[发明专利]一种提高污水中生长微藻油脂产量及原位絮凝采收效率的方法

说明书

一种提高污水中生长微藻油脂产量及原位絮凝采收效率的方法，它涉及一种提高污水中生长微藻油脂产量及原位絮凝采收效率的方法。本发明的目的是为了解决现有污水中生长微藻油脂含量低以及微藻回收率低的问题，本发明方法包括以下步骤：向污水中加入金属离子，混合均匀后接入微藻种子液，进行发酵；微藻发酵稳定后，排出微藻发酵液，并补充等量的新鲜的混合液A，将金属离子浓度调节至与步骤一相同，混合均匀后继续发酵；发酵结束后，静置使絮凝体沉降，完成微藻的采收；提取微藻中的油脂。与对照组相比，本发明的油脂产量提高了275％，絮凝采收效率提高了26.1％。污水中污染物的去除率超过96％。本发明应用于生物化工技术领域。

技术领域

本发明涉及一种提高污水中生长微藻油脂产量及原位絮凝采收效率的方法。

背景技术

微藻有着较高的生长速率和油脂含量，其生产不需占用耕地资源，因此微藻被认为是生产生物柴油等可再生能源的一种很有前景的原料。然而，微藻生物能源的产业化尚有很多瓶颈问题需要解决，包括如何提高微藻的油脂产量和采收效率。目前多采用优化氮源、磷源、pH、光照强度、光照周期、温度等来提高微藻的油脂产量，尚需发掘更多的方法来促进微藻对油脂的积累。此外，微藻的体积小，表面带有负电荷，在水中常处于稳定的悬浮状态，难以进行富集分离，微藻生物质的采收成本占总生产成本的20-30％。传统的微藻采收方法主要是离心法、气浮法、过滤法等。但离心法的动力成本较高，难以规模化应用；气浮法受气泡大小和气液混合效率等影响较大，对设备要求高；过滤法存在滤布堵塞等问题。综上所述，利用传统微藻采收方法存在高耗能、高成本等问题，这限制了微藻生物能源的产业化应用。因此，亟待开发低成本、易操作的方法来提高微藻的油脂产量和采收效率。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有污水中生长微藻油脂含量低以及微藻回收率低的问题，提供一种提高污水中生长微藻油脂产量及原位絮凝采收效率的方法。

本发明的一种提高污水中生长微藻油脂产量及原位絮凝采收效率的方法，是通过以下步骤实现的：

一、向污水中加入金属离子，混合均匀后，得到混合液A；二、向混合液A中接入微藻种子液，进行发酵直至发酵稳定；三、微藻发酵稳定后，排出部分微藻发酵液，并补充等量的混合液A，通过加入金属离子将金属离子浓度调节至与步骤一中混合液A的金属离子浓度相同，混合均匀后继续发酵；四、重复步骤三0-100次，待步骤三发酵结束后，或者省去步骤三操作待步骤二发酵稳定后，静置微藻发酵液，使絮凝体沉降，完成微藻的采收；五、提取微藻中的油脂。

本发明包含以下有益效果：

本发明向污水中加入金属离子，金属离子是与脂肪酸合成相关的酶或辅酶的重要组成部分，对细胞代谢、油脂合成、光合作用等有促进作用。但金属离子浓度过低或过高都会产生抑制作用。排出和补充发酵液有利于保持细胞的代谢活性。金属离子通过电中和作用，使细胞表面的负电性减弱，还可通过形成聚合体，以吸收、架桥、网捕卷扫等作用方式促进藻细胞的絮凝沉降。

本发明将微藻培养和污水处理结合，可改善水环境，降低污水中有机酸的含量，同时回收了可再生能源，提高了能源的生产效率和回收效率，降低了生物能源的生产成本，实现了污水的资源化处理，对于加快微藻生物能源技术的产业化步伐具有重要意义。采用本发明方法利用栅藻处理脂肪酸污水，微藻产量为1.15g/L，油脂产量为0.42g/L，污水中脂肪酸的去除率大于96％，絮凝采收效率为92.7％。

附图说明

图1为实施例一中微藻产量和油脂产量图；其中a为微藻产量，b为油脂产量；

图2为实施例一中脂肪酸浓度图；其中a为乙酸，b为丙酸，c为丁酸，d为戊酸，e为乙醇；

图3为实施例一中絮凝采收效率图；

图4为实施例二中油脂产量图和絮凝采收效率图；其中a为油脂产量；b为絮凝回收效率。

具体实施方式