CN106367351B

CN106367351B - 一种微藻收集方法及其应用

Info

Publication number: CN106367351B
Application number: CN201510437901.1A
Authority: CN
Inventors: 刘伟; 孙春燕
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2015-07-23
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2035-07-23
Also published as: CN106367351A

Abstract

本发明涉及微藻生物领域，公开了一种微藻收集方法及其应用。所述方法包括：(1)将培养后的微藻培养液进行沉降，使微藻培养液形成聚集态微藻悬浮液和上层清液；(2)采用吸盘以移动方式对聚集态微藻悬浮液进行采收，并通过与吸盘连通的输送装置将采收的聚集态微藻悬浮液送入下一级处理装置。在基本不影响微藻采收量的情况下，本发明的方法无需对所有微藻培养液进行输送过滤、处理量小、处理效率高、成本低。

Description

一种微藻收集方法及其应用

技术领域

本发明涉及微藻生物领域，具体地，涉及一种微藻收集方法及其应用。

背景技术

微藻是一种分布广、生长速度快、结构简单的单细胞生物。通过自身特有的代谢过程，可以生成多种结构独特的有价值化合物，包括多糖、蛋白质、维生素、脂肪酸及脂肪酸脂，是很有前景的经济作物。在微藻生长的同时，还可以固定大量的二氧化碳，对减排大气中的二氧化碳意义重大。

由于微藻体积较小，在水中的浓度低，通常浓度不超过百分之一，使得在微藻养殖过程中，收集十分困难，成本也十分巨大。目前，常用的微藻收集方法包括离心分离法和过滤分离法。

离心分离法虽然能达到收集微藻的目的，但需要除去大量水分，运行能耗大，成本高，操作繁琐，劳动强度大，不适合大规模的微藻养殖采收。

微藻个体体积小，易堵塞滤网。采用过滤分离时，需要加入助滤剂或者絮凝剂，使微藻形成较大的聚集体。但仍需要将固含量很低的微藻培养液全部输送过滤，输送量大，能耗高。

CN101597564A公开了一种微藻收获的方法。首先通过自制的微藻收获机将微藻培养装置中的培养液过滤，过滤后的微藻浓缩液置于培养装置中的指定区域，然后通过自制的微藻收获车收集处理指定区域的微藻浓缩液。该方法虽然处理浓缩液的体积较小，但仍需要对所有微藻培养液进行过滤。

美国微生物资源公司采用絮凝沉淀法富集盐藻。盐藻采收时，把培养液引入专用的采收沉淀池内，在适宜的搅拌下加入一定比例的絮凝剂，絮凝沉淀盐藻。然后用吸管直接伸到沉淀池的锥形底部真空吸取沉淀的盐藻藻泥。由于加入絮凝剂，每个培养周期都使用新鲜的盐溶液，而且需要将培养液全部引入沉淀池，操作较为繁琐，运行能耗较大，效率有待进一步提高。

因此，在基本不影响微藻采收量的情况下，研发一种无需对所有微藻培养液进行输送过滤、处理量小、处理效率高、成本低的微藻收集方法，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种微藻收集方法及其应用，该方法在基本不影响微藻采收量的情况下，无需对所有微藻培养液进行输送过滤、处理量小、处理效率高、成本低。

除了背景技术中提及的微藻收集方法，在现有常用的微藻收集方法中，通常利用输送装置(如蠕动泵)输送的方式将微藻培养液输送至分离装置进行分离，得到藻泥。但在输送装置输送的过程中，沉降在底部的微藻聚集体并不和上层清液同步移动，甚至沉降在底部不动。这样，输送装置输送、分离装置分离的大部分是微藻含量极少的上层清液，效率低，能量浪费。而且，上层清液输送完毕后，往往需要人工冲洗、收集沉降在底部的微藻聚集体，工作量大。本发明的发明人在研究中意外发现，通过先将培养后的微藻培养液进行沉降，使微藻培养液形成聚集态微藻悬浮液和上层清液，然后采用吸盘以移动方式对聚集态微藻悬浮液进行采收，并通过与吸盘连通的输送装置将采收的聚集态微藻悬浮液送入下一级处理装置的方式收集微藻，在基本不影响微藻采收量的情况下，无需对所有微藻培养液进行输送过滤、处理量小、处理效率高、成本低。

