專利名稱：海水體系鈍頂螺旋藻生物礦化固定二氧化碳裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境工程環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種在海水體系中應(yīng)用鈍頂螺旋藻碳酸鹽生物礦化固定二氧化碳的裝置及方法。
背景技術(shù)：
二氧化碳的急劇增加造成與加速了全球溫室效應(yīng)的進(jìn)程，而二氧化碳主要來(lái)自石油、煤炭等化石燃料的燃燒，如鋼鐵廠的排放的氣體，石油化工企業(yè)和汽車排放的尾氣等。面對(duì)日益增多的二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳的捕集與固定方法的探索與創(chuàng)新受到全球普遍關(guān)注，并期望能實(shí)現(xiàn)其有效應(yīng)用。目前出現(xiàn)的減少CO2的方法有:分離回收技術(shù)，如吸附法、膜分離法；資源化利用技術(shù)，如合成尿素、碳酸氫銨；捕集與封存技術(shù)，如碳捕集、碳運(yùn)輸及碳封存技術(shù)等。然而實(shí)際有效采用的方法主要是壓力封存二氧化碳技術(shù)，該方法可以快速的在高壓環(huán)境中將二氧化碳變成固體，然后直接輸送到海洋底部等那些具有高壓環(huán)境中將這些溫室氣體保存起來(lái)。然而壓力封存技術(shù)存在成本過(guò)高，所需要的人力和物力特別巨大，壓力封存技術(shù)具有不穩(wěn)定性質(zhì)，如果壓力減少，這些固態(tài)二氧化碳又會(huì)重新釋放出來(lái)。基于此，人們正在探索與發(fā)明更為有效、綠色環(huán)保與低成本的二氧化碳吸收、固定與轉(zhuǎn)化技術(shù)，其中微生物生長(zhǎng)固定CO2因綠色環(huán)保、低成本 、溫和操作等優(yōu)點(diǎn)受到普遍關(guān)注，已成為目前世界環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種在模擬海水體系中利用鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌碳酸鹽生物礦化固定二氧化碳的方法及裝置，該方法通過(guò)在模擬典型海水成分的溶液里對(duì)鈍頂螺旋藻的進(jìn)行適應(yīng)性擴(kuò)大培養(yǎng)，在5級(jí)裝有模擬海水成分溶液的生物礦化反應(yīng)器中加入培養(yǎng)好的適宜性鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌，然后分別通入高濃度的二氧化碳，調(diào)節(jié)反應(yīng)器中螺旋藻生物生長(zhǎng)與溶液里碳酸鹽含量變化，促進(jìn)鈍頂螺旋藻的生長(zhǎng)、延長(zhǎng)其生命周期并增加其生物量，通過(guò)鈍頂螺旋藻生物生長(zhǎng)過(guò)程固定二氧化碳，同時(shí)促進(jìn)模擬海水體系中碳酸鹽類物質(zhì)的生物礦化與沉淀的形成，實(shí)現(xiàn)二氧化碳的生物礦化固定與溶液體系鹽分的脫除。本發(fā)明的技術(shù)方案是:海水體系鈍頂螺旋藻生物礦化固定二氧化碳裝置，該裝置由二氧化碳鋼瓶、第一氣體流量計(jì)、空氣壓縮機(jī)、第一緩沖罐、第二緩沖罐、氣體取樣口、第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器、第五反應(yīng)器、光照培養(yǎng)箱、干燥管、第二氣體流量計(jì)和氣相色譜儀組成；
其中，所述二氧化碳鋼瓶通過(guò)第一氣體流量計(jì)所述第一緩沖罐連接，所述空氣壓縮機(jī)與所述第一緩沖罐連接，所述第一緩沖罐與一端所述第二緩沖罐連接，所述第二緩沖罐的另一端通過(guò)管路與設(shè)置在所述光照培養(yǎng)箱中所述第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器和第五反應(yīng)器的底端并聯(lián)，所述干燥管的一端通過(guò)管路與所述第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器和第五反應(yīng)器的頂端并聯(lián)，所述干燥管的另一端通過(guò)所述第二氣體流量計(jì)與所述氣相色譜儀連接。本發(fā)明還提供上述裝置的固定二氧化碳的方法，具體包括以下步驟:
