CN102417881A

CN102417881A - 废酸在微藻工业中的应用

Info

Publication number: CN102417881A
Application number: CN2010102978896A
Authority: CN
Inventors: 韩春梅; 刘敏胜
Original assignee: ENN Science and Technology Development Co Ltd
Current assignee: ENN Science and Technology Development Co Ltd
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2030-09-27
Also published as: CN102417881B

Abstract

本发明涉及一种将工业废酸应用于微藻规模化产业中的微藻培养、反应器清洗、反应器消毒和回水再利用等环节中的方法。该方法包括从工业废酸来源获得工业废酸；检测所述工业废酸的品质；根据所述工业废酸的品质，处理工业废酸；使用处理的工业废酸澄清液配制微藻培养浓缩营养液的步骤，和/或使用工业废液澄清液清洗光生物反应器，和/或消毒光生物反应器，和/或进行回水再利用的方法。

Description

废酸在微藻工业中的应用

技术领域

本发明涉及一种在微藻培养过程中使用工业废酸的方法。

背景技术

在国民经济各部门中，酸的用途很广，主要用于稀有金属的湿法冶金、有机合成、漂染工业、金属加工、食品工业以及无机药品及有机药物的生产等诸多领域。当然，在生长后会对应着大量的废酸产生，若直接排放，会对环境造成极大的污染，但其处理成本又很高。

目前用于废酸处理的典型工艺为：

废酸-过滤器-浓缩器-焙烧法-三氧化二铁-含HCl废气-再生酸-废气风机-排放。

从上述工艺可以看出，在现有的废酸处理技术中，浓缩、焙烧或是蒸馏步骤都需要消耗能量；另外产生的废水需要进一步处理，资源浪费；再者废酸中含有一定的金属离子，尤其是铁，去除成本较高。

专利US6676917B2公开了一种废酸处理方法，该方法处理含有一部分硫酸的盐酸，其技术方案为先加入碱金属的氯化物，然后通过65-150℃的蒸馏，将盐酸分离出来。但该方法的缺点是会有遗留的金属硫化物，同时蒸馏的时候消能量，也会有大量的废水产生，需要进一步处理。

在微藻的培养过程中，在许多步骤中均需要使用酸。首先，尤其是以搅拌浆为动力的跑道池反应器中，随着微藻的细胞生长，pH值会不断地升高，从而影响其细胞生长，这就需要一个廉价有效的酸源来维持其适宜的生长环境；其次，反应器经过多次使用后，反应器壁上会粘附难清洗的碱性物质，不易清洗，目前多采用高压枪冲洗的方式，电力消耗较高，且无法彻底清除黏附物质；第三，在规模化培养中，浓缩培养基用量大，其储存困难，容易污染，保存期间受到一定限制，一般最长可以保存一个月左右的时间；第四，污染杂藻或原生动物后的反应器需要适宜的酸来进行消毒。上述所属的微藻培养工艺的各个领域均需要有合适廉价的酸源。

因此，可以考虑将二者结合，既可以将废酸处理掉，减少环境污染，缓解环境压力，同时又可以为微藻培养降低成本。

发明内容

鉴于上述现有技术中的问题，作出了本发明。

本发明提供了一种在微藻细胞培养过程中使用工业废酸的方法(以下简称为“本发明的方法”)，所述方法包括以下的步骤：

1)从工业废酸来源获得工业废酸；

2)检测所述工业废酸的品质；

3)根据所述工业废酸的品质，处理所述工业废酸得到工业废酸澄清液，若颗粒杂质大且少则将所述工业废酸引入至沉淀设备中沉降处理至上清液澄清；若颗粒多且杂质颗粒小则进行过滤处理；

