一种小球藻和酵母共培养净化酵母废水的方法技术领域
本发明属于细胞培养技术，涉及微藻和酵母共培养技术，主要涉及一种通过小球
藻和酵母共培养净化酵母废水的方法。
背景技术
酵母废水是在酵母生产过程中产生的一种难处理、色度深的高浓度有机废水，具
有高含量COD、BOD5、总氮、总磷、不可生物降解的有机污染物和高色度等特点。随着生物制
药厂规模扩大，产生的酵母发酵废水量增多，对环境造成了极大污染。研究高效环保的处理
方法对酵母行业的可持续发展至关重要。
小球藻是在城市废水处理中应用广泛的藻种，具有生长速率快、耐受能力强、蛋白
质或油脂含量高等优点，能利用废水中的碳、氮、磷合成自身细胞组分，有效去除废水中氮
磷等营养物质。酵母则能有效去除废水中的有机物质，COD去除率高达68％-86％，且酵母生
长较快，培养周期短。有研究表明，微藻和酵母在同一培养体系中存在互利共生的关系，微
藻生长产生O2可促进酵母生长；酵母可以分泌强大的胞外酶系降解大分子有机无为小分
子，呼吸产生的CO2可为微藻生长所用，从而有效缓解培养过程中pH和溶解氧等变化的影
响。微藻和酵母在酵母废水中共培养可以充分利用两种微生物的优势，收获有价值的生物
质，同时净化废水，变废为宝。
目前，虽然微藻和酵母共培养积累油脂及处理废水方面的研究已受到广泛关注，
但是利用微生物共培养技术规模化处理废水的研究相对较少。例如，公开号为CN102080119
的中国专利申请，公开了利用工业废水为培养基，混合培养酵母和藻类，生产微生物油脂的
方法；苗金鑫等，味精废水中粘红酵母和钝顶螺旋藻混合培养生产油脂(北京化工大学报，
第34卷增刊II，2007年)。不过，上述研究均属于微生物室内共培养，小规模处理废水。
因此，开发一种采用微生物室外共培养规模化处理酵母废水的方法实属必要。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种利用小球藻和酵母室外共培养模
式，大规模处理酵母废水的方法；且该方法相对简单，在室外自然条件下培养，能够有效降
低能耗和生产成本；在利用微生物共培养，提高酵母废水净化效果方面具有重要实用价值。
为解决上述问题，采用的技术方案如下：
一种小球藻和酵母共培养净化废水的方法，包括如下步骤：
1)小球藻和酵母细胞活化培养，得到小球藻种子液I和酵母种子液I；
2)将小球藻种子液I接种于改良基础培养基，酵母种子液I接种于培养基，置于室
外，进行种子液培养，得到小球藻种子液II和酵母种子液II；
3)将小球藻种子液II和酵母种子液II接种于酵母废水中，形成共培养体系，进行
室外共培养。
室外种子液培养，利用自然界的光能，对种子液进行大规模、进一步地活化培养，
能在短时间内获得大量高密度种子液。
小球藻和酵母共培养进行大规模废水处理，需要大量高密度种子液，若不能提供
足够的种子液，接种密度过低，不利于废水净化。本申请发明人发现，直接进行小球藻和酵
母共培养不能获得高密度的种子液，所以一开始没有将小球藻和酵母直接共培养；而将小
球藻和酵母分别用不同的培养基进行活化及种子液培养，可以在短时间内获得大量高密度
种子液。培养种子液I和种子液II实质上是相同的，都是为室外大规模培养提供高密度种子
液。种子液I是在实验室培养，而在实验室很难满足大规模种子液的需求。为了快速扩种，提
供大量稳定高密度种子液，先在实验室活化培养，之后在室外大摇床进行扩大培养。
所述小球藻包括蛋白核小球藻、普通小球藻、椭圆小球藻、原壳小球藻中的一种；
所述酵母包括粘红酵母、斯氏油脂酵母、解脂复膜孢酵母、深红酵母、红法夫酵母、热带假丝
酵母、罗伦隐球酵母、圆红冬孢酵母中的一种。
优选的，小球藻为蛋白核小球藻，酵母为粘红酵母。经筛选配对研究，本申请发明
人发现蛋白核小球藻和粘红酵母共培养处理酵母废水效果最佳。
所述改良基础培养基的配方为NaNO33450-4050mg/L，KH2PO41150-1350mg/L，
MgSO4·7H2O 900-1100mg/L，EDTA 450-650mg/L，H3BO3105-125mg/L，CaCl2·2H2O 101-
