CN102533560B - 含co2废气在微藻养殖中的应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含CO2废气在微藻养殖中的应用方法。本发明是将含有二氧化碳的尾气通入微藻采收后的过滤液，CO2与碳酸钠和水生成碳酸氢钠，能够调控培养液的pH值范围和碳源供给水平，促进微藻迅速生长，省去添加小苏打的费用的目的。显著降低了微藻的生产成本，减少了小苏打厂的碳排放，为节能减排、应对气候变化做出应有的贡献。
Description
技术领域
本发明涉及环保领域、微藻养殖领域，尤其涉及一种含CO2废气在微藻养殖中的应用方法。
背景技术
微藻养殖需要大量的碳源和氮源。如螺旋藻生长需要量最大是碳源——碳酸氢钠小苏打，生产每吨干藻粉大约需要7～8吨小苏打，按现价仅此一项成本就高达9800～11200元，占藻粉总生产成本的40～50％。螺旋藻养殖传统的方法是跑道式养殖，藻池的搅拌器使藻液强迫流动。加入的大量的二氧化碳碳源发生了逸散，混合效率极低，再则每个养殖大棚都铺设管道大大地增加了生产成本，造成了资源大量浪费，因此，该方法现在也未得到推广。
小苏打厂每年要排放大量的尾气，不仅浪费了资源而且污染了环境。其所排放的尾气中含有12～15％的二氧化碳。这样的尾气是从车间碳化塔里排出的，塔内固体就是小苏打，其为食品级，该塔也不是密闭的，其它气体组份与空气相近，即氮气、氧气、二氧化碳等，所以也符合卫生标准。
目前还没有人将小苏打厂尾气和微藻养殖相结合，既解决微藻养殖碳源问题，又解决小苏打厂尾气排放的能源环保问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种含CO2废气在微藻养殖中的应用方法。
微藻生长一般碳源为碳酸氢钠或二氧化碳，在其生长过程中碳源逐渐被消耗，培养液pH值就会随着升高，这样不仅会造出碳源缺乏，而且培养液的pH值往往会超过微藻生长最适范围，因此，该问题是 微藻在养殖过程中出现的共同问题。
为了实现本发明目的，本发明提供了一种含CO2废气在微藻养殖中的应用。
所述含CO2废气优选小苏打厂排出的废气。
所述小苏打厂的碳化塔排出的尾气CO2含量一般为12～15％，小苏打厂生产小苏打的工艺为天然碱或卤水生产小苏打。目前小苏打厂一般都是利用天然碱或卤水生产小苏打，碳化塔排出的废气CO2含量一般都是12～15％，再说其含量的高低不会影响通气效果，如果浓度高可混入空气予以降低，浓度低可延长通气时间也能达到效果。关键是气液混合反应的实现。
所述微藻优选为螺旋藻。所述微藻养殖为传统养殖方法。微藻藻种可购于中国普通微生物菌种保藏管理中心或微藻养殖生产企业。
进一步地，本发明提供了一种微藻养殖方法，其在微藻养殖过程中使用含CO2废气来调节微藻培养液的pH值。
所述pH值范围优选为7～11，更优选为8.5～9.5。
更进一步地，该方法包括如下步骤：
(1)微藻养殖池中养殖微藻；
(2)当微藻养殖池中的培养液pH值达到10以上时，将小苏打厂的碳化塔排出的尾气，接入到养殖池中；当pH值降低到9.5以下时，停止供气；循环进行步骤(2)。
步骤(2)所述小苏打厂碳化塔排出的尾气是通过气液混合器或射流器接入到养殖池中，所述气液混合器或射流器中所用液体为微藻采收液。
小苏打厂排出的尾气通入微藻培养液，可以使其pH值最低降到7.5以下，每次降的幅度越大，所形成的碳酸氢钠量就越多，即培养液pH值越高通入该尾气的反应效率越高，所以通过该方法维持微藻生长最适的pH值范围，同时提供生长需要的碳源。
所述气液混合器或射流器为常规型号的气液混合器或射流器，生产厂家如海泰美信工业(北京)有限公司和河北枣强射流真空设备总厂。气液混合器或射流器中所用液体优选为微藻采收液。目的是在输送的过程中就使气液充分混合反应生成碳酸氢钠，提高了混合反应的效率和节省了处理时间。当然也可以将该采收液收集到集中池，液体厚度0.5～4m用气升式进行气液混合。