4)将工业废酸澄清液加入至一个或多个配制容器中，配制成一种或多种微藻培养浓缩营养液；

5)将各配制容器中配制好的一种或多种微藻培养浓缩营养液混合，配制成所需浓度的微藻培养工作液；以及

6)将配制的微藻培养工作液加入至光生物反应器中用于培养微藻。

在本发明的方法的一个优选实施方案中，所述沉淀设备与所述配制容器的体积比≥4∶1，并且它们之间通过管道相连。

在本发明的方法的另一个优选实施方案中，所述沉淀设备与所述配制容器的长宽相同且高度比≥4∶1。

在本发明的方法中，配制容器的个数取决于培养基的化学性质，并且同一配制容器中存放互不产生化学反应的物质。

在一个优选的实施方案中，在本发明的方法的步骤4)中，在加入工业废酸澄清液后按照适合于所述微藻的培养浓缩营养液配方向配制容器中加入所述配方中的各种试剂来配制微藻培养浓缩营养液。

在本发明方法的一个优选实施方案中，该方法还包括以下的步骤：在所述微藻的培养过程中，每天监测培养工作液的pH值，当pH值大于预定的阈值时，将步骤3)中经处理后的工业废酸澄清液补入至光生物反应器中，使培养工作液的pH值维持在所述微藻培养所需的pH水平。

在本发明的方法的一个实施方案中，本发明的方法还包括以下步骤：在上述步骤6)中的一轮培养结束后，在下一轮培养开始前，将步骤3)中经处理的工业废酸澄清液配制成为20-50％的消毒液，将所述消毒液加入至所述光生物反应器中进行消毒处理。

在一个优选的实施方案中，该方法还包括以下的步骤：在上述步骤6)中的一轮培养结束后，在所述消毒处理前用经步骤3)处理后的工业废酸澄清液，配制成体积比为3-7％的废酸液对光生物反应器进行清洗，以去除反应器壁上的碱性物质。

在本发明的方法的另一个实施方案中，本发明的方法还包括以下的步骤：将用步骤6)中的微藻培养工作液培养微藻后的水经膜过滤或离心收集的方式收集回水，向回水中加入步骤3)中经处理的工业废酸澄清液进行处理，经处理后的回水再加回至光生物反应器中。

本发明的有益效果：

1.本发明中，工业废酸不经过蒸馏，直接使用，可以减少热源损失。

2.用废酸配制微藻培养浓缩营养液，可以将废水充分的运用，延长微藻培养浓缩营养液的保存时间。

3.微藻细胞培养过程中，需要微量铁离子，因此无需去除工业废酸中的铁离子，从而节省了处理和生产成本，并提高生产率。

4.在微藻的规模化培养中，光生物反应器尤其是污染了杂藻和原生动物的光生物反应器清洗较困难，废酸可以达到易清洗和消毒的作用，同时降低了清洗和消毒的成本。

5.在规模化培养中，培养水的回用是一个很大的问题，回水中会有一些颗粒状的物质，因此将其与废酸相结合，可以去除或杀死回水中一些容易污染或影响藻细胞生长的物质。

附图说明

图1是根据本发明的方法配制微藻培养浓缩营养液的工艺过程的一个实施例的设施配置简图；

图2是图1中所示的配置图中管道连接示意图。

图3是根据本发明的方法配制微藻培养浓缩营养液的工艺过程的另一个实施例的设施配置简图；

图4是图3中所示的配置图中管道连接示意图。

图5是经工业废酸澄清液浸泡反应器前后的清洗水的培养效果比较图。

具体实施方式

本发明提供了一种在微藻培养过程中使用工业废酸的方法，所述方法包括以下的步骤：

1)从工业废酸来源获得工业废酸；

2)检测所述工业废酸的品质；

在本发明的方法中，工业废酸来源不受限制，只要其含有废酸，包括无机酸或有机酸，或其组合，优选盐酸或柠檬酸。该来源例如是来自钢材加工企业、金属加工厂、化工厂、染织厂等的废水，优选来自钢材加工企业的酸洗废液。

