王小冬，車 軒，陳曉龍，劉興國(guó)，顧兆俊，朱 林

(中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所，上海 200092)

綠藻門的柵藻屬浮游植物可作為輪蟲(chóng)、枝角類等浮游動(dòng)物的食物，而輪蟲(chóng)、枝角類等浮游動(dòng)物又是魚(yú)蝦幼體優(yōu)質(zhì)的生物餌料，對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的苗種培育起重要作用，因此綠藻門柵藻屬浮游植物的高密度培養(yǎng)可為浮游動(dòng)物提供高質(zhì)量的食物。同時(shí)，綠藻門柵藻屬浮游植物也被用于處理生活污水或養(yǎng)殖尾水，可進(jìn)行養(yǎng)殖水調(diào)控，對(duì)水體進(jìn)行修復(fù)，還可用于生物柴油生產(chǎn)等，具有多種功能和用途。

淺水湖泊、水庫(kù)等是我國(guó)重要的大水面，是淡水漁業(yè)的重要組成部分。目前我國(guó)淺水湖泊受到多種面源和點(diǎn)源污染的影響，其中來(lái)自人們消費(fèi)產(chǎn)生的排泄物、餐飲垃圾等有機(jī)物污染也是重要的潛在污染源。這些有機(jī)物主要特點(diǎn)是腐爛過(guò)程中需要消耗大量氧氣、帶來(lái)大量的氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽，促進(jìn)水體富營(yíng)養(yǎng)，這不同于有害的無(wú)機(jī)化學(xué)污染。

我國(guó)迅猛發(fā)展的餐飲業(yè)導(dǎo)致食品廢物量迅速增長(zhǎng)，估計(jì)全國(guó)城鎮(zhèn)餐廚垃圾產(chǎn)生量高達(dá)3 000萬(wàn)噸/年。目前我國(guó)餐飲垃圾處理的主要方向是飼料化、能源化，可回收油脂、回收廢料是干物質(zhì)，回收廢水一般用來(lái)生產(chǎn)沼氣或堆肥。

本文介紹一種利用餐飲垃圾培養(yǎng)綠藻門柵藻屬浮游植物的方法，通過(guò)該培養(yǎng)方法可獲得高密度、高純度的綠藻門柵藻屬浮游植物，培養(yǎng)成本低，培養(yǎng)步驟簡(jiǎn)單且易實(shí)施，可以為綠藻培養(yǎng)拓展方法。該方法也為類似于餐飲垃圾的有機(jī)污染物的資源化利用拓展方法。

一、利用餐飲垃圾培養(yǎng)綠藻的方法和效果

首先將餐飲垃圾中非食物類垃圾去除，留下濕潤(rùn)的固態(tài)食物垃圾和湯水。將該固態(tài)食物垃圾等放置到透光的敞口容器中，再根據(jù)湯水的體積比例情況補(bǔ)充自來(lái)水，使得湯水和自來(lái)水的體積為固態(tài)食物垃圾體積的20～100倍。將敞口的培養(yǎng)容器放置在有自然光照的地方，對(duì)敞口容器內(nèi)物質(zhì)曝氣，曝氣強(qiáng)度以能擾起固態(tài)食物垃圾中的部分顆粒物為準(zhǔn)，常溫下處理。曝氣至沉底的固態(tài)物質(zhì)的表層顆粒物變得細(xì)膩、水體顏色變成土黃色或暗土黃色，然后停止曝氣，靜置后上覆水的總氮、總磷水平分別達(dá)到15～100、1～20毫克/升，如總氮、總磷水平?jīng)]達(dá)到要求，則繼續(xù)曝氣一段時(shí)間直至達(dá)到要求為止。這在適宜培養(yǎng)的夏秋季里，一般曝氣的總時(shí)長(zhǎng)在1個(gè)月左右。

