝物，显微镜观察发现有许多黄棕色的团状絮凝物，藻液颜色的变化可能与Fe3+在藻液中的显色效果有关。由图2可知，小球藻细胞的絮凝沉降效果随硫