在钢材的深加工加工过程中，需对其表面进行酸洗除锈处理。常用的酸洗液为盐酸和硫酸，现大多数企业已不再使用硫酸，改用盐酸。钢材经盐酸酸洗后，会产生大量的酸洗废液。盐酸酸洗废液的组成主要是氯化氢、氯化亚铁和水等少量杂质。其含量随酸洗工艺、操作温度、钢材品种和规格不同而异，一般含质量百分比为10～20％的氯化亚铁，体积百分比为3～10％的氯化氢。在本发明的实施例中，我们取廊坊市钢铁厂的废酸对其成分进行分析结果为，质量百分比为12％的氯化亚铁，体积百分比为7％的氯化氢，其含量完全可以满足本发明方法的使用需求。

在本发明的方法的检测工业废酸的品质的步骤中，所述品质可以包括颗粒的大小、颗粒的含量、所含酸的种类和/浓度、pH值等，根据所使用的目的，可以仅检测所含酸的种类和/或浓度，或仅检测其pH值。在检测步骤中所使用的方法可以使用本领域所公知的任意方法，但在本发明中对工业废酸的品质的要求并不严格，数值也不需要非常精确，因此尽可能采用简易的检测方法，有些参数甚至可以通过目测大体估算。

在本发明的方法中，对于工业废酸的处理，对于含有较大且较少颗粒的工业废酸，可以采取简单的沉降方法来澄清上清液，沉淀时间可以任意选择，例如24-72小时，优选24-48小时，只要能够使较大的颗粒沉降，上清液变澄清即可。沉淀设备也不受限制，可以根据具体的微藻培养规模和所需的工业废酸的量的水平选择合适的容器或设施，例如沉淀池、沉淀罐，只要其能够耐受酸的腐蚀即可。

在本发明的方法中，对于工业废酸的处理，若工业废酸的颗粒多且杂质颗粒小则进行过滤处理来获得工业废酸澄清液，过滤的方法也不受限制，可以采用本领域技术人员所公知的任何过滤设备或过滤方法。如上所述，本发明的方法对处理的要求并不严格，只要上清液澄清即可，因此可以根据具体情况采取尽可能简便和经济的过滤设备或过滤方法。

在本发明的方法的一个优选实施方案中，所述沉淀设备与配制容器的体积比≥4∶1，并且它们之间通过管道相连。优选所述沉淀设备与所述配制容器的长宽相同且高度比≥4∶1。

在本发明的方法中，对于微藻培养工作液的配制，为了达到尽可能节约能源的目的，可以采用这样的配置方式：即根据每种不同的微藻培养工作液配方在一个或多个配制容器(例如储液罐或其他类型的能够用于储存酸液的容器，包括开放容器、密闭容器，优选设置有阀门的储液罐，其数量根据具体的微藻培养工作液的成分来确定)中配制成一种或多种微藻培养浓缩营养液。为达到此目的，将各储液罐通过管道与沉淀设备(例如沉淀池)连接；将沉淀设备配置为与所述配制容器体积比≥4∶1，废酸的杂质越多，其体积的差值越大。优选在沉淀设备与配制容器的长宽相同且高度比≥4∶1，这样通过重力的作用使沉淀设备中的工业废酸澄清液进入至各配制容器中。根据微藻培养浓缩营养液配方向各配制容器中加入试剂从而配制成一种或多种培养浓缩营养液。然后，将各配制容器中配制好的溶液混合配制成为所需浓度的微藻培养工作液。上述配置的好处在于可以最大限度地阻挡原生动物和杂藻的污染，因此上述微藻培养工作液在配制后可以保存6个月以上，但优选在2-5个月以内使用，最优选2个月以内使用。

尽管在上面的实施方案中，微藻培养浓缩营养液配方中的各种试剂在加入工业废酸澄清液后加入，但其也可以在配制容器中预先加入，可以根据具体的设施情况和生产工艺情况而定。但出于操作、保质期和原料周转等方面的考虑，优选在加入工业废酸澄清液后再加入试剂配制微藻培养浓缩营养液。

在本发明的一个优选的实施方案中，在培养微藻前在所述配制容器中加入试剂配制成一种或多种微藻培养浓缩营养液，优选在培养前1-7天，更优选1-5天，还更优选1-3天，最优选培养前24小时配制。

