專利名稱：含CO₂廢氣在微藻養(yǎng)殖中的應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域、微藻養(yǎng)殖領(lǐng)域，尤其涉及一種含(X)2廢氣在微藻養(yǎng)殖中的應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
微藻養(yǎng)殖需要大量的碳源和氮源。如螺旋藻生長(zhǎng)需要量最大是碳源一碳酸氫鈉小蘇打，生產(chǎn)每噸干藻粉大約需要7 8噸小蘇打，按現(xiàn)價(jià)僅此一項(xiàng)成本就高達(dá)9800 11200元，占藻粉總生產(chǎn)成本的40 50%。螺旋藻養(yǎng)殖傳統(tǒng)的方法是跑道式養(yǎng)殖，藻池的攪拌器使藻液強(qiáng)迫流動(dòng)。加入的大量的二氧化碳碳源發(fā)生了逸散，混合效率極低，再則每個(gè)養(yǎng)殖大棚都鋪設(shè)管道大大地增加了生產(chǎn)成本，造成了資源大量浪費(fèi)，因此，該方法現(xiàn)在也未得到推廣。小蘇打廠每年要排放大量的尾氣，不僅浪費(fèi)了資源而且污染了環(huán)境。其所排放的尾氣中含有12 15%的二氧化碳。這樣的尾氣是從車間碳化塔里排出的，塔內(nèi)固體就是小蘇打，其為食品級(jí)，該塔也不是密閉的，其它氣體組份與空氣相近，即氮?dú)?、氧氣、二氧化碳等，所以也符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。目前還沒有人將小蘇打廠尾氣和微藻養(yǎng)殖相結(jié)合，既解決微藻養(yǎng)殖碳源問題，又解決小蘇打廠尾氣排放的能源環(huán)保問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種含CO2廢氣在微藻養(yǎng)殖中的應(yīng)用方法。微藻生長(zhǎng)一般碳源為碳酸氫鈉或二氧化碳，在其生長(zhǎng)過程中碳源逐漸被消耗，培養(yǎng)液PH值就會(huì)隨著升高，這樣不僅會(huì)造出碳源缺乏，而且培養(yǎng)液的pH值往往會(huì)超過微藻生長(zhǎng)最適范圍，因此，該問題是微藻在養(yǎng)殖過程中出現(xiàn)的共同問題。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種含(X)2廢氣在微藻養(yǎng)殖中的應(yīng)用。所述含(X)2廢氣優(yōu)選小蘇打廠排出的廢氣。所述小蘇打廠的碳化塔排出的尾氣CO2含量一般為12 15%，小蘇打廠生產(chǎn)小蘇打的工藝為天然堿或鹵水生產(chǎn)小蘇打。目前小蘇打廠一般都是利用天然堿或鹵水生產(chǎn)小蘇打，碳化塔排出的廢氣(X)2含量一般都是12 15%，再說其含量的高低不會(huì)影響通氣效果， 如果濃度高可混入空氣予以降低，濃度低可延長(zhǎng)通氣時(shí)間也能達(dá)到效果。關(guān)鍵是氣液混合反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)。所述微藻優(yōu)選為螺旋藻。所述微藻養(yǎng)殖為傳統(tǒng)養(yǎng)殖方法。微藻藻種可購于中國(guó)普通微生物菌種保藏管理中心或微藻養(yǎng)殖生產(chǎn)企業(yè)。進(jìn)一步地，本發(fā)明提供了一種微藻養(yǎng)殖方法，其在微藻養(yǎng)殖過程中使用含CO2廢氣來調(diào)節(jié)微藻培養(yǎng)液的PH值。所述pH值范圍優(yōu)選為7 11，更優(yōu)選為8. 5 9. 5。