本发明的效果：
本发明是将含有二氧化碳的尾气通入微藻采收后的过滤液使其反应生成碳酸氢钠，既增加了碳源，又调整了培养液的pH值，促进了微藻迅速生长，省去添加小苏打的费用的目的。显著降低了微藻的生产成本，减少了小苏打厂的碳排放，为节能减排、应对气候变化做出应有的贡献。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的保护范围。
若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
(1)以螺旋藻养殖为例，首先配制Z-氏培养液：碳酸氢钠16.8g/L，磷酸氢二钾0.5g/L，硝酸钠2.4g/L，硫酸钾1.0g/L，氯化钠1.0g/L，七水合硫酸镁0.2g/L，二水合氯化钙0.04g/L，七水合硫酸亚铁0.2g/L，EDTA二钠0.08g/L，混合均匀。起始pH值为8.25，培养温度25～37℃，自然光照。
(2)螺旋藻养殖场一般养殖池离采收车间和厂房有一段距离，养殖池中藻液用污水泵输送到采收车间过滤进行螺旋藻采收，采收完滤液再从采收车间泵回养殖池，在滤液泵回养殖池的过程中，利用气 液混合器(海泰美信工业(北京)有限公司生产)将滤液与小苏打厂排出的废气混合，达到气液混合反应的目的。
(3)在螺旋藻培养液pH值为9.94，通过气液混合器将小苏打厂的排出的尾气与该培养液混合，输送到养殖池培养液pH值降至为8.05，应用化学滴定法测定气液混合前后培养液的碳酸氢钠含量分别为4.07g/L和19.25g/L，结果表明：通过该种方法气液混合，培养液接近下降2个pH值，其碳酸氢钠却增加了4.73倍。
(4)上述操作步骤在内蒙古螺旋藻基地利用塑料大棚内(660m2)跑道式养殖，晴天条件下，每天净生长量达到OD值0.7～1.1之间，年产量达到780kg/棚。这比当地企业单位产量平均提高了14.7％，这表明该方法具有重要的实用价值。
实施例2
(1)以螺旋藻养殖为例，首先配制实施例1的Z-氏培养液：起始pH值为8.25，培养温度25～37℃，自然光照。
(2)螺旋藻养殖场一般养殖池离采收车间和厂房有一段距离，养殖池中藻液用污水泵输送到采收车间过滤进行螺旋藻采收，采收完滤液再从采收车间泵回养殖池，在滤液泵回养殖池的过程中，利用气液混合器(海泰美信工业(北京)有限公司生产)将滤液与小苏打厂排出的废气混合，达到气液混合反应的目的。
(3)在螺旋藻培养液pH值为9.66，通过气液混合器将小苏打厂的排出的尾气与该培养液混合，输送到养殖池培养液pH值降至为8.57，应用化学滴定法测定气液混合前后培养液的碳酸氢钠含量分别为6.37g/L和16.42g/L，结果表明：通过该种方法气液混合，培养液接近下降1个pH值，其碳酸氢钠却增加了2.58倍。
(4)上述操作步骤在内蒙古螺旋藻基地利用塑料大棚内(660m2)跑道式养殖，晴天条件下，每天净生长量达到OD值0.7～1.1之间，年产量达到800kg/棚。这比当地企业单位产量平均提高了17.6％，这表 明该方法具有重要的实用价值。
实施例3
(1)以螺旋藻养殖为例，首先配制实施例1的Z-氏培养液，起始pH值为8.25，培养温度25～37℃，自然光照。
(2)螺旋藻养殖场一般养殖池离采收车间和厂房有一段距离，养殖池中藻液用污水泵输送到采收车间过滤进行螺旋藻采收，采收完滤液再从采收车间泵回养殖池，在滤液泵回养殖池的过程中，利用气液混合器(海泰美信工业(北京)有限公司生产)将滤液与小苏打厂排出的废气混合，达到气液混合反应的目的。