另外，本发明的方法适用于各种淡水藻和海水藻的培养，根据其培养体系中，藻细胞的生长情况，其系统环境的pH值来决定工业废酸澄清液的添加与否以及添加量。

用于培养微藻的工业方法和培养工作液配方是本领域所公知的，例如BG11、f/2培养基、BBM培养基、CMC培养基等。

在本发明中，所述生物反应器可以是能够进行微藻培养的任何光生物反应器，包括，但不限于板式反应器、管式反应器、袋式反应器、跑道池反应器等。

在本发明的方法的一个优选实施方案中，该方法还包括以下步骤：在所述微藻的培养过程中，每天监测培养工作液的pH值，当pH值大于预定的阈值时，将步骤3)中经处理后的工业废酸澄清液补入至光生物反应器中，使培养工作液的pH值维持在所述微藻培养所需的pH值水平。

在微藻的培养过程中，随着藻细胞的生长，环境的PH值会逐渐升高，当PH＞8.5时，一般会呈现阻碍细胞生长的现象(螺旋藻除外)，而当PH＞12时，会严重阻碍藻细胞的生长。每天测量培养工作液的pH值，当pH大于＞11时，将含柠檬酸废液或盐酸废液补入到反应器中，使培养工作液的pH维持在一定水平(根据不同藻类的生物学特性来确定)，例如pH值7～8，螺旋藻调整在pH值8.5～10，这样既能补充因蒸发而引起的水分流失，又能将降低环境的PH，使其更有利于微藻生长。

在本发明的方法的一个实施方案中，本发明的方法还包括以下步骤：在上述步骤5)中的一轮培养结束后，在下一轮培养开始前，将步骤3)中经处理的工业废酸澄清液配制成20-50％的消毒液，将所述消毒液加入至所述光生物反应器中进行消毒处理。

在一个优选的实施方案中，该方法还包括以下的步骤：在上述步骤6)中的一轮培养结束后，在消毒处理前用经步骤3)处理后的工业废酸澄清液，配置成体积比为3-7％的清洗液，对光生物反应器进行清洗，以去除光生物反应器壁上的碱性物质，以及一些固体颗粒。

在微藻培养结束，下一轮培养开始前，光生物反应器的清洗是一艰巨的任务，一些碱性物质还会附着在反应器壁上，挡光不利于下一轮微藻的培养，尤其是当培养出现杂藻以及原生动物污染时，反应器的彻底完全清理就变的尤为重要。利用本发明，可以使用经处理的工业废酸澄清液来消毒和清洗反应器，大大地节约了清洗成本并简化了维护工作。

一般情况，可以将工业废酸澄清液配制成体积比20-30％的消毒液，根据各种光生物反应器进行适当地消毒(具体可参见实施例3-6)。当光生物反应器中有严重的杂藻或原生动物，可以采用废酸浸泡的方式将杂藻和原生动物消除，采用的体积比为30-50％，这种浓度一般适用于密闭(对于具有挥发性的酸，例如盐酸等)和耐酸腐蚀的反应器，如管式反应器和袋式反应器，一般浸泡时间在24-48h，温度无需特殊控制，环境温度即可。对于用于清洗的清洗液，可以使用来自沉淀池沉降处理或经过滤的工业废酸澄清液，将其配制成体积比为3-7％的清洗液。

在本发明的方法的另一个实施方案中，本发明的方法还包括以下的步骤：将步骤6)中培养后的水经膜过滤或离心收集的方式收集回水，向回水中加入步骤3)中经处理的工业废酸澄清液进行处理，经处理后的回水再加回至光生物反应器中。

在一个优选的实施方案中，用于处理回水的工业废酸可以是经处理的工业废酸澄清液，也可以是将上述澄清液稀释5-15倍，优选10倍左右进行使用。上述回水处理的时间一般在24小时以上，优选24-72小时。

在微藻的规模化培养中，需要用到大量的水源，因此就必须考虑到水的回用问题。回水与废酸的结合，既可以利用废酸中的部分水资源，同时又能去除掉回水中的一些颗粒状的碱性物质。而且，废酸还有去除原生动物和去除杂藻的作用，另外还会破坏回水中一些影响藻细胞生长的大分子物质，通过破坏其分子结构或改变环境的酸碱度使其失活来实现。