因此，为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种微藻收集方法，该方法包括：

(1)将培养后的微藻培养液进行沉降，使微藻培养液形成聚集态微藻悬浮液和上层清液；

(2)采用吸盘以移动方式对聚集态微藻悬浮液进行采收，并通过与吸盘连通的输送装置将采收的聚集态微藻悬浮液送入下一级处理装置。

第二方面，本发明提供了一种上述方法在微藻培养中的应用。

本发明的微藻收集方法，在基本不影响微藻采收量的情况下，无需对所有微藻培养液进行输送过滤、处理量小、处理效率高、成本低。在移动吸盘时可以手动操作也可以自动操作，处理方便灵活，且特别适用于开放式光生物反应器中微藻的收集。根据本发明的一种优选的实施方式，对于在碱性条件下培养的微藻，通过将微藻培养至微藻培养液的OD₆₈₀值为1-10，pH值为7.5-14，然后向培养液中加入作为微藻培养营养成分的三价铁离子化合物柠檬酸铁铵和EDTA铁的混合物，且柠檬酸铁铵和EDTA铁的摩尔比为2-1：1，使微藻培养液中的微藻自然分层沉降的方式进行微藻沉降，不仅因未引入新的离子对培养液性质不会产生影响，不影响培养液(包括培养液中的藻种)的重复利用且不会产生废液排放，而且有明显较高的微藻沉降率，更有利于微藻的聚集、采收。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

第一方面，本发明提供了一种微藻收集方法，该方法包括：

本发明方法中，步骤(1)中，微藻培养液经沉降后形成聚集态微藻悬浮液和上层清液。本领域技术人员应该理解的是，上层清液为沉降后微藻含量很少的上层培养液，聚集态微藻悬浮液为沉降后微藻含量很高的下层培养液。

本发明方法中，优选情况下，吸盘的面积不超过100cm²，进一步优选为10-80cm²。

本发明方法中，吸盘可以具有一定的几何形状，但对于吸盘的几何形状没有特别的限定，可以为圆形，也可以为非圆形，优选为圆形。其中，吸盘为圆形吸盘时，圆形吸盘的直径可以为0.1-10cm。

本发明方法中，对于吸盘的材质没有特别的限定，可以为金属，也可以为非金属，优选情况下，吸盘的材质为不锈钢或者塑料。其中，塑料可以包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯等。

本发明方法中，吸盘的边缘可以设置有万向轮和/或滚珠，也可以不设置万向轮和/或滚珠。为了操作方便，吸盘的边缘优选设置有万向轮和/或滚珠，进一步优选地，吸盘的边缘设置有2-4个均匀分布的万向轮和/或滚珠。本领域技术人员应该理解的是，吸盘和微藻培养装置底部之间的间隙即为万向轮和/或滚珠的高度。考虑到既能使吸盘移动方便，起到支撑作用，又能更好的采收聚集态微藻悬浮液，优选情况下，万向轮和/或滚珠的高度为聚集态微藻悬浮液高度的100-200％，进一步优选为100-150％。

本发明方法中，对于输送装置没有特别的限定，可以为本领域常用的各种用于输送藻液的装置，优选情况下，输送装置为压力泵或真空泵，进一步优选为蠕动泵。吸盘与输送装置可以通过软管连通。

本发明方法中，为了更完全地采收聚集态微藻悬浮液，尽可能少的吸收上层清液，同时不使沉降的微藻聚集体漂浮，优选情况下，单位时间吸盘的移动面积为s，万向轮和/或滚珠的高度为h，单位时间输送装置的输送量为v，通过控制吸盘的移动速度和输送装置的输送速度，使得v＝s*h。本领域技术人员应当理解的是，移动面积是指移动吸盘时吸盘经过的微藻培养装置底部区域的面积，单位时间吸盘采收的培养液的量与单位时间内输送装置的输送量相同，本发明中，吸盘移动不走重复路线，当在v＝s*h的优选情况下，吸盘能够更完全地采收聚集态微藻悬浮液，尽可能少的吸收上层清液，同时不使沉降的微藻聚集体漂浮。