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更進(jìn)一步地，該方法包括如下步驟(1)微藻養(yǎng)殖池中養(yǎng)殖微藻；(2)當(dāng)微藻養(yǎng)殖池中的培養(yǎng)液PH值達(dá)到10以上時(shí)，將小蘇打廠的碳化塔排出的尾氣，接入到養(yǎng)殖池中；當(dāng)PH值降低到9. 5以下時(shí)，停止供氣；循環(huán)進(jìn)行步驟(2)。步驟( 所述小蘇打廠碳化塔排出的尾氣是通過氣液混合器或射流器接入到養(yǎng)殖池中，所述氣液混合器或射流器中所用液體為微藻采收液。小蘇打廠排出的尾氣通入微藻培養(yǎng)液，可以使其pH值最低降到7. 5以下，每次降的幅度越大，所形成的碳酸氫鈉量就越多，即培養(yǎng)液PH值越高通入該尾氣的反應(yīng)效率越高，所以通過該方法維持微藻生長(zhǎng)最適的PH值范圍，同時(shí)提供生長(zhǎng)需要的碳源。所述氣液混合器或射流器為常規(guī)型號(hào)的氣液混合器或射流器，生產(chǎn)廠家如海泰美信工業(yè)(北京)有限公司和河北棗強(qiáng)射流真空設(shè)備總廠。氣液混合器或射流器中所用液體優(yōu)選為微藻采收液。目的是在輸送的過程中就使氣液充分混合反應(yīng)生成碳酸氫鈉，提高了混合反應(yīng)的效率和節(jié)省了處理時(shí)間。當(dāng)然也可以將該采收液收集到集中池，液體厚度 0. 5 細(xì)用氣升式進(jìn)行氣液混合。本發(fā)明的效果本發(fā)明是將含有二氧化碳的尾氣通入微藻采收后的過濾液使其反應(yīng)生成碳酸氫鈉，既增加了碳源，又調(diào)整了培養(yǎng)液的PH值，促進(jìn)了微藻迅速生長(zhǎng)，省去添加小蘇打的費(fèi)用的目的。顯著降低了微藻的生產(chǎn)成本，減少了小蘇打廠的碳排放，為節(jié)能減排、應(yīng)對(duì)氣候變化做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。在不背離本發(fā)明精神和實(shí)質(zhì)的情況下，對(duì)本發(fā)明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。實(shí)施例1(1)以螺旋藻養(yǎng)殖為例，首先配制Z-氏培養(yǎng)液碳酸氫鈉16. 8g/L，磷酸氫二鉀 0. 5g/L，硝酸鈉2. 4g/L，硫酸鉀1. Og/L,氯化鈉1. Og/L,七水合硫酸鎂0. 2g/L，二水合氯化鈣0. 04g/L,七水合硫酸亞鐵0. 2g/L，EDTA 二鈉0. 08g/L,混合均勻。起始pH值為8. 25，培養(yǎng)溫度25 37°C，自然光照。(2)螺旋藻養(yǎng)殖場(chǎng)一般養(yǎng)殖池離采收車間和廠房有一段距離，養(yǎng)殖池中藻液用污水泵輸送到采收車間過濾進(jìn)行螺旋藻采收，采收完濾液再從采收車間泵回養(yǎng)殖池，在濾液泵回養(yǎng)殖池的過程中，利用氣液混合器(海泰美信工業(yè)(北京)有限公司生產(chǎn))將濾液與小蘇打廠排出的廢氣混合，達(dá)到氣液混合反應(yīng)的目的。(3)在螺旋藻培養(yǎng)液pH值為9. 94，通過氣液混合器將小蘇打廠的排出的尾氣與該培養(yǎng)液混合，輸送到養(yǎng)殖池培養(yǎng)液PH值降至為8. 05，應(yīng)用化學(xué)滴定法測(cè)定氣液混合前后培養(yǎng)液的碳酸氫鈉含量分別為4. 07g/L和19. 25g/L，結(jié)果表明通過該種方法氣液混合，培養(yǎng)液接近下降2個(gè)pH值，其碳酸氫鈉卻增加了 4. 73倍。(4)上述操作步驟在內(nèi)蒙古螺旋藻基地利用塑料大棚內(nèi)(660m2)跑道式養(yǎng)殖，晴天條件下，每天凈生長(zhǎng)量達(dá)到OD值0. 7 1. 1之間，年產(chǎn)量達(dá)到780kg/棚。這比當(dāng)?shù)仄髽I(yè)單位產(chǎn)量平均提高了 14. 7%，這表明該方法具有重要的實(shí)用價(jià)值。