步驟1.培養(yǎng)菌液:取滅菌后的模擬海水培養(yǎng)基IOOmL置于250mL容量瓶中，接種鈍頂螺旋藻原液10mL，放入光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，光照強(qiáng)度為30001UX，溫度35°C，光暗比12:12，培養(yǎng)5天后去少量接種，然后繼續(xù)在相同的條件下培養(yǎng)，即第二次擴(kuò)大培養(yǎng)。此溶液作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)接種液待用；取第二代擴(kuò)大培養(yǎng)的溶液10 ml接種到5L裝有模擬海水培養(yǎng)液的錐形瓶中，按照上面的方法對(duì)鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌進(jìn)行三代接種擴(kuò)大光照培養(yǎng)，當(dāng)菌液生物量達(dá)到0D560nm為0.6以上時(shí)，備用；其中，所述模擬海水溶液成分金屬陽(yáng)離子為Na+，K+，Ca2+，Mg2+，陰離子主要為 CF, S042—，Br、HCO3' C032-；
步驟2:將上述步驟得到的菌液與模擬海水的溶液為原料，按照體積比1:10的比例混合后分別接入設(shè)置在光照培養(yǎng)箱中的第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器和第五反應(yīng)器，調(diào)節(jié)反應(yīng)器中pH在7.0 11，調(diào)節(jié)光照培養(yǎng)箱的溫度為35°C，光照強(qiáng)度為300(T40001UX，光暗比12-14:12，所述第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器和第五反應(yīng)器中的鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌生長(zhǎng)率在24.3%以上，生物量產(chǎn)量在2.91g/L以上后，啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)，以速率為10(T400 mL/min分別向第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器和第五反應(yīng)器中通入二氧化碳濃度為3-12%的氣體，氣體流經(jīng)第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器和第五反應(yīng)器后，排出的氣體中二氧化碳濃度降為0.03%,達(dá)到大氣水平，出水溶液中Ca2+、Mg2離子濃度均在0.025mol/L以下，出水pH為7.0 ;其中:所述第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器中模擬海水的Ca2+濃度0.1 0.4 mol/L, Mg2+ 0.1
0.4mol/L，第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器和第五反應(yīng)器中模擬海水的Ca2+、Mg2離子濃度為0.06 0.02mol/L。`本發(fā)明的有益效果是:發(fā)明提供了一種相對(duì)比較穩(wěn)定，成本較低的通過(guò)生物礦化形成碳酸鹽的形式而固定二氧化碳的新方法。作為固定二氧化碳的生物源，選取的鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌是一種常見(jiàn)的自然界微生物；設(shè)計(jì)了一種生物礦化二氧化碳反應(yīng)器裝置與技術(shù)路線，該過(guò)程生物培養(yǎng)與二氧化碳生物礦化固定的反應(yīng)條件溫和，二氧化碳固定及溶液中鹽類物質(zhì)的生物礦化通過(guò)生物體內(nèi)與生物表面發(fā)生的光合作用與化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合完成，固定效率受生物量與生物活性及反應(yīng)器環(huán)境的調(diào)節(jié)控制，二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)樯锾假|(zhì)及通過(guò)無(wú)機(jī)鹽離子參與的生物礦化過(guò)程生成永久性碳酸鹽類礦物質(zhì)而固定與保存。


圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。序號(hào)代表二氧化碳?xì)怏w的走向，其中5個(gè)反應(yīng)器(即7-11)是并聯(lián)在二氧化碳?xì)怏w走向上。圖2為培育所用的鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌的顯微照片(放大1000倍)示意圖。圖3為二氧化碳生物固定與礦化后鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌的顯微照片(1000倍)示意圖。圖4為形成碳酸鹽的元素含量的XRD分析曲線示意圖，圖5為形成碳酸鹽的元素含量的XRD分析曲線示意圖。圖中:
1.二氧化碳鋼瓶、2.第一氣體流量計(jì)、3.空氣壓縮機(jī)、4.第一緩沖罐、5.第一緩沖罐、
6.氣體取樣口、7.第一反應(yīng)器、8第一反應(yīng)器、9.第一反應(yīng)器、10.第一反應(yīng)器、11.第一反應(yīng)器、12.光照培養(yǎng)箱、13、干燥管、14第二氣體流量計(jì)、15.氣相色譜儀。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，為本發(fā)明擬海水體系鈍頂螺旋藻碳酸鹽生物礦化固定二氧化碳的裝置，該裝置由二氧化碳鋼瓶、第一氣體流量計(jì)、空氣壓縮機(jī)、第一緩沖罐、第一緩沖罐、氣體取樣口、第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器、第五反應(yīng)器、光照培養(yǎng)箱、干燥管、第二氣體流量計(jì)和氣相色譜儀組成；
其中，所述二氧化碳鋼瓶通過(guò)第一氣體流量計(jì)所述第一緩沖罐連接，所述空氣壓縮機(jī)與所述第一緩沖罐連接，所述第一緩沖罐與一端所述第二緩沖罐連接，所述第二緩沖罐的另一端通過(guò)管路與設(shè)置在所述光照培養(yǎng)箱中所述第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器和第五反應(yīng)器的底端依次并聯(lián)，所述干燥管的一端通過(guò)管路與所述第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器和第五反應(yīng)器的頂端并聯(lián)，所述干燥管的另一端通過(guò)所述第二氣體流量計(jì)與所述氣相色譜儀連接。

實(shí)施案例1:
(O取滅菌后的模擬海水培養(yǎng)基IOOmL置于250mL容量瓶中，接種鈍頂螺旋藻原液10mL，放入光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，光照強(qiáng)度為30001ux，溫度35°C，光暗比12:12，培養(yǎng)5天后去少量接種，然后繼續(xù)在相同的條件下培養(yǎng)，即第二次擴(kuò)大培養(yǎng)。此溶液作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)接種液待用；取第二代擴(kuò)大培養(yǎng)的溶液10 ml接種到5L裝有模擬海水培養(yǎng)液的錐形瓶中，按照上面的方法對(duì)鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌進(jìn)行三代接種擴(kuò)大光照培養(yǎng)，當(dāng)菌液生物量達(dá)到0D560nm為0.6以上時(shí)，將菌液接入5級(jí)并聯(lián)連續(xù)反應(yīng)器中，以鈍頂螺旋藻菌液與調(diào)節(jié)海水成分的溶液為原料，模擬海水溶液成分金屬陽(yáng)離子為Na+，K+，Ca2+，Mg2+，陰離子為Cl_，S042_，Br_，HCO3'CO32'(2)控制反應(yīng)器溫度為35°C，光照強(qiáng)度為30001ux，光暗比12:12，待5個(gè)反應(yīng)器中鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌生長(zhǎng)率在24.3%以上，生物量產(chǎn)量在2.91g/L以上，通過(guò)設(shè)計(jì)裝置的空氣混合和緩沖罐，通入濃度12%的二氧化碳?xì)怏w,通入氣體速率在100 mL/min,調(diào)節(jié)前兩個(gè)反應(yīng)器模擬海水Ca2+濃度0.2 mo I/L7Mg2+ 0.4mol/L，后三個(gè)反應(yīng)器中Ca2+、Mg2離子濃度均在0.02mol/L以下，各反應(yīng)器中pH為9.5，檢測(cè)溶液里菌體生物量與生物礦化生成的碳酸鹽的量，通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)器中螺旋藻生物生長(zhǎng)與溶液里碳酸鹽含量變化。固定后氣體二氧化碳濃度在0.03%,達(dá)到大氣水平，出水溶液中Ca2+、Mg2離子濃度均在0.02mol/L以下，出水pH為