本发明方法中，对于移动吸盘的方式没有特别的限定，可以为本领域技术人员能够想到的各种方式，优选情况下，移动吸盘的方式包括：将吸盘通过软管连接至操作杆上，操作杆通过人工操作或安装在移动装置上进行移动。对于移动装置没有特别的限定，可以为本领域常用的各种移动装置，例如可以为移动车。

本发明方法中，微藻在微藻培养装置中培养，优选情况下，微藻培养装置为开放式光生物反应器，进一步优选地，开放式光生物反应器为跑道式光生物反应器或箱体式光生物反应器。对于开放式光生物反应器的材质没有特别的限定，可以为本领域常用的各种材质，优选地，开放式光生物反应器的材质为金属、水泥、无机玻璃、有机玻璃或塑料，进一步优选为水泥。其中，塑料可以包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯等。

本领域技术人员应该理解的是，在实际的微藻培养过程中，培养温度、光照强度和培养液的pH值往往无法控制在一个精确的点值，而是在一个范围内进行波动。对于微藻培养时的培养温度、光照强度和培养液的pH值没有特别的限定，可以根据培养的微藻的具体种类分别选择本领域常用的各种培养温度、光照强度和培养液的pH值，此为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。

本发明方法中，步骤(1)中，对于微藻沉降的方法没有特别的限定，可以为本领域常用的各种微藻沉降方法，例如可以为絮凝剂法沉降和pH值调节法沉降。优选情况下，微藻沉降的方法包括：在微藻培养体系中，当培养至微藻培养液的OD₆₈₀值为1-10时，将微藻培养液的pH值调节为7.5-14，进一步优选为8-11，然后向微藻培养液加入三价铁离子化合物，进行自然分层沉降。

本发明方法中，当培养微藻至培养液的OD₆₈₀值为1-10时，微藻培养进入培养周期的后期，即进入平台期，然后聚集进入平台期的微藻并进行分离采收。

本发明方法中，三价铁离子化合物的加入量的可选择范围较宽，综合考虑微藻沉降的效果、重复利用的方便性和成本，优选情况下，以三价铁离子计，对于每升微藻培养液，三价铁离子化合物的加入量为0.001-0.1mmol，进一步优选为0.01-0.05mmol。

本发明方法中，本发明的发明人在研究中发现，当微藻为在碱性条件下培养的微藻时，将微藻培养至微藻培养液的OD₆₈₀值为1-10，微藻培养液的pH值为7.5-14后，向培养液中加入作为微藻培养营养成分的三价铁离子化合物，然后使微藻培养液中的微藻自然分层沉降，不仅对培养液性质不会产生影响，不影响培养液(包括培养液中的藻种)的重复利用且不会产生废液排放，而且有明显较高的微藻沉降率，更有利于微藻的聚集、采收。因此，优选地，当微藻在碱性条件下培养时，所述铁离子化合物为柠檬酸铁铵和EDTA铁中的一种或两种。本发明的发明人在研究中进一步发现，当三价铁离子化合物为柠檬酸铁铵和EDTA铁的混合物时，能够进一步提高微藻聚集的效果，且当柠檬酸铁铵和EDTA铁的摩尔比为2-1：1时，能够更进一步提高微藻聚集的效果，因此，三价铁离子化合物进一步优选为柠檬酸铁铵和EDTA铁的混合物，更优选地，柠檬酸铁铵和EDTA铁的摩尔比为2-1：1。进一步优选地，微藻为单针藻、小球藻、杜氏藻和螺旋藻中的至少一种。

本发明方法中，本发明的发明人在研究中进一步发现，在加入三价铁离子化合物后，降低微藻培养液的混合强度，能够促进微藻聚集体进一步互相聚集，形成更大体积的聚集体，更有利于培养液中微藻的快速分层沉降。因此，优选情况下，所述凝聚法沉降还包括：在加入三价铁离子化合物后，降低微藻培养液的混合强度。

本发明方法中，降低后的混合强度为降低前混合强度的0％-99％，优选为0％-80％，更优选为0％-50％。降低混合强度后，混合1-10天，优选1-5天，然后停止混合进行自然分层沉降。