在本发明的方法中，回水一般采用膜过滤或离心收集等方式，一般情况下每吨回水大约需要添加2-100L，优选5-90L，更优选10-80L，最优选10-60L工业废酸澄清液。

需要说明的是，上述实施方案可以在微藻工业中单独地或组合地使用。例如，可以分别单独地使用工业废酸澄清液来配制微藻培养工作液、清洗和消毒反应器、补液和控制pH值、回水处理；也可以根据具体生产规模和设施配置情况适当地采取各种实施方案的组合，例如配置培养工作液和消毒反应器，配制培养工作液和补液控制pH值，等等。这些单独的和组合的实施方案均包含在本发明的保护范围内。

下面通过具体实施例来说明本发明。要理解的是，这些实施例仅用来说明本发明的优选实施方案，本发明的范围不限于这些实施例。

实施例1使用工业废酸配制修正BG 11培养工作液

现在参照图1和图2说明工业废酸在配制淡水藻培养浓缩营养液中的应用。图1是配制微藻培养浓缩营养液过程的设施配置简图，其中1为沉淀池，2-5分别为储液罐，各储液罐分别储存四种培养浓缩营养液，储液罐2储存培养浓缩营养液1，储液罐3储存培养浓缩营养液2，储液罐4储存培养浓缩营养液3，储液罐5储存培养浓缩营养液4，其配方见表1-4。在图1中，根据规模化养殖的程度来确定沉淀池1的体积，沉淀池1和储液罐2-5的体积比≥4∶1，优选两者的长宽相同，沉淀池与储液罐的高度比≥4∶1，废酸的杂质越多，其体积比或高度比越大。

下面参照图2说明使用工业废酸配制微藻培养浓缩营养液的过程。以修正BG11培养工作液为例，其配方见表5。首先将1吨来自廊坊钢铁厂的酸洗废液(质量比为12％的氯化亚铁，体积比为7％的氯化氢)加入至沉淀池1中，沉淀24小时。将沉淀后的酸洗废液澄清液首先通过管道流入储液罐2(罐的容积为300L)，当储液罐2中的液体达到200L时，关闭阀门(图中未显示)；再分别将200L的酸洗废液澄清液加入到储液罐3、储液罐4和储液罐5中，保证2-5储液罐各有200L的酸洗废液澄清液。再向储液罐2中加入572g H₃BO₃、362g MnCl₂、44.4g ZnSO₄·7H₂O、78.2gNa₂MoO₄·2H₂O、15.8g CuSO₄·5H₂O、9.88g Co(NO₃)₂·6H₂O；向储液罐3中加入7800g K₂HPO₄、15kg MgSO₄·7H₂O；向储液罐4中加入100kgNaNO₃、4kg NaCO₃、11.6kg Na₂SiO₃·9H₂O；向储液罐5中加入5.4kgCaCl₂、1.2kg柠檬酸，最终储液罐2-5的微藻培养浓缩营养液的浓度分别如表1、表2、表3、表4。储存备用。

当需要使用修正BG11培养液时，以1吨的工作液为例，分别打开储液罐2、3、4、5的阀门，使其各流入1L的浓缩液到配制培养液的容器(未图示)中，然后将容器定容为1吨，之后的培养液即为工作液，其配方见表5。

表1微藻培养浓缩营养液1的配方

表2微藻培养浓缩营养液2的配方

表3微藻培养浓缩营养液3的配方

表4微藻培养浓缩营养液4的配方

表5修正BG11培养工作液的配方

名称	浓度(mg/L)
		NaNO₃	500
K₂HPO₄	39
		MgSO₄·7H₂O	75
CaCl₂	27
		柠檬酸	6
柠檬酸铁	6
		EDTA	1
NaCO₃	20
		Na₂SiO₃·9H₂O	58
H₃BO₃	2.86
		MnCl₂	1.81
ZnSO₄·7H₂O	0.222
		Na₂MoO₄·2H₂O	0.391
CuSO₄·5H₂O	0.079
		Co(NO₃)₂·6H₂O	0.0494