7.0，起到了良好的二氧化碳固定與鹽類物質(zhì)生物礦化的效果。如圖2所示為培育所用的鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌的顯微照片(放大1000倍)是示意圖。顯微鏡觀察結(jié)果，鈍頂螺旋藻藻體亮綠色，藻絲藍(lán)綠色，細(xì)胞橫壁處略縮縊，規(guī)則的螺旋卷曲，螺旋寬26 36 μ m,螺距43飛3 μ m,藻絲末端沒(méi)有或有非常不明顯的的漸窄，末端細(xì)胞寬圓，藻絲細(xì)胞寬61 μ m，長(zhǎng)2飛μ m。螺旋藻長(zhǎng)時(shí)間靜置培養(yǎng)時(shí)更容易發(fā)生形態(tài)變異，變成直線形；而在培養(yǎng)溫度和光照增強(qiáng)時(shí)，藻絲體螺旋度增加，形成緊密螺旋，光強(qiáng)度較低時(shí)，螺距變長(zhǎng)。圖3 5分別為通入二氧化碳生物固定與礦化后鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌的顯微照片(1000倍)、螺旋藻生長(zhǎng)良好，圍繞螺旋藻藻壁周圍有生物礦化晶體存在，研究確定該晶體是方解石、白云石類碳酸鹽礦物晶體。生物礦化后形成的碳酸鹽的SEM顯微照片、及生物礦化生成碳酸鹽的元素含量的XRD圖。很好說(shuō)明了裝置中二氧化碳生物固定過(guò)程中鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌生長(zhǎng)良好，與鈣鎂鹽類物質(zhì)礦化結(jié)晶充分。圖中出現(xiàn)了碳、鈣、鎂的峰值，峰值均相對(duì)較高，晶體是碳酸鈣化合物，亦說(shuō)明藍(lán)細(xì)菌對(duì)二氧化碳進(jìn)行了有效的固定，鈣鎂鹽類物質(zhì)有效礦化沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}類礦物。實(shí)施案例2:
(O取滅菌后的模擬海水培養(yǎng)基IOOmL置于250mL容量瓶中，接種鈍頂螺旋藻原液10mL，放入光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，光照強(qiáng)度為30001ux，溫度35°C，光暗比12:12，培養(yǎng)5天后去少量接種，然后繼續(xù)在相同的條件下培養(yǎng)，即第二次擴(kuò)大培養(yǎng)。此溶液作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)接種液待用；取第二代擴(kuò)大培養(yǎng)的溶液10 ml接種到5L裝有模擬海水培養(yǎng)液的錐形瓶中，按照上面的方法對(duì)鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌進(jìn)行三代接種擴(kuò)大光照培養(yǎng)，當(dāng)菌液生物量達(dá)到0D560nm為0.6以上時(shí)，將菌液接入5級(jí)并聯(lián)連續(xù)反應(yīng)器中，模擬海水溶液成分金屬陽(yáng)離子需主要為Na+，K+，Ca2+，Mg2+，陰離子主要為 CF, SO42' Br、HCO3' CO32'(2)控制反應(yīng)器溫度為35°C，光照強(qiáng)度為30001UX，光暗比12:12，待5個(gè)反應(yīng)器中鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌生長(zhǎng)率在24.3%以上，生物量產(chǎn)量在2.91g/L以上，通過(guò)設(shè)計(jì)裝置的空氣混合和緩沖罐，通入濃度10%的二氧化碳?xì)怏w，通入氣體速率在250 mL/min，調(diào)節(jié)前兩個(gè)反應(yīng)器模擬海水Ca2+濃 度0.2 mol/L,Mg2+ 0.2mol/L，后三個(gè)反應(yīng)器中Ca2+、Mg2離子濃度均在