本发明方法中，对于微藻培养液的混合方式没有特别的限定，可以为本领域常用的各种方式，例如可以包括磁力搅拌、机械搅拌和气体鼓泡流化。磁力搅拌、机械搅拌和气体鼓泡流化的具体方法为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。

本发明方法中，对于下一级处理装置没有特别的限定，可以为微藻聚集后常用的各种下一级处理装置，优选情况下，下一级处理装置为分离装置或储存装置，分离装置进一步优选为离心装置或过滤装置，储存装置进一步优选为微藻浓缩液储存罐。

本发明方法中，优选情况下，还包括：采收结束后，取出吸盘，搅拌剩余的微藻培养液，补加微藻培养的营养成分，重复进行培养。

第二方面，本发明提供了上述方法在微藻培养中的应用。

实施例

以下将通过实施例和对比例对本发明进行详细描述。

以下实施例和对比例中：

微藻培养液的光密度值(OD值)测定：光密度值用分光光度计测定，以蒸馏水作对照，测定微藻培养液在波长680nm处的吸光值，作为微藻浓度的指标。

微藻培养液自然分层沉降T小时后的微藻沉降率的测定方法包括：测量680nm波长下停止混合时微藻培养液的OD值OD₀，将微藻培养液自然分层沉降T小时后，测量680nm波长下上清液的OD值OD_T。则微藻培养液自然分层沉降T小时后的微藻沉降率的计算公式为：(OD₀-OD_T)/OD₀×100％。

单针藻购自中科院武汉水生生物研究所，小球藻和螺旋藻购自中科院武汉植物园。

炼厂制氢尾气为中国石化公司石家庄炼化分公司的炼厂制氢尾气，二氧化碳的含量为15-20重量％，使用前进行净化除去固体颗粒物并进行冷却。

微藻培养时使用的培养基A：培养基成份见表1-2，在培养基A中NaNO₃为氮源。

表1培养基A

组分	含量，mg/L
		K<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub>·3H<sub>2</sub>O	40
NaNO<sub>3</sub>	1500
		Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>	20
MgSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O	75
		CaCl<sub>2</sub>·2H<sub>2</sub>O	36
柠檬酸	6
		柠檬酸铁铵	6
EDTA铁	3
		EDTA-2Na	1
微量元素A5	1

表2微量元素A5

组分

组成，mg/L

H<sub>3</sub>BO<sub>3</sub>	2860
		MnCl<sub>2</sub>·4H<sub>2</sub>O	1810
ZnSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O	222
		CuSO<sub>4</sub>·5H<sub>2</sub>O	79
NaMoO<sub>4</sub>·5H<sub>2</sub>O	390
		Co(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>·6H<sub>2</sub>O	50

微藻培养时使用的BG11培养基：培养基成份见表3-4，在BG11培养基中NaNO₃为氮源。

表3 BG11培养基

组分	含量，mg/L
		K<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub>·3H<sub>2</sub>O	40
NaNO<sub>3</sub>	1500
		Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>	20
MgSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O	75
		CaCl<sub>2</sub>·2H<sub>2</sub>O	36
柠檬酸	6
		柠檬酸铁铵	6
EDTA-2Na	1
		微量元素A5	1

表4微量元素A5

组分	组成，mg/L
		H<sub>3</sub>BO<sub>3</sub>	2860
MnCl<sub>2</sub>·4H<sub>2</sub>O	1810

ZnSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O	222
		CuSO<sub>4</sub>·5H<sub>2</sub>O	79
NaMoO<sub>4</sub>·5H<sub>2</sub>O	390
		Co(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>·6H<sub>2</sub>O	50