注：由于本实施例中的酸洗废液中含有铁，因此配方中的柠檬酸铁无需加入，如其他来源的工业废酸中不含有铁，仍要加入。在此要注意的是，微藻培养仅需要微量的铁，因此工业废酸即使含有微量铁也足以满足需要。

实施例2使用工业废酸配制修正f/2培养工作液

下面参考图3和图4具体描述工业废酸在配制海水藻培养浓缩营养液中的应用。图3是配制培养浓缩营养液过程的设施配置简图，其中1为沉淀池，2-3分别为储液罐，各储液罐分别储存两种培养浓缩营养液，储液罐2储存培养浓缩营养液5，储液罐3储存培养浓缩营养液6。在图3中，根据规模化养殖的程度来确定沉淀池1的体积，沉淀池1和储液罐体积比≥4∶1，优选两者的长宽相同，沉淀池与储液罐的高度比≥4∶1，若废酸的杂质较多，其体积比或高度比也较大。

下面参照图4说明使用工业废酸配制海水藻培养浓缩营养液的过程。以修正f/2培养工作液为例，其配方见表8。首先将1吨(举例)来自廊坊钢铁厂的酸洗废液(质量比为12％的氯化亚铁，体积比为7％的氯化氢)，加入至沉淀池1中，沉淀24小时。将沉淀后的酸洗废液澄清液首先通过管道流入储液罐2中(罐的容积为300L)，当体积达到200L时，关闭阀门；再将200L的酸洗废液澄清液加入到储液罐3中，保证储液罐2和3中各含有200L的酸洗废液澄清液。再分别向储液罐2中加入7.5kgNaNO₃、3kg尿素、6kg Na₂SiO₃.9H2O、1.132kg NaH₂PO₄.2H₂O、1.03kgNa₂HPO₄；向储液罐3中加入2g CuSO₄.5H₂O、4.6g ZnSO₄.7H₂O、2.4gCoCL₂.6H₂O、36g MnCL₂.4H₂O、14g Na₂MoO₄.2H₂O，最终保证储液罐2和3的微藻培养浓缩营养液的浓度如表6和表7。储存备用。

当需要使用f/2时，以1吨的工作液为例，分别打开储液罐2、3的阀门(图中未显示)，使其各流入1L的浓缩液到配制培养液的容器中，然后将容器定容为1吨，现在的培养液即为工作液，其配方见表8。

表6微藻培养浓缩营养液5的配方

营养物质	浓度(g/L)
		NaNO₃	37.5
尿素	15
		Na₂SiO₃.9H₂O	30
NaH₂PO₄.2H₂O	5.66
		Na₂HPO₄	5.15

表7微藻培养浓缩营养液6的配方

营养物质	浓度(g/L)
		CuSO₄.5H₂O	0.01
ZnSO₄.7H₂O	0.023
		CoCL₂.6H₂O	0.012
MnCL₂.4H₂O	0.18
		Na₂MoO₄.2H₂O	0.07

表8改良的f/2培养工作液配方

营养物质	浓度(mg/L)
		NaNO₃	37.5
尿素	15
		Na₂SiO₃.9H₂O	30
NaH₂PO₄.2H₂O	5.66
		Na₂HPO₄	5.15
FeCl₃.6H₂O	3.162
		Na₂.EDTA	3.419
CuSO₄.5H₂O	0.01
		ZnSO₄.7H₂O	0.023
CoCL₂.6H₂O	0.012
		MnCL₂.4H₂O	0.18
Na₂MoO₄.2H₂O	0.07
		海水晶	30

注：由于本实施例中的酸洗废液中含有铁，因此配方中的FeCl₃.6H₂O无需加入，海水晶(是一种常用模拟海水的物质，购自天津中盐海洋生物科学有限公司)。

实施例3使用工业废酸清洗和消毒反应器(1)