0.02mol/L以下，各反應(yīng)器中pH為8.5，檢測(cè)溶液里菌體生物量與生物礦化生成的碳酸鹽的量，通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)器中螺旋藻生物生長(zhǎng)與溶液里碳酸鹽含量變化。固定后氣體二氧化碳濃度在0.03%,達(dá)到大氣水平，出水溶液中Ca2+、Mg2離子濃度均在0.025mol/L以下，出水pH為
7.0，起到了良好的二氧化碳固定與鹽類物質(zhì)生物礦化的效果。實(shí)施案例3:
(O取滅菌后的模擬海水培養(yǎng)基IOOmL置于250mL容量瓶中，接種鈍頂螺旋藻原液10mL，放入光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，光照強(qiáng)度為30001ux，溫度35°C，光暗比12:12，培養(yǎng)5天后去少量接種，然后繼續(xù)在相同的條件下培養(yǎng)，即第二次擴(kuò)大培養(yǎng)。此溶液作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)接種液待用；取第二代擴(kuò)大培養(yǎng)的溶液10 ml接種到5L裝有模擬海水培養(yǎng)液的錐形瓶中，按照上面的方法對(duì)鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌進(jìn)行三代接種擴(kuò)大光照培養(yǎng)，當(dāng)菌液生物量達(dá)到0D560nm為0.6以上時(shí)，將菌液接入5級(jí)并聯(lián)連續(xù)反應(yīng)器中，備用，其中，所述模擬海水溶液成分金屬陽(yáng)離子需主要為 Na+，K+，Ca2+，Mg2+，陰離子主要為 Cl—，S042—，Br^, HCO3^ C032—。(2)控制反應(yīng)器溫度為35°C，光照強(qiáng)度為30001ux，光暗比12:12，5個(gè)反應(yīng)器中鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌生長(zhǎng)率在24.3%以上，生物量產(chǎn)量在2.91g/L以上，通過(guò)設(shè)計(jì)裝置的空氣混合和緩沖罐，通入含有二氧化碳濃度為5%的氣體，通入氣體速率在400 mL/min，調(diào)節(jié)前兩個(gè)反應(yīng)器模擬海水Ca2+濃度0.1 mol/L,Mg2+ 0.15 mol/L，后三個(gè)反應(yīng)器中Ca2+、Mg2離子濃度均在0.02mol/L以下，各反應(yīng)器中pH為8.0，檢測(cè)溶液里菌體生物量與生物礦化生成的碳酸鹽的量，通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)器中螺旋藻生物生長(zhǎng)與溶液里碳酸鹽含量變化。固定后氣體二氧化碳濃度在0.03%,達(dá)到大氣水平，出水溶液中Ca2+、Mg2離子濃度均在0.02mol/L以下，出水pH為7.0，起到了良好的·二氧化碳固定與鹽類物質(zhì)生物礦化的效果。
權(quán)利要求
1.海水體系鈍頂螺旋藻生物礦化固定二氧化碳裝置，其特征在于，該裝置由二氧化碳鋼瓶、第一氣體流量計(jì)、空氣壓縮機(jī)、第一緩沖罐、第二緩沖罐、氣體取樣口、第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器、第五反應(yīng)器、光照培養(yǎng)箱、干燥管、第二氣體流量計(jì)和氣相色譜儀組成； 其中，所述二氧化碳鋼瓶通過(guò)第一氣體流量計(jì)所述第一緩沖罐連接，所述空氣壓縮機(jī)與所述第一緩沖罐連接，所述第一緩沖罐與一端所述第二緩沖罐連接，所述第二緩沖罐的另一端通過(guò)管路與設(shè)置在所述光照培養(yǎng)箱中所述第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器和第五反應(yīng)器的底端并聯(lián)，所述干燥管的一端通過(guò)管路與所述第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器和第五反應(yīng)器的頂端并聯(lián)，所述干燥管的另一端通過(guò)所述第二氣體流量計(jì)與所述氣相色譜儀連接。