实施例1

本实施例用于说明本发明的微藻收集方法。

将单针藻藻种接种到装有10,000L培养液的开放式水泥跑道池光生物反应器中，接种单针藻藻种后培养液的OD₆₈₀值为0.078。开放式水泥跑道池光生物反应器的跑道池面积为50m²。培养液由硝酸钠、碳酸氢钠和培养基A复合组成，每升培养液中硝酸钠的含量为0.018mol，碳酸氢钠的含量为1mol，柠檬酸铁铵的含量为0.013mmol，EDTA铁的含量为0.0065mmol。炼厂制氢尾气经净化并冷却至25℃后从跑道池表面通过分散器鼓泡形式进入培养液中，炼厂制氢尾气的进气流量为2000L/h。在22-25℃、光照1800-5000Lux、pH值8-12、搅拌转速200rpm下培养，pH值通过炼厂制氢尾气的进气流量和进气时间控制。培养15天后，培养液的OD₆₈₀值为1.8，pH值为9，对于每升培养液，向培养液中补加0.013mmol柠檬酸铁铵和0.0065mmol的EDTA铁，并将进气流量降为1000L/h，将搅拌转速降为100rpm。5天(5天内温度为22-25℃、光照强度为1800-5000Lux、pH值为9-11)后停止搅拌和进气，测得培养液的OD₆₈₀值为1.9，开放式水泥跑道池光生物反应器中的培养液进行自然分层沉降。1小时后，测得上清液的OD₆₈₀值为0.35，即自然分层沉降1小时后的单针藻的沉降率为81.6％。12小时后，测得上清液的OD₆₈₀值为0.076，即自然分层沉降12小时后的单针藻的沉降率为96％。

12小时后，开放式水泥跑道池光生物反应器中沉降的聚集态单针藻悬浮液的高度为2cm。放入直径为5cm、万向轮高为2cm的圆形吸盘，吸盘和开放式水泥跑道池光生物反应器底部之间的间隙为2cm。吸盘的边缘设置有2个万向轮，吸盘的材质为不锈钢。吸盘通过软管和蠕动泵连接。将软管连接至操作杆上，人工操作操作杆在开放式水泥跑道池光生物反应器底部移动吸盘吸收聚集态单针藻悬浮液，吸盘的移动速度为5m/min，每分钟移动吸收0.25m²的开放式水泥跑道池光生物反应器底部的聚集态单针藻悬浮液。启动蠕动泵，通过吸盘和软管将聚集态单针藻悬浮液送入离心泵中离心分离采收。其中，蠕动泵的流量为5L/min。4小时后收集完毕，收集的聚集态单针藻悬浮液的量为1200L，占总培养液体积的12％。收集的聚集态单针藻悬浮液经离心分离后得到24Kg藻泥。收集结束后，取出吸盘，搅拌开放式水泥跑道池光生物反应器中剩余的单针藻培养液，补充培养基成分后继续用于培养单针藻。

实施例2

本实施例用于说明本发明的微藻收集方法。

将螺旋藻藻种接种到装有10,000L培养液的开放式水泥跑道池光生物反应器中，接种螺旋藻藻种后培养液的OD₆₈₀值为0.13。开放式水泥跑道池光生物反应器的跑道池面积为50m²。培养液由硝酸钠、碳酸氢钠和培养基A复合组成，每升培养液中硝酸钠的含量为0.02mol，碳酸氢钠的含量为1.5mol，柠檬酸铁铵的含量为0.02mmol，EDTA铁的含量为0.01mmol。炼厂制氢尾气经净化并冷却至25℃后从跑道池表面通过分散器鼓泡形式进入培养液中，炼厂制氢尾气的进气流量为2000L/h。在22-25℃、光照1800-5000Lux、pH值8-12、搅拌转速200rpm下培养，pH值通过炼厂制氢尾气的进气流量和进气时间控制。培养15天后，培养液的OD₆₈₀值为3.2，pH值为9，对于每升培养液，向培养液中补加0.03mmol柠檬酸铁铵和0.02mmol的EDTA铁，并将进气流量降为1600L/h，将搅拌转速降为160rpm。5天(5天内温度为22-25℃、光照强度为1800-5000Lux、pH值为9-11)后停止搅拌和进气，测得培养液的OD₆₈₀值为3.9，开放式水泥跑道池光生物反应器中的培养液进行自然分层沉降。1小时后，测得上清液的OD₆₈₀值为0.51，即自然分层沉降1小时后的螺旋藻的沉降率为86.9％。12小时后，测得上清液的OD₆₈₀值为0.23，即自然分层沉降12小时后的螺旋藻的沉降率为94.1％。