121mg/L，FeSO4·7H2O 45-55mg/L，ZnSO4·7H2O 80-96mg/L，MnCl2.4H2O 13-15mg/L，
Na2MoO4·2H2O 11-13mg/L，CuSO4·5H2O14.5-16.5mg/L，Co(NO3)2·6H2O 4.5-5.5mg/L，
C6H12O645-55g/L；所述改良基础培养基的pH6.10±0.2。
优选的，所述改良基础培养基的配方为NaNO33750mg/L，KH2PO41250mg/L，MgSO4·
7H2O 1000mg/L，EDTA 500mg/L，H3BO3114.2mg/L，CaCl2·2H2O 111mg/L，FeSO4·7H2O
49.8mg/L，ZnSO4·7H2O 88.2mg/L，MnCl2·4H2O 14.2mg/L，Na2M0O4·2H2O 11.92mg/L，
CuSO4·5H2O 15.7mg/L，Co(NO3)2·6H2O 4.9mg/L，C6H12O650g/L；所述改良基础培养基的
pH6.10。
改良基础培养基中NaNO3的用量是普通培养基的3倍，同时添加葡萄糖作为碳源。
在葡萄糖浓度为50g/L、硝酸钠浓度为3.75g/L时，异养培养4天，葡萄糖即可全部耗尽，此时
小球藻的生物量浓度达到最高，生物量浓度为21.31g/L，显著高于硝酸钠浓度1.25g/L时所
能达到的最大生物量浓度13.64g/L。可见，使用改良基础培养基能促进小球藻的生长，显著
提高小球藻的生物量浓度，实现快速扩种，为室外废水的规模处理提供稳定的高密度种子
液。
作为一种具体实施方式，步骤2)中酵母种子液I接种于培养基，所述的培养基为YM
培养基、麦芽汁培养基中的一种。
优选的，步骤2)中酵母种子液I接种于培养基，所述的培养基为YM培养基。
所述YM培养基的配方为酪蛋白胨5.0g/L、麦芽浸粉3.0g/L、葡萄糖10.0g/L、酵母
浸粉3.0g/L，所述YM培养基的pH值6.2±0.2(25℃)。酵母在YM培养基中生长较快，可在短时
间内获得高密度种子液，其用量明显少于麦芽汁培养基。考虑到大规模种子液的需求及成
本，YM培养基更适合。
以下为步骤1)的优选方案：
将小球藻接种于改良基础培养基，酵母细胞接种于YM培养基，进行细胞活化培养。
所述细胞活化培养的条件为：培养温度为恒温27-29℃，转速为140-160r/m，光照强度为
3500-4500lux，培养周期为5-7天。
特别优选的，步骤1)中，所述细胞活化培养的条件为：培养温度为恒温28℃，转速
为150r/m，光照强度为4000lux，培养周期为6天。
以下为步骤2)的优选方案：
将小球藻种子液I接种于改良基础培养基，酵母种子液I接种于YM培养基，置于室
外进行种子液培养，得到小球藻种子液II和酵母种子液II；所述种子液培养的条件为：培养
温度为27-29℃，小球藻种子液培养转速为150-210r/m，酵母种子液培养转速为90-150r/m，
光照强度为1500-3400lux，培养周期为6-8天。
特别优选的，步骤2)中，所述种子液培养的条件为培养温度为28℃，小球藻种子液
培养转速为180r/m，酵母种子液培养转速为120r/m，光照强度为1500-3400lux，培养周期为
6-8天。
小球藻种子液培养转速比酵母种子液培养转速高，是因为小球藻在室外摇瓶中密
度较高，如果转速过低，可能会有细胞沉降，不利于其生长；在室外培养酵母，酵母生长较
快，密度高，由于培养基中含有较多蛋白质，酵母生长产生CO2，如果转速过高，摇瓶里会有
大量泡沫产生，不利于酵母的生长，因此转速不宜过高。种子液培养转速可根据实际条件及
细胞生长状况进行调节的。
以下为步骤3)的优选方案：
方案一：
第一阶段：取酵母废水总量的25％-35％(体积)，调节酵母废水的pH值为5.8-6.3，
并向其中接种小球藻种子液II和酵母种子液II，形成共培养体系，培养周期为4-6天；