(3)在螺旋藻培养液pH值为9.5，通过气液混合器将小苏打厂的排出的尾气与该培养液混合，输送到养殖池培养液pH值降至为8.5，应用化学滴定法测定气液混合前后培养液的碳酸氢钠含量分别为6.23g/L和16.35g/L，结果表明：通过该种方法气液混合，培养液下降1个pH值，其碳酸氢钠却增加了2.62倍。
(4)上述操作步骤在内蒙古螺旋藻基地利用塑料大棚内(660m2)跑道式养殖，晴天条件下，每天净生长量达到OD值0.7～1.1之间，年产量达到850kg。这比当地企业单位产量平均提高了25.1％，这表明该方法具有重要的实用价值。
实施例4
(1)以螺旋藻养殖为例，首先配制实施例1的Z-氏培养液，起始pH值为9，培养温度25～37℃，自然光照。
(2)螺旋藻养殖场一般养殖池离采收车间和厂房有一段距离，养殖池中藻液用污水泵输送到采收车间过滤进行螺旋藻采收，采收完滤液再从采收车间泵回养殖池，在滤液泵回养殖池的过程中，利用射流器(河北枣强射流真空设备总厂生产)将滤液与小苏打厂排出的废气混合，达到气液混合反应的目的。
(3)在螺旋藻培养液pH值为11，通过气液混合器将小苏打厂 的排出的尾气与该培养液混合，输送到养殖池培养液pH值降至为10.5，应用化学滴定法测定气液混合前后培养液的碳酸氢钠含量分别为2.16g/L和5.34g/L，结果表明：通过该种方法气液混合，培养液接近下降0.5个pH值，其碳酸氢钠却增加了2.47倍。
(4)上述操作步骤在内蒙古螺旋藻基地利用塑料大棚内(660m2)跑道式养殖，晴天条件下，每天净生长量达到OD值0.7～1.1之间，年产量达到760kg。这比当地企业单位产量平均提高了11.8％，这表明该方法具有重要的实用价值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种微藻养殖方法，其特征在于，其包括如下步骤：
（1）首先配制Z-氏培养液：碳酸氢钠16.8g/L，磷酸氢二钾0.5g/L，硝酸钠2.4g/L，硫酸钾1.0g/L，氯化钠1.0g/L，七水合硫酸镁0.2g/L，二水合氯化钙0.04g/L，七水合硫酸亚铁0.2g/L，EDTA二钠0.08g/L，混合均匀，起始pH值为8.25或9，培养温度25～37℃，自然光照；
（2）螺旋藻养殖场的养殖池离采收车间和厂房有一段距离，养殖池中藻液用污水泵输送到采收车间过滤进行螺旋藻采收，采收完滤液再从采收车间泵回养殖池，在滤液泵回养殖池的过程中，利用气液混合器或射流器将滤液与小苏打厂排出的废气混合，达到气液混合反应的目的；
（3）在螺旋藻培养液pH值为9.94时，通过气液混合器将小苏打厂的排出的尾气与该培养液混合，输送到养殖池，培养液pH值降至为8.05，应用化学滴定法测定气液混合前后培养液的碳酸氢钠含量分别为4.07g/L和19.25g/L；
或，在螺旋藻培养液pH值为9.66，通过气液混合器将小苏打厂的排出的尾气与该培养液混合，输送到养殖池培养液pH值降至为8.57，应用化学滴定法测定气液混合前后培养液的碳酸氢钠含量分别为6.37g/L和16.42g/L；
或，在螺旋藻培养液pH值为9.5，通过气液混合器将小苏打厂的排出的尾气与该培养液混合，输送到养殖池培养液pH值降至为8.5，应用化学滴定法测定气液混合前后培养液的碳酸氢钠含量分别为6.23g/L和16.35g/L；
或，在螺旋藻培养液pH值为11，通过气液混合器将小苏打厂的排出的尾气与该培养液混合，输送到养殖池培养液pH值降至为10.5，应用化学滴定法测定气液混合前后培养液的碳酸氢钠含量分别为2.16g/L和5.34g/L；
上述操作步骤在内蒙古螺旋藻基地660m2的塑料大棚内跑道式养殖。
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