12小时后，开放式水泥跑道池光生物反应器中沉降的聚集态螺旋藻悬浮液的高度为3cm。放入直径为5cm、万向轮高为3cm的圆形吸盘，吸盘和开放式水泥跑道池光生物反应器底部之间的间隙为3cm。吸盘的边缘设置有4个万向轮，吸盘的材质为不锈钢。吸盘通过软管和蠕动泵连接。将软管连接至操作杆上，人工操作操作杆在开放式水泥跑道池光生物反应器底部移动吸盘吸收聚集态螺旋藻悬浮液，吸盘的移动速度为5m/min，每分钟移动吸收0.25m²的开放式水泥跑道池光生物反应器底部的聚集态螺旋藻悬浮液。启动蠕动泵，通过吸盘和软管将聚集态螺旋藻悬浮液送入离心泵中离心分离采收。其中，蠕动泵的流量为7.5L/min。4小时后收集完毕，收集的聚集态螺旋藻悬浮液的量为1800L，占总培养液体积的18％。收集的聚集态螺旋藻悬浮液经离心分离后得到37Kg藻泥。收集结束后，取出吸盘，搅拌开放式水泥跑道池光生物反应器中剩余的螺旋藻培养液，补充培养基成分后继续用于培养螺旋藻。

实施例3

本实施例用于说明本发明的微藻收集方法。

将小球藻藻种接种到装有10,000L培养液的开放式水泥跑道池光生物反应器中，接种小球藻藻种后培养液的OD₆₈₀值为0.15。开放式水泥跑道池光生物反应器的跑道池面积为50m²。培养液由硝酸钠、碳酸氢钠和培养基A复合组成，每升培养液中硝酸钠的含量为0.01mol，碳酸氢钠的含量为0.5mol，柠檬酸铁铵的含量为0.014mmol，EDTA铁的含量为0.007mmol。炼厂制氢尾气经净化并冷却至25℃后从跑道池表面通过分散器鼓泡形式进入培养液中，炼厂制氢尾气的进气流量为2000L/h。在22-25℃、光照1800-5000Lux、pH值8-10.5、搅拌转速200rpm下培养，pH值通过炼厂制氢尾气的进气流量和进气时间控制。培养15天后，培养液的OD₆₈₀值为2.1，pH值为9，对于每升培养液，向培养液中补加0.01mmol柠檬酸铁铵和0.01mmol的EDTA铁，并将进气流量降为400L/h，将搅拌转速降为40rpm。5天(5天内温度为22-25℃、光照强度为1800-5000Lux、pH值为9-11)后停止搅拌和进气，测得培养液的OD₆₈₀值为2.7，开放式水泥跑道池光生物反应器中的培养液进行自然分层沉降。1小时后，测得上清液的OD₆₈₀值为0.42，即自然分层沉降1小时后的小球藻的沉降率为84.4％。12小时后，测得上清液的OD₆₈₀值为0.12，即自然分层沉降12小时后的小球藻的沉降率为95.6％。

12小时后，开放式水泥跑道池光生物反应器中沉降的聚集态小球藻悬浮液的高度为4cm。放入边长为5cm、滚珠高度为5cm的正方形吸盘，吸盘和开放式水泥跑道池光生物反应器底部之间的间隙为5cm。吸盘的边缘设置有2个滚珠，吸盘的材质为聚乙烯塑料。吸盘通过软管和蠕动泵连接。将软管连接至操作杆上，并将操作杆安装在移动车上自动操作操作杆在开放式水泥跑道池光生物反应器底部移动吸盘吸收聚集态小球藻悬浮液，吸盘的移动速度为5m/min，每分钟移动吸收0.25m²的开放式水泥跑道池光生物反应器底部的聚集态小球藻悬浮液。启动蠕动泵，通过吸盘和软管将聚集态小球藻悬浮液送入过滤器中过滤分离采收。其中，蠕动泵的流量为12.5L/min。4小时后收集完毕，收集的聚集态小球藻悬浮液的量为2400L，占总培养液体积的24％。收集的聚集态小球藻悬浮液经过滤分离后得到24Kg藻泥。收集结束后，取出吸盘，搅拌开放式水泥跑道池光生物反应器中剩余的小球藻培养液，补充培养基成分后继续用于培养小球藻。