2.一種如權(quán)利要求I所述裝置的固定二氧化碳的方法，具體包括以下步驟 步驟I.培養(yǎng)菌液取滅菌后的模擬海水培養(yǎng)基IOOmL置于250mL容量瓶中，接種鈍頂螺旋藻原液10mL，放入光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，光照強(qiáng)度為30001UX，溫度35°C，光暗比12 :12，培養(yǎng)5天后去少量接種，然后繼續(xù)在相同的條件下培養(yǎng)，即第二次擴(kuò)大培養(yǎng)；此溶液作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)接種液待用；取第二代擴(kuò)大培養(yǎng)的溶液10 ml接種到5L裝有模擬海水培養(yǎng)液的錐形瓶中，按照上面的方法對(duì)鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌進(jìn)行三代接種擴(kuò)大光照培養(yǎng)，當(dāng)菌液生物量達(dá)到0D560nm為O. 6以上時(shí)，備用；其中，所述模擬海水溶液成分金屬陽(yáng)離子為Na+，K+，Ca2+，Mg2+，陰離子主要為 CF, S042—，Br、HCO3' C032-； 步驟2 :將上述步驟得到的菌液與模擬海水的溶液為原料，按照體積比1:10的比例混合后分別接入設(shè)置在光照培養(yǎng)箱中的第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器和第五反應(yīng)器，調(diào)節(jié)反應(yīng)器中pH在7. O 11，調(diào)節(jié)光照培養(yǎng)箱的溫度為35°C，光照強(qiáng)度為300(T40001UX，光暗比12-14:12，所述第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器和第五反應(yīng)器中的鈍頂螺旋藻藍(lán)細(xì)菌生長(zhǎng)率在24. 3%以上，生物量產(chǎn)量在2. 91g/L以上后，啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)，以速率為10(T400 mL/min分別向第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器和第五反應(yīng)器中通入二氧化碳濃度為3-12%的氣體，氣體流經(jīng)第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器和第五反應(yīng)器后，排出的氣體中二氧化碳濃度降為O. 03%,達(dá)到大氣水平，出水溶液中Ca2+、Mg2離子濃度均在O. 025mol/L以下，出水pH為7. O ;其中所述第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器中模擬海水的Ca2+濃度O. I O. 4 mol/L, Mg2+ O. I O.4mol/L，第三反應(yīng)器、第四反應(yīng)器和第五反應(yīng)器中模擬海水的Ca2+、Mg2離子濃度為O. 06 O. 02mol/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種海水體系鈍頂螺旋藻生物礦化固定二氧化碳裝置及方法，屬于環(huán)境工程環(huán)境保護(hù)的領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)對(duì)三次擴(kuò)大培養(yǎng)的鈍頂螺旋藻分裝到與海水類似的溶液里，然后分別通入三種不同濃度的二氧化碳，檢測(cè)溶液里碳酸鹽的含量變化，在促進(jìn)鈍頂螺旋藻生長(zhǎng)、延長(zhǎng)生命周期與增加生物量的同時(shí)促進(jìn)碳酸鹽生物礦化沉淀的形成，從而達(dá)到固定二氧化碳的目的。所采用的實(shí)驗(yàn)條件簡(jiǎn)單，資源豐富，在常溫以及常壓下進(jìn)行，對(duì)環(huán)境沒(méi)有負(fù)荷，同時(shí)符合自然界碳循環(huán)的規(guī)律。通過(guò)微生物碳酸化固定二氧化碳，極大地降低了成本，所固定的二氧化碳可以安全的保存，有很大的應(yīng)用前景與經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)B01D53/84GK103255048SQ201310139498
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者李宏煦, 劉彬彬, 毛亞琪, 王媛媛, 李超, 陳雨, 張祉倩 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)