取实施例1中沉淀池1中的酸洗废液澄清液，将其配制成体积比为3％的消毒液，用于光生物反应器清洗处理。

以体积为100L光程为5cm的玻璃板式反应器为例，先将80L的30％的消毒液放入到反应器中，并通入40L/min的空气将其保持封闭状态，充分曝气8小时，然后再将消毒液存储、沉淀待用，并将板式反应器用清水冲洗，辅助以水的冲刷作用，即可将碱性物质除去，达到清洁的目的。温度只要是实验时间环境温度即可，无需特殊处理。

实施例4使用工业废酸清洗和消毒反应器(2)

取实施例1中沉淀池1中的酸洗废液澄清液，将其配制成体积比为7％的消毒液，用于光生物反应器的清洗处理。

以体积为1.2立方的玻璃封闭管式反应器为例，废酸体积比为7％的清洗液加入到管式反应器中，在清洗球的带动下，废酸液在整个反应器中流动，可以在废酸的浸泡力以及清洗球的摩擦力的作用下将反应器壁上的污物清除，再辅之以清水洗涤，即达到清洗的目的，注意控制清洗水的pH值在7±1的时候方能排放。温度只要是实验时间环境温度即可，无需特殊处理。

实施例5使用工业废酸清洗和消毒反应器(3)

取实施例1中沉淀池1中的酸洗废液澄清液，将其配制成体积比为5％的消毒液，用于光生物反应器清洗处理。

以体积为20L的袋式反应器为例，将袋式反应器统一加入到一密闭的罐中，同时将其中注入配制的体积比为5％的消毒液，浸泡24小时，然后将其用清水洗涤，晾干即可。注意控制清洗水的pH在7±1的时候方能排放。温度只要是实验时间环境温度即可，无需特殊处理。

实施例6使用工业废酸清洗和消毒反应器(4)

取实施例1中沉淀池1中的酸洗废液澄清液，将其配制成体积比为6％的清洗液，用于光生物反应器清洗处理。

以体积为2.2立方的跑道池为例，将1立方的6％的清洗液加入到跑道池中，同时启动搅拌浆，待PH值在7±1的时候，将清洗液放掉，并用清水冲洗跑道池，温度只要是实验时间环境温度即可，无需特殊处理。

实施例7使用工业废酸清洗和消毒反应器(5)

取实施例1中沉淀池1中的酸洗废液澄清液，将其配制成体积比为20～50％的消毒液，用于光生物反应器消毒处理。

当光生物反应器中有严重的杂藻或原生动物，可以采用体积比50％废酸浸泡的方式将杂藻和原生动物消除。以管式反应器和袋式反应器为例，一般浸泡时间在24-48h，温度无需特殊控制，环境温度即可；当污染只有单一少量杂藻时，可以采用体积比为20％的废酸浸泡12h；当污染介于两者之间时，可以采取之间浓度(如25～40％，例如25％、30％、35％、40％等)的消毒液，浸泡时间在12-24h。

实施例8废酸灭菌效果的比较

本实验对废酸灭菌效果进行检测。以实施例5中的袋式反应器为例，将浸泡清洗后的袋式反应器，用灭菌后蒸馏水清洗一遍，取清洗后的水，配制海水培养基并加以2％的琼脂，做成固体海水培养基，同时将酸浸泡前水配制同样的固体海水培养基。分别放在光照培养箱中培养，控制温度为25±1℃，光照为100μmol/m².s，培养20天后，结果如图5，可以清晰地看出酸浸泡后的培养效果很好，无任何的杂藻产生，因此可以证明酸浸泡可以满足除菌的需求。

实施例9工业废酸在跑道池反应器培养微藻中的应用

藻株选用极大螺旋藻(SPirulina maxima)编号UTEXLB2342，购自University of Texas(UTEX)。培养液为Zarrouk培养基，其组成见表9。光生物反应器为跑道池，搅拌力为螺旋浆机械搅拌，接种浓度为OD7500.2。跑道池的动力为搅拌力，随着藻细胞的生长，环境的PH值会逐渐升高，当PH＞8.5时，会呈现阻碍细胞生长的现象，而当PH＞12时，会严重阻碍藻细胞的生长。每天测量培养液的pH值，当pH大于＞11时，用调节为PH值为8.5左右的柠檬酸废液或盐酸废液，将其补入到跑道池中，使螺旋藻培养液的pH值维持在(8.5～10)。既能补充因蒸发而引起的水分流失，又能将降低环境的PH值，使其更有利于螺旋藻生长。