第二阶段：补加入酵母废水总量的25％-35％(体积)，培养周期为2-4天；
第三阶段：再补加入剩余的酵母废水，培养周期为2-4天。
从第一阶段到第三阶段，培养温度控制在26-35℃；将培养的pH值控制在6.0-7.0；
每天取样测定废水中磷酸盐及总磷含量，当培养体系总磷含量少于40mg/L或磷酸根含量少
于10mg/L时，根据剩余磷酸盐和总磷量，补加20-80mg/L PO43--P的磷酸盐，磷酸盐为磷酸氢
二钾、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠中的至少一种。
磷是小球藻和酵母生长不可或缺的元素，磷缺乏或不足时不利于细胞生长，进而
影响废水净化效果。酵母废水中磷酸盐含量不高，为了保证细胞正常生长，需要补加磷酸
盐。
优选的，所述小球藻种子液II和酵母种子液II接种于酵母废水中的比例为2-8∶1。
特别优选的，所述小球藻种子液II和酵母种子液II接种于酵母废水中的比例为3-
5∶1。
其中，所述小球藻种子液II和酵母种子液II接种于酵母废水中的比例为细胞数比
例。
使用优选的小球藻种子液II和酵母种子液II接种比例，可缓解培养初期pH降低对
小球藻生长的影响；不仅可以获得更多有用的小球藻和酵母，而且可以更好地去除酵母废
水中COD、NH3-N、TN、TP和PO43-等物质。
方案二：
第一阶段：将酵母种子液II接种于酵母废水中，且酵母废水的量为酵母废水总量
的25％-35％(体积)。培养至pH值上升为4.7-5.7，接入小球藻种子液II，形成共培养体系，
培养周期为3-5天；
第二阶段：补加入酵母废水总量的18％-28％(体积)，培养周期为2-3天；
第三阶段：再补加入剩余的酵母废水，培养周期为5-6天。
从第一阶段到第三阶段，培养温度控制在26-35℃；将培养的pH值控制在6.0-7.0；
每天取样测定废水中磷酸盐及总磷含量，当培养体系总磷含量少于20-40mg/L或磷酸根含
量少于10mg/L时，根据剩余磷酸盐和总磷量，补加20-80mg/L PO43--P的磷酸盐，磷酸盐为磷
酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠中的至少一种。
优选的，所述酵母废水为经过砂滤、活性炭过滤、超滤三级预处理过的糖蜜酵母废
水。原酵母废水中有机物含量高、废水色值高；若在原废水中直接培养小球藻，由于透光性
很差、光合效率低，小球藻生长慢、细胞密度低。通过预处理，可以降低酵母废水的有机物浓
度和色度，提高共培养效果，同时提高废水净化能力。预处理过的酵母废水：pH值为3.0-
5.5；酵母废水中COD、NH3-N、TN和TP含量分别为10000-15000、300-1000、450-1800和50-
200mg/L。但是，由于每批次废水浓度可能不同，范围波动可能更大。
步骤3)的优选方案一具有较高的酵母废水的净化效果，酵母废水中COD、NH3-N、
TN、TP、PO43-和BOD5的总去除率可分别高达80.98％、78.54％、83.21％、100％、100％和
87.76％。
步骤3)的优选方案二的步骤更为简单，简化了先调节酵母废水的pH值的步骤；而
采用先接种酵母种子液II，利用酵母的生长降解大分子有机物(尤其是残余蛋白)，只是氨
基氮含量升高，提升了酵母废水的pH值；再接种小球藻。不仅步骤简单，减少成本，更适合工
业化应用，而且也能达到很好的酵母废水的净化效果，酵母废水中COD、NH3-N、TN、TP和PO43-
的总去除率可分别高达81.57％、67.27％、76.94％、100％和100％。另外，步骤3)的优选方
案一、二均采用逐步补加酵母废水的方法。逐步补加酵母废水相当于先利用部分酵母废水
进行小球藻和酵母种子液培养，短时间内获得高密度共培养细胞，且该细胞是经过酵母废
水驯化的细胞，更加适合在酵母废水中生长。这不仅缩短了室外共培养的培养周期，也提高
酵母废水净化效果。另一方面，随着培养时间的延长，酵母废水中小球藻和酵母的细胞数不