水體中總氮、總磷水平達(dá)到預(yù)設(shè)要求后，靜置培養(yǎng)7～15天即得高濃度的綠藻門柵藻屬浮游植物，水中葉綠素a含量可達(dá)1 000～3 100微克/升。培養(yǎng)得到的高濃度柵藻溶液中柵藻細(xì)胞密度可達(dá)(1.0～3.2)×109個(gè)/升，即10億～32億個(gè)/升，柵藻細(xì)胞生物量占總生物量比例在90%以上，一般會(huì)含有少量纖維藻、小球藻等其他綠藻。所得柵藻以2～4個(gè)細(xì)胞形成的群體為優(yōu)勢(shì)，并且重復(fù)該過(guò)程，可以實(shí)現(xiàn)柵藻的連續(xù)培養(yǎng)。

二、本方法的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)的利用餐飲垃圾發(fā)酵制造沼氣(主要成分是甲烷)是依靠厭氧發(fā)酵，讓蛋白質(zhì)、碳水化合物、油脂類等基礎(chǔ)物質(zhì)在厭氧、幾乎無(wú)光的條件下由厭氧細(xì)菌發(fā)酵降解。其關(guān)鍵是保證厭氧環(huán)境，且必須控制好餐飲垃圾與水的混合比例，如果水的比例太大，則難以達(dá)到相應(yīng)的低溶氧、高沼氣產(chǎn)量的目的。本方法對(duì)餐飲垃圾與水的混合物進(jìn)行曝氣，有利于將空氣中天然的多種細(xì)菌作為菌種引入系統(tǒng)中，其中部分物質(zhì)在微生物作用下有氧降解；而部分沉底物實(shí)際仍處于低氧或無(wú)氧條件下降解，降解結(jié)果是蛋白質(zhì)、碳水化合物、油脂類等大分子有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，直至水體中產(chǎn)生濃重的臭味，表示已經(jīng)產(chǎn)生了氨氣、硫化氫氣體等無(wú)機(jī)低分子物質(zhì)。本方法所形成的系統(tǒng)中，餐飲垃圾同時(shí)形成了好氧、低氧、厭氧3種不同溶氧條件下的降解，因此產(chǎn)生的降解產(chǎn)物種類豐富，為浮游植物的生長(zhǎng)提供了充足的物質(zhì)基礎(chǔ)。在前期有臭味物質(zhì)產(chǎn)生的過(guò)程主要是微生物對(duì)餐飲垃圾的降解作用，而之后曝氣停止且控制水中總氮、總磷濃度分別為15～100、1～20毫克/升時(shí)，這個(gè)條件已經(jīng)不利于微生物的降解作用(微生物不占優(yōu)勢(shì))，而是浮游植物的生長(zhǎng)為優(yōu)勢(shì)，于是浮游植物會(huì)利用水體豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽大量繁殖起來(lái)，并且優(yōu)勢(shì)浮游植物種類是綠藻門柵藻屬。

本方法簡(jiǎn)單總結(jié)為：餐飲垃圾中的有機(jī)物在多種溶氧條件下降解，形成了適宜綠藻門柵藻屬浮游植物大量生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)鹽條件，于是柵藻自發(fā)地大量生長(zhǎng)，得到高密度、高純度的柵藻。

本方法培養(yǎng)過(guò)程簡(jiǎn)單，原料易得，便于實(shí)施，且原料可連續(xù)多次使用，培養(yǎng)成本低；無(wú)需在實(shí)施過(guò)程中接種柵藻，培養(yǎng)周期短，大大節(jié)約了勞動(dòng)成本；水體中葉綠素a高達(dá)1 000～3 100微克/升，柵藻屬細(xì)胞密度高達(dá)10億～32億個(gè)/升，柵藻細(xì)胞生物量占總生物量比例在90%以上，柵藻屬浮游植物的培養(yǎng)密度和純度都非常高，所得柵藻以2～4個(gè)細(xì)胞形成的群體為優(yōu)勢(shì)，不同于室內(nèi)純培養(yǎng)的單細(xì)胞為優(yōu)勢(shì)的情況?？蔀閿z食綠藻的浮游動(dòng)物或者一些魚(yú)蝦提供高質(zhì)量的食物，也可以用于大水面水質(zhì)調(diào)控；同時(shí)具有環(huán)境保護(hù)、開(kāi)發(fā)新能源等多方面的意義，能實(shí)現(xiàn)餐飲垃圾的資源化利用，為餐飲垃圾的資源化開(kāi)發(fā)提供了好的前景和途徑。