實(shí)施例2(1)以螺旋藻養(yǎng)殖為例，首先配制實(shí)施例1的Z-氏培養(yǎng)液起始pH值為8. 25，培養(yǎng)溫度25 37°C，自然光照。(2)螺旋藻養(yǎng)殖場(chǎng)一般養(yǎng)殖池離采收車間和廠房有一段距離，養(yǎng)殖池中藻液用污水泵輸送到采收車間過濾進(jìn)行螺旋藻采收，采收完濾液再從采收車間泵回養(yǎng)殖池，在濾液泵回養(yǎng)殖池的過程中，利用氣液混合器(海泰美信工業(yè)(北京)有限公司生產(chǎn))將濾液與小蘇打廠排出的廢氣混合，達(dá)到氣液混合反應(yīng)的目的。(3)在螺旋藻培養(yǎng)液pH值為9. 66，通過氣液混合器將小蘇打廠的排出的尾氣與該培養(yǎng)液混合，輸送到養(yǎng)殖池培養(yǎng)液PH值降至為8. 57，應(yīng)用化學(xué)滴定法測(cè)定氣液混合前后培養(yǎng)液的碳酸氫鈉含量分別為6. 37g/L和16. 42g/L，結(jié)果表明通過該種方法氣液混合，培養(yǎng)液接近下降1個(gè)PH值，其碳酸氫鈉卻增加了 2. 58倍。(4)上述操作步驟在內(nèi)蒙古螺旋藻基地利用塑料大棚內(nèi)(660m2)跑道式養(yǎng)殖，晴天條件下，每天凈生長(zhǎng)量達(dá)到OD值0. 7 1. 1之間，年產(chǎn)量達(dá)到800kg/棚。這比當(dāng)?shù)仄髽I(yè)單位產(chǎn)量平均提高了 17.6%，這表明該方法具有重要的實(shí)用價(jià)值。實(shí)施例3(1)以螺旋藻養(yǎng)殖為例，首先配制實(shí)施例1的Z-氏培養(yǎng)液，起始pH值為8. 25，培養(yǎng)溫度25 37°C，自然光照。(2)螺旋藻養(yǎng)殖場(chǎng)一般養(yǎng)殖池離采收車間和廠房有一段距離，養(yǎng)殖池中藻液用污水泵輸送到采收車間過濾進(jìn)行螺旋藻采收，采收完濾液再從采收車間泵回養(yǎng)殖池，在濾液泵回養(yǎng)殖池的過程中，利用氣液混合器(海泰美信工業(yè)(北京)有限公司生產(chǎn))將濾液與小蘇打廠排出的廢氣混合，達(dá)到氣液混合反應(yīng)的目的。(3)在螺旋藻培養(yǎng)液pH值為9. 5，通過氣液混合器將小蘇打廠的排出的尾氣與該培養(yǎng)液混合，輸送到養(yǎng)殖池培養(yǎng)液PH值降至為8. 5，應(yīng)用化學(xué)滴定法測(cè)定氣液混合前后培養(yǎng)液的碳酸氫鈉含量分別為6. 23g/L和16. 35g/L，結(jié)果表明通過該種方法氣液混合，培養(yǎng)液下降1個(gè)PH值，其碳酸氫鈉卻增加了 2. 62倍。(4)上述操作步驟在內(nèi)蒙古螺旋藻基地利用塑料大棚內(nèi)(660m2)跑道式養(yǎng)殖，晴天條件下，每天凈生長(zhǎng)量達(dá)到OD值0. 7 1. 1之間，年產(chǎn)量達(dá)到850kg。這比當(dāng)?shù)仄髽I(yè)單位產(chǎn)量平均提高了 25. 1%，這表明該方法具有重要的實(shí)用價(jià)值。實(shí)施例4(1)以螺旋藻養(yǎng)殖為例，首先配制實(shí)施例1的Z-氏培養(yǎng)液，起始pH值為9，培養(yǎng)溫度25 37°C，自然光照。(2)螺旋藻養(yǎng)殖場(chǎng)一般養(yǎng)殖池離采收車間和廠房有一段距離，養(yǎng)殖池中藻液用污水泵輸送到采收車間過濾進(jìn)行螺旋藻采收，采收完濾液再從采收車間泵回養(yǎng)殖池，在濾液泵回養(yǎng)殖池的過程中，利用射流器(河北棗強(qiáng)射流真空設(shè)備總廠生產(chǎn))將濾液與小蘇打廠排出的廢氣混合，達(dá)到氣液混合反應(yīng)的目的。(3)在螺旋藻培養(yǎng)液pH值為11，通過氣液混合器將小蘇打廠的排出的尾氣與該培養(yǎng)液混合，輸送到養(yǎng)殖池培養(yǎng)液PH值降至為10. 