断增加，需要更多的氮磷等营养物质，通过逐步补加酵母废水可以为细胞生长提供更充足
的营养物质，也提高了废水处理量。
室外共培养结束后，通过超滤膜组件偶联管道光生物反应器实现小球藻和酵母的
在线浓缩和废水回收。小球藻和酵母浓缩液可以作为种子液继续用于废水处理，也可以进
一步浓缩干燥用于其他用途；废水可经适当处理后排放。
本发明具有如下优点和有益效果：
1、本发明技术方案的步骤简单，采取室内种子液培养及室外自然条件下种子液培
养和共培养，使用少量的原料，利用自然条件下的光能，不仅能够有效降低小球藻和酵母共
培养的能耗和生产成本，而且实现了利用微生物共培养大规模处理酵母废水。
2、与小球藻或酵母单独培养处理酵母废水相比，共培养可以充分利用两种微生物
的互利共生的特点，有效缓解培养过程中可能产生的不利因素，特别是在pH和溶氧调节方
面。小球藻生长产生氧气，过高浓度的溶解氧会给小球藻带来氧损伤；酵母生长产生CO2，同
时会产生有机酸等小分子有机物。共培养中小球藻光合作用释放的氧气可以被酵母细胞利
用，酵母呼吸作用产生的CO2以及生长产生的小分子有机物等可以作为碳源促进小球藻的
生长，因而可以很好的平衡培养过程中溶解氧以及pH变化的影响，能使共培养体系在一定
时间内维持在相对稳定的环境中。
3、小球藻和酵母共培养也显著提高了酵母废水的净化效果，不仅能够在一定程度
上去除酵母废水中的COD、BOD、氮、磷、重金属等污染物，酵母废水中COD、NH3-N、TN、TP、PO43-
和BOD的总去除率可分别高达80.98％、78.54％、83.21％、100％、100％和87.76％；而且可
以节约淡水资源，大大降低生产成本，同时还能收获具有综合利用价值的小球藻和酵母生
物量。可见，本发明是减少环境污染、实现酵母废水资源化利用的有效途径。
附图说明
图1：在酵母废水中接种不同比例时蛋白核小球藻和粘红酵母的生物量干重浓度
变化；
图2：接种不同比例蛋白核小球藻和粘红酵母时酵母废水中pH值变化；
图3(A-E)：蛋白核小球藻种子液和粘红酵母种子液以及酵母废水中蛋白核小球藻
和粘红酵母共培养的显微图片(A：蛋白核小球藻种子液；B：粘红酵母种子液；C、D、E为酵母
废水中蛋白核小球藻和粘红酵母共培养)。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。
本申请发明人在开发一种小球藻和酵母共培养净化酵母废水的方法时，开展了如
下研究工作：
实施例1：考察蛋白核小球藻和粘红酵母的接种比例
实验步骤：
1)将蛋白核小球藻和粘红酵母细胞分别接种于装有改良基础培养基和YM培养基
的250ml三角瓶中，置于恒温摇床中，28℃，150r/m，光强为4000lux，连续培养6天，得到蛋白
核小球藻种子液I和粘红酵母种子液I。
改良基础培养基：NaNO33750mg/L，KH2PO41250mg/L，MgSO4·7H2O 1000mg/L，EDTA
500mg/L，H3BO3114.2mg/L，CaCl2·2H2O 111mg/L，FeSO4·7H2O49.8mg/L，ZnSO4·7H2O
88.2mg/L，MnCl2·4H2O 14.2mg/L，Na2M0O4·2H2O 11.92mg/L，CuSO4·5H2O 15.7mg/L，Co
(NO3)2·6H2O 4.9mg/L，C6H12O650g/L。调pH6.10。
YM培养基：酪蛋白胨5.0g/L、麦芽浸粉3.0g/L、葡萄糖10.0g/L、酵母浸粉3.0g/L，
pH值6.2±0.2(25℃)。
2)酵母原废水pH值为5.21，COD、NH3-N、TN和TP含量分别为11240±40、356.50±
2.83、625±7.07和48.20±0.69mg/L。将酵母废水的pH值调至6.10，再将粘红酵母和蛋白核
小球藻分别按1∶0、0∶1、1∶1、1∶2、1∶3接种到装有酵母废水(pH值为6.10)的250ml三角瓶中，
酵母废水装液量为50ml，置于28℃，150r/m，光强为8000lux左右的恒温摇床中，连续培养6
天。
