[发明专利]一种自养产油微藻的高密度培养工艺

说明书

技术领域

本发明涉及废物综合利用、节能减排绿色生产的循环经济技术领域，特别涉及污水及废气综合利用、节能减排绿色生产的循环经济技术领域，具体是指一种自养产油微藻的高密度培养工艺。

背景技术

能源紧缺，环境污染和粮食不足是当今三大世界难题。微藻对解决上述难题具有非常重要的作用。微藻是一种能进行光合自养的微生物，在生态系统中处于初级生产者，在整个物质循环中作用巨大，生产效率高，发展前景诱人。且微藻富含油脂、蛋白质、碳水化合物、微量元素及其它生物活性物质，因而其不仅可作为饵料，且是食品和生物能源的主要来源之一。

产油自养微藻的分割法与二步法相耦合发酵法是一种应用在高密度培养等相关领域的技术，是利用种子罐、光反应器和积油罐组成的能进行半连续的培养系统实现的。将培养好的微藻种子接种到光反应器中，培养一段时间后，当反应器内的氮、磷的被消耗之后，其含量接近国家A类排放标准时，取出部分培养液，其中一部分直接通入积油罐，另一部分浓缩后的藻体细胞再接入反应器中，再补加新鲜的污水培养基进行培养，之后一直重复上述方式每隔一定的时间进行分割法取藻和二步发酵积累藻油。这样的操作方法不仅提供了一种半连续培养，也增加了培养系统的稳定性，反应器中可以在较高的生长速率下稳定地维持较高的细胞浓度，同时实现两步发酵法，微藻生长快，密度高，从而使得单位体积反应器的废水处理效率大幅度提高，且油脂含量高(生产效率高)。

市政污水，是一种含氮、磷高的富营养化的水体，容易造成环境污染，不能直接排放。目前，废水处理的方法基本上有三大类，现代的废水处理主要分为物理处理法、化学处理法和生物处理法3类。①物理处理法：通过物理作用分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物(包括油膜和油珠)的废水处理法，可分为重力分离法、离心分离法和筛滤截留法等。以热交换原理为基础的处理法也属于物理处理法。②化学处理法：通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。其中运用传质作用的处理单元既具有化学作用，又有与之相关的物理作用，所以也可从化学处理法中分出来，成为另一类处理方法，称为物理化学法。③生物处理法：通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物，转化为稳定、无害的物质的废水处理法。

然而，这几类去除工艺应用中都存在着一些缺陷。具体而言，物理处理法，主要回收废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物，无法除去分子量小的可溶性的污染物，能耗高，效率低；化学处理法工艺复杂，投入的化学药品成本高，且有可能带来二次污染；生物处理法主要将有机物转化为稳定的无毒无机物，但是氮磷的含量仍然很高，产生大量活性污泥，容易造成二次污染，且设备投入大，成本高。

火电厂高浓度废气中CO₂浓度约为10.0％～20.0％(V/V)，直接排放到大气中对环境造成污染，产生温室效应。

污水的成分复杂，氮、磷等营养成分含量较高，直接用作微藻培养基容易污染杂菌(或藻)。

因此，需要提供一种综合处理上述废物的方法，其能实现氮、磷及CO₂高去除效率，并且藻浓度、油脂及蛋白质的含量高，操作简便快速、成本低、无污染、社会和经济综合效益高。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种自养产油微藻的高密度培养工艺，采用该工艺，能实现氮、磷及CO₂高去除效率，并且藻浓度、油脂及蛋白质的含量高，达到保护环境和生产生物资源的双重效果，操作简便快速、成本低、无污染、社会和经济综合效益高，适于大规模推广应用。

为了实现上述目的，本发明的自养产油微藻的高密度培养工艺，其特点是，采用分割法与二步法相耦合的发酵方法，以火电厂排放的CO₂废气为碳源，以过滤除杂菌或杂藻后的市政污水作为培养基，高密度培养所述自养产油微藻进行生长。

其中，市政污水的氮含量通常为25.0mg/L～60.0mg/L，磷含量通常为3.0mg/L～15.0mg/L。

较佳地，在所述市政污水中添加海盐模拟海水，使其渗透压增大防止杂菌或杂藻的污染。

较佳地，所述市政污水是经污水处理厂一级处理的无机氮、磷含量高的市政污水。