[发明专利]利用小麦淀粉加工废水混养培养小球藻的方法

说明书

一种利用小麦淀粉加工废水强化培养产油小球藻的方法，包括以下步骤：(1)小麦淀粉加工废水的厌氧消化处理，得到富含溶解态氨氮和磷酸盐的厌氧发酵液；(2)小麦淀粉加工废水酸化水解，得到酸化液；(3)将厌氧发酵液与酸化液混合，成为小球藻混养培养基，小球藻在混养培养基中混养培养。该方法将原废水中颗粒态物质分别转化为产油小球藻可利用的有机酸、氨氮、磷酸盐等营养物质，无需添加任何人工有机碳源和营养元素，显著降低了培养成本，藻干重浓度可达5～6g/L，是二级出水等无机废水培养的6～10倍；同时该混养培养模式显著提高了藻生物质油脂含量和饱和度，其油脂含量可达35％以上，饱和脂肪酸占到总脂比例达到50％以上。

技术领域

本发明涉及一种利用小麦淀粉加工废水混养培养产油小球藻的方法，属于微藻培养技术领域。

背景技术

随着化石能源的快速消耗，全球正面临着能源耗竭及温室效应等严峻问题，寻求可替代的绿色能源成为各国研究的热点，其中微藻生物质能源被认为是缓解能源危机的理想生物质能源之一。然而藻生物质过高的生产成本阻碍了其大规模应用，其培养过程中水和营养元素的消耗是主要因素。人类生活或生产废水排放量巨大，部分废水含有丰富的氮磷及微量元素，是能源微藻可利用的天然培养基，因此从废水中寻求替代水资源、氮磷等营养物质是降低藻生物质生产成本的有效途径。

鉴于藻类深度处理塘的成功经验，目前常采用二级出水等无机废水与能源微藻培养相结合。但由于二级出水中营养物质浓度过低，同时藻类生长以光合自养生长为主，藻细胞生长速率及油脂含量低。因此，将富含营养物质的高浓度有机废水与能源微藻混养培养相结合以实现藻细胞高生长速率及油脂积累，更具优势和实际应用意义。淀粉加工废水是典型的食品加工类高浓度有机废水，含有藻类生长所需的各类营养元素，同时不含重金属等有害物质，是能源微藻可潜在利用的优质培养基。

但预培养结果表明微藻难以在未经处理的淀粉加工废水中正常生长，一方面原废水中氮磷等营养元素主要以有机颗粒态存在，能源微藻无法直接利用其生长；另一方面，能源微藻无法利用原废水中的大分子有机物作为有机碳源进行混养生长，同时过高的有机物浓度亦可显著抑制能源微藻的生长。

因此，上述问题的解决是实现淀粉加工废水产油微藻高密度培养的关键。

CN105039163A公开的一种利用方便面厂排放的废水废气培养小球藻的方法，未能解决上述问题。

发明内容

本发明为解决现有淀粉加工废水产油微藻培养存在的技术问题，提供一种能够高密度培养产油微藻的利用小麦淀粉加工废水强化产油小球藻混养生长的方法。

本发明的利用小麦淀粉加工废水强化培养产油小球藻的方法，包括以下步骤：

(1)小麦淀粉加工废水的厌氧消化处理：

将小麦淀粉加工废水进行厌氧消化处理，使淀粉加工废水(原废水)中的有机氮和有机磷转化为溶解态氨氮和磷酸盐，成为富含溶解态氨氮和磷酸盐的厌氧发酵液(ADSW)；

(2)小麦淀粉加工废水的酸化水解处理：

将小麦淀粉加工废水进行酸化水解处理，获得小分子有机酸(乙酸、丁酸等)，作为产油小球藻混养生长所需的有机碳源，得到酸化液(ASW)；

(3)产油小球藻混养培养：

将步骤(1)产生的厌氧发酵液(富含溶解态氨氮和磷酸盐)与步骤(2)产生的酸化液(富含有机酸)沉淀过滤后混合，成为小球藻混养培养基，小球藻在混养培养基中混养培养，实现高密度产油小球藻混养培养。

所述步骤(1)中厌氧消化处理的控制条件为温度30～32℃，容积负荷9.6kg COD_Cr/(m³·d)，水力停留时间5～7小时，pH为6.5～7.5(通过1M盐酸和氢氧化钠调节)。