培养过程中，每天取样，用显微镜观察细胞形态及生长状态；流式细胞仪测定细胞
数；测定生物量干重；测定废水中COD、NH3-N、TN、PO43-、TP等水质指标，用于评估细胞生长状
况及酵母废水净化效果。
实验结果参见图1、图2及表1。
图1是接种不同比例蛋白核小球藻和粘红酵母时酵母废水中生物量干重浓度的变
化。由图1可知，酵母废水中单独培养粘红酵母生长速率明显大于单独培养蛋白核小球藻；
粘红酵母和蛋白核小球藻的接种比例为1∶2和1∶3，培养6天后，生物量干重可分别达到
5.38g/L和5.23g/L，显著高于粘红酵母和蛋白核小球藻单独培养、粘红酵母和蛋白核小球
藻的接种比例为1∶1时培养所得最大生物量干重。
图2是接种不同比例蛋白核小球藻和粘红酵母时酵母废水中pH值的变化。由图2可
知，粘红酵母单独培养、粘红酵母：蛋白核小球藻＝1∶1接种条件下，培养初期，pH有明显下
降，之后逐渐上升；粘红酵母和蛋白核小球藻接种比例为1∶2和1∶3，pH变化与小球藻单独培
养时变化基本一致，说明增加酵母与小球藻的接种比例，进行共培养可以有效缓解培养初
期pH降低可能对小球藻生长的影响。
表1：接种不同比例粘红酵母和蛋白核小球藻共培养下酵母废水净化效果
由表1可以看出，粘红酵母单独培养时，对酵母废水中COD去除率显著高于蛋白核
小球藻单独培养，但对酵母废水TN、TP和NH3-N的去除率远不及蛋白核小球藻单独培养。粘
红酵母和蛋白核小球藻共培养时，酵母废水中NH3-N和TN去除率均明显高于粘红酵母或蛋
白核小球藻单独培养。
实施例2：步骤3)采用优选方案一，蛋白核小球藻和粘红酵母在室外700L管道光生
物反应器中共培养处理酵母废水
实验步骤：
1)将蛋白核小球藻和粘红酵母细胞分别接种于装有改良基础培养基和YM培养基
的250ml三角瓶中，置于恒温摇床中，28℃，150r/m，光强为4000lux，连续培养6天，得到蛋白
核小球藻种子液I和粘红酵母种子液I。
改良基础培养基：NaNO33750mg/L，KH2PO41250mg/L，MgSO4·7H2O 1000mg/L，EDTA
500mg/L，H3BO3114.2mg/L，CaCl2·2H2O 111mg/L，FeSO4·7H2O 49.8mg/L，ZnSO4·7H2O
88.2mg/L，MnCl2·4H2O 14.2mg/L，Na2MoO4·2H2O 11.92mg/L，CuSO4·5H2O 15.7mg/L，Co
(NO3)2·6H2O 4.9mg/L，C6H12O650g/L。调pH6.10。
YM培养基：酪蛋白胨5.0g/L、麦芽浸粉3.0g/L、葡萄糖10.0g/L、酵母浸粉3.0g/L，
pH值6.2±0.2(25℃)。
2)分别将蛋白核小球藻种子液I和粘红酵母种子液I分别接种到装有改良基础培
养基和YM培养基的2L大三角瓶中，置于室外大摇床中，温度控制在28℃左右，光照强度
1500-3400lux，蛋白核小球藻种子液的转速180r/m。粘红酵母种子液的转速120r/m，培养7
天，得到蛋白核小球藻种子液II和粘红酵母种子液II。
3)经过砂滤、活性炭过滤、超滤三级预处理过的糖蜜酵母废水为酵母废水，酵母废
水pH值为5.21，酵母废水中COD、NH3-N、TN、PO43-和TP含量分别为10910±70、307.0±0.5、
490±10、35±0和82.0±0.4mg/L。第一阶段：将酵母废水的pH值调至6.08；在室外700L管道
光生物反应器中，先加入200L酵母废水(pH值为6.08)，将蛋白核小球藻种子液II和粘红酵
母种子液II按照4.6∶1比例接种于酵母废水中，形成共培养体系，培养5天；其中，蛋白核小
球藻和粘红酵母起始细胞密度分别为4.2×106cells/ml和9.0×105cells/ml。第二阶段：加
入200L酵母废水(pH值为6.08)，培养3天。第三阶段：再加入酵母废水(pH值为6.08)，至管道
光生物反应器的容量700L，培养3天。整个培养周期为11天。喷淋系统为整个系统降温，温度