5，應(yīng)用化學(xué)滴定法測(cè)定氣液混合前后培養(yǎng)液的碳酸氫鈉含量分別為2. 16g/L和5. 34g/L，結(jié)果表明通過該種方法氣液混合，培養(yǎng)液接近下降0. 5個(gè)pH值，其碳酸氫鈉卻增加了 2. 47倍。(4)上述操作步驟在內(nèi)蒙古螺旋藻基地利用塑料大棚內(nèi)(660m2)跑道式養(yǎng)殖，晴天條件下，每天凈生長(zhǎng)量達(dá)到OD值0. 7 1. 1之間，年產(chǎn)量達(dá)到760kg。這比當(dāng)?shù)仄髽I(yè)單位產(chǎn)量平均提高了 11.8%，這表明該方法具有重要的實(shí)用價(jià)值。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.含CO2廢氣在微藻養(yǎng)殖中的應(yīng)用。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述含(X)2廢氣是小蘇打廠排出的廢氣。
3.如權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于，所述小蘇打廠排出的廢氣中(X)2含量為12 15%。
4.如權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于，所述小蘇打廠生產(chǎn)小蘇打的工藝為天然堿或鹵水生產(chǎn)小蘇打。
5.如權(quán)利要求1 4任意一項(xiàng)所述的應(yīng)用，其特征在于，所述微藻為螺旋藻。
6.一種微藻養(yǎng)殖方法，其特征在于，在微藻養(yǎng)殖過程中使用含CO2廢氣來調(diào)節(jié)微藻培養(yǎng)液的PH值。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述pH值范圍為7 11。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述pH值范圍為8.5 9. 5。
9.如權(quán)利要求4 8任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其包括如下步驟(1)微藻養(yǎng)殖池中養(yǎng)殖微藻；(2)當(dāng)微藻養(yǎng)殖池中的培養(yǎng)液pH值達(dá)到10以上時(shí)，將小蘇打廠的碳化塔排出的尾氣， 接入到養(yǎng)殖池中；當(dāng)PH值降低到9. 5以下時(shí)，停止供氣；循環(huán)進(jìn)行步驟(2)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述小蘇打廠碳化塔排出的尾氣是通過氣液混合器或射流器接入到養(yǎng)殖池中，所述氣液混合器或射流器中所用液體為微藻采收液。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種含CO2廢氣在微藻養(yǎng)殖中的應(yīng)用方法。本發(fā)明是將含有二氧化碳的尾氣通入微藻采收后的過濾液，CO2與碳酸鈉和水生成碳酸氫鈉，能夠調(diào)控培養(yǎng)液的pH值范圍和碳源供給水平，促進(jìn)微藻迅速生長(zhǎng)，省去添加小蘇打的費(fèi)用的目的。顯著降低了微藻的生產(chǎn)成本，減少了小蘇打廠的碳排放，為節(jié)能減排、應(yīng)對(duì)氣候變化做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
文檔編號(hào)C12N1/12GK102533560SQ20121001153
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者李博生 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)