表9Zarrouk培养基：(g/L)

碳酸氢钠	16.80
		磷酸氢	0.5
硝酸钠	2.5
		氯化钠	1.00
硫酸镁	0.20
		硫酸铁	0.01
硫酸钾	1.00
		一水氯化钙	0.04
EDTA	0.08
		pH	8.5-10

实施例10废酸在回水培养中的应用(1)

以板式反应器为例，培养油脂小球藻，培养基为改良的BG11。

首先，将小球藻接种到300*5*80cm，100L的板式反应器中，待氮源(硝酸钠)消耗殆尽时，将其转到光径为3cm，体积为300*3*80cm，50L的板式反应器中，待油脂积累后，经离心收集后，将回水加入到如上100L的板式反应器中，并加入经处理体积为1L的工业废酸澄清液，最后加入50g硝酸钠和3.9gK₂HPO₄.2H₂O，充分曝空气混匀，以备新一轮的微藻养殖。

实施例11废酸在回水培养中的应用(2)

以跑道池和板式反应器为例，培养拟微绿球藻，培养基为改良的f/2。

首先，将拟微绿球藻接入到5个300*5*80cm，100L板式反应器中，待氮源消耗殆尽时(尿素和硝酸钠)，将其转到3*1m的跑道池中，待油脂积累后，将培养过微藻的水，经过膜过滤收集后，将回水加入到如上的板式反应器中，每100L回水中加入1.5L的工业废酸澄清液，并加入3.75g硝酸钠、1.5g尿素和0.566g Na₂HPO₄.2H₂O，充分曝空气混匀，以备新一轮的微藻养殖。

Claims

1.一种在微藻培养过程中使用工业废酸的方法，所述方法包括以下的步骤：

1)从工业废酸来源获得工业废酸；

2)检测所述工业废酸的品质；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述沉淀设备被配置成与所述配制容器的体积比≥4∶1，并且它们之间通过管道相连，优选所述沉淀设备与所述配制容器的长宽相同且高度比≥4∶1。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述配制容器的个数取决于培养基的化学性质，并且同一配制容器中存放互不产生化学反应的物质。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于在步骤4)中，在加入工业废酸澄清液后按照适合于所述微藻的培养浓缩营养液配方向配制容器中加入所述配方中的各种试剂来配制微藻培养浓缩营养液。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，该方法还包括以下步骤：

在所述微藻的培养过程中，每天监测培养工作液的pH值，当pH值大于预定的阈值时，将步骤3)中经处理后的工业废酸澄清液补入至光生物反应器中，使培养工作液的pH值维持在所述微藻培养所需的pH水平。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，该方法还包括以下的步骤：

在上述步骤6)中的一轮培养结束后，在下一轮培养开始前，将步骤3)中经处理的工业废酸澄清液配制成为20-50％的消毒液，将所述消毒液加入至所述光生物反应器中进行消毒处理。

7.根据权利要求6所述的方法，该方法还包括以下的步骤：

在上述步骤6)中的一轮培养结束后，在所述消毒处理前用经步骤3)处理后的工业废酸澄清液配制成体积比为3-7％的废酸液对光生物反应器进行清洗，以去除反应器壁上的碱性物质。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，该方法还包括以下的步骤：

将用步骤6)中的微藻培养工作液培养微藻后的水经膜过滤或离心收集的方式收集回水，向回水中加入步骤3)中经处理的工业废酸澄清液进行处理，经处理后的回水再加回至光生物反应器中。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于所述工业废酸来源是来自钢材加工企业、金属加工厂、化工厂、染织厂等的工业废水，优选来自钢材加工企业的酸洗废液。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于所述光生物反应器选自板式反应器、管式反应器、袋式反应器或跑道池反应器。