控制在27.1-32.7℃之间；原位补碳-pH反馈控制装置为整个系统调节pH，培养后期pH在
6.0-7.0左右，当pH过高时通过补充CO2进行调节；当共培养体系缺乏磷源时(总磷含量少于
40mg/L或磷酸根含量少于10mg/L)，根据剩余磷酸盐和总磷量，补加20-80mg/L PO43--P的磷
酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠。
培养过程中，每天取样，用显微镜观察细胞形态及生长状态；流式细胞仪测定细胞
数；测定生物量干重；测定废水中COD、BOD、NH3-N、TN、PO43-和TP等水质指标，用于评估细胞
生长状况及酵母废水净化效果。
实验结果参见表2。
表2步骤3)采用优选方案一，蛋白核小球藻和粘红酵母在室外700L管道光生物反
应器中共培养废水净化效果
去除率(％)
COD
NH3-N
TN
BOD
预处理
22.29±0.08
30.66±0.67
21.59±0.40
53.06
第一阶段(200L)
69.84±0.12
58.39±0.48
74.50±0.71
52.17
第二阶段(400L)
48.82±0.08
48.59±0.16
54.01±0.23
-
第三阶段(700L)
22.16±0.41
52.56±0.24
55.34±1.67
-
整个培养过程
75.53±0.09
69.06±0.04
78.58±0.82
73.91
全过程
80.98±0.05
78.54±0.18
83.21±0.56
87.76
由表2可知，原酵母废水通过预处理，在室外700L管道光生物反应器中蛋白核小球
藻和粘红酵母的逐级放大共培养，全过程酵母废水中的COD、NH3-N、TN和BOD5的总去除率可
分别达到80.98％、78.54％、83.21％和87.76％。另外，在培养过程中，共培养体系出现缺
磷，还需补充磷酸盐，因此全过程酵母废水中的TP和PO43-的总去除率均为100％。
实施例3：步骤3)采用优选方案二，蛋白核小球藻和粘红酵母在室外1300L管道光
生物反应器中共培养处理酵母废水
实验步骤：
1)将蛋白核小球藻和粘红酵母细胞分别接种于装有改良基础培养基和YM培养基
的250ml三角瓶中，置于恒温摇床中，28℃，150r/m，光强为4000lux，连续培养6天，得到蛋白
核小球藻种子液I和粘红酵母种子液I。
改良基础培养基：NaNO33750mg/L，KH2PO41250mg/L，MgSO4·7H2O 1000mg/L，EDTA
500mg/L，H3BO3114.2mg/L，CaCl2·2H2O 111mg/L，FeSO4·7H2O 49.8mg/L，ZnSO4·7H2O
88.2mg/L，MnCl2·4H2O 14.2mg/L，Na2MoO4·2H2O 11.92mg/L，CuSO4·5H2O 15.7mg/L，Co
(NO3)2·6H2O 4.9mg/L，C6H12O650g/L。调pH6.10。
YM培养基：酪蛋白胨5.0g/L、麦芽浸粉3.0g/L、葡萄糖10.0g/L、酵母浸粉3.0g/L，
pH值6.2±0.2(25℃)。
2)分别将蛋白核小球藻种子液I和粘红酵母种子液I分别接种到装有改良基础培
养基和YM培养基的2L大三角瓶中，置于室外大摇床中，温度控制在28℃左右，光照强度
1500-3400lux，蛋白核小球藻种子液的转速180r/m。粘红酵母种子液的转速120r/m，培养7
天，得到蛋白核小球藻种子液II和粘红酵母种子液II。
3)经过砂滤、活性炭过滤、超滤三级预处理过的糖蜜酵母废水为酵母废水，酵母废
水pH值为3.64，酵母废水中COD、NH3-N、TN、PO43-和TP含量分别为13460±40、847±13、1480
±20、0和54.6±1.4mg/L。第一阶段：在室外700L管道光生物反应器(有机玻璃管外径5cm)
中，先加入400L酵母废水(pH值为3.64)，将粘红酵种子液II接种于酵母废水中，待pH值上升
至5.2时，接入蛋白核小球藻种子液II，形成共培养体系，培养4天；其中，先接入粘红酵母种
子液，起始细胞密度为1.7×105cells/ml，待pH值上升至5.2时，接入蛋白核小球藻，起始细
胞密度为7.5×105cells/ml。第二阶段：加入300L酵母废水，至管道光生物反应器的容量
700L，培养2天。第三阶段：将所有培养物从700L管道光生物反应器转移至1300L管道光生物
反应器中(有机玻璃管外径10cm)，再加入600L酵母废水，至管道光生物反应器的容量
1300L，进行室外共培养，培养6天。整个培养周期共为12天。喷淋系统为整个系统降温，温度
控制在29.0-33.6℃之间；原位补碳-pH反馈控制装置为整个系统调节pH，培养后期pH在
6.0-7.0左右，当pH过高时通过补充CO2进行调节；当共培养体系缺乏磷源时(总磷含量少于
40mg/L或磷酸根含量少于10mg/L)，根据剩余磷酸盐和总磷量，补加20-80mg/L PO43--p的磷
酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠。
培养过程中，每天取样，用显微镜观察细胞形态及生长状态；流式细胞仪测定细胞
数；测定生物量干重；测定废水中COD、NH3-N、TN、PO43-、TP等水质指标，用于评估细胞生长状
况及酵母废水净化效果。
实验结果参见表3。
表3步骤3)采用优选方案二，蛋白核小球藻和粘红酵母在室外1300L管道光生物反
应器中共培养废水净化效果
去除率(％)
COD
NH3-N
TN
预处理
24.13±0.04
19.87±1.42
17.78±0.28
第一阶段(400L)
47.55±0.01
18.70±1.35
42.57±0.14
第二阶段(扩大300L)
25.58±0.09
16.56±3.43
25.00±2.72
第三阶段(扩大到1300L)
52.26±0.50
34.53±0.46
51.73±0.77
整个培养过程
75.71±0.01
59.15±0.14
71.96±0.06
全过程
81.57±0.01
67.27±0.47
76.94±0.03
由表3可知，原酵母废水通过预处理，在室外1300L管道光生物反应器中进行蛋白
核小球藻和粘红酵母的逐级放大共培养，全过程酵母废水中COD、NH3-N和TN的总去除率可
分别达到81.57％、67.27％和76.94％。另外，在培养过程中，共培养体系出现缺磷，还需补
充磷酸盐，因此全过程酵母废水中的TP和PO43-的总去除率均为100％。
本发明实施例中采用的检测方法可参照如下说明进行：
(一)微生物生物量干重浓度的测定如下方法：
吸取适量微生物培养液，8000r/m离心10分钟，用无菌水反复洗涤3次，60℃烘干至
恒重后，用电子天平称量并计算差值，每个样品3个平行样，以平均值±标准差表示。
(二)酵母废水BOD5、COD、总氮、总磷浓度的测定采用如下方法：
(1)酵母废水BOD5的测定：
根据水样中有机物含量的多少和废水来源，选择适宜的稀释倍数。测定在20±1℃
温度下培养5天前后溶液中的溶解氧的差值。以BOD5形式表示。
(2)酵母废水COD、总氮、总磷浓度的测定：
使用HACH公司的专用试剂盒，按照试剂盒操作步骤，样品稀释到测量范围，加入试
剂后在不同温度下于消解器DRB200上进行消解，消解完全并冷却后，在DR2700分光光度计
中读数。
(三)酵母废水NH3-N、PO43-浓度的测定采用如下方法：
使用意大利哈纳公司的多参数水质分析仪进行测定。按照仪器操作说明，样品稀
释到测定范围，加样品和相应试剂于比色皿中，置于仪器中进行测定并读数。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故
凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修
改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。