实施例4

按照实施例1的方法，不同的是，培养15天后，向培养液中补加0.02mmol的三氯化铁，替代0.013mmol柠檬酸铁铵和0.0065mmol的EDTA铁。

5天后停止搅拌和进气，测得培养液的OD₆₈₀值为1.8，开放式水泥跑道池光生物反应器中的培养液进行自然分层沉降。1小时后，测得上清液的OD₆₈₀值为0.46，即自然分层沉降1小时后的单针藻的沉降率为74.4％。12小时后，测得上清液的OD₆₈₀值为0.28，即自然分层沉降12小时后的单针藻的沉降率为84.4％。

12小时后，开放式水泥跑道池光生物反应器中沉降的聚集态单针藻悬浮液的高度为2cm。放入吸盘，通过移动吸盘吸收聚集态单针藻悬浮液，吸盘的移动速度为5m/min，每分钟吸收0.25m²的开放式水泥跑道池光生物反应器底部的聚集态单针藻悬浮液。蠕动泵的流量为5L/min。4小时后收集完毕，收集的聚集态单针藻悬浮液的量为1200L，占总培养液体积的12％。收集的聚集态单针藻悬浮液经离心分离后得到19Kg藻泥。

实施例5

按照实施例1的方法，不同的是，用BG11培养基代替培养基A，且每升培养液中柠檬酸铁铵的含量为0.02mmol；培养15天后，对于每升培养液，向培养液中补加0.02mmol柠檬酸铁铵。

5天后停止搅拌和进气，测得培养液的OD₆₈₀值为1.85，开放式水泥跑道池光生物反应器中的培养液进行自然分层沉降。1小时后，测得上清液的OD₆₈₀值为0.39，即自然分层沉降1小时后的单针藻的沉降率为78.9％。12小时后，测得上清液的OD₆₈₀值为0.21，即自然分层沉降12小时后的单针藻的沉降率为88.6％。

12小时后，开放式水泥跑道池光生物反应器中沉降的聚集态单针藻悬浮液的高度为2cm。放入吸盘，通过移动吸盘吸收聚集态单针藻悬浮液，吸盘的移动速度为5m/min，每分钟吸收0.25m²的开放式水泥跑道池光生物反应器底部的聚集态单针藻悬浮液。蠕动泵的流量为5L/min。4小时后收集完毕，收集的聚集态单针藻悬浮液的量为1200L，占总培养液体积的12％。收集的聚集态单针藻悬浮液经离心分离后得到21Kg藻泥。

实施例6

按照实施例1的方法，不同的是，培养15天后，向培养液中补加0.005mmol柠檬酸铁铵和0.015mmol的EDTA铁，替代0.013mmol柠檬酸铁铵和0.0065mmol的EDTA铁。

5天后停止搅拌和进气，测得培养液的OD₆₈₀值为1.85，开放式水泥跑道池光生物反应器中的培养液进行自然分层沉降。1小时后，测得上清液的OD₆₈₀值为0.37，即自然分层沉降1小时后的单针藻的沉降率为80％。12小时后，测得上清液的OD₆₈₀值为0.16，即自然分层沉降12小时后的单针藻的沉降率为91.4％。

12小时后，开放式水泥跑道池光生物反应器中沉降的聚集态单针藻悬浮液的高度为2cm。放入吸盘，通过移动吸盘吸收聚集态单针藻悬浮液，吸盘的移动速度为5m/min，每分钟吸收0.25m²的开放式水泥跑道池光生物反应器底部的聚集态单针藻悬浮液。蠕动泵的流量为5L/min。4小时后收集完毕，收集的聚集态单针藻悬浮液的量为1200L，占总培养液体积的12％。收集的聚集态单针藻悬浮液经离心分离后得到22.3Kg藻泥。

对比例1

按照实施例1的方法，不同的是，12小时后，启动蠕动泵，通过吸管将开放式水泥跑道池光生物反应器中全部培养液送入离心泵中离心分离采收。其中，蠕动泵的流量为10L/min，大约18h收集完毕培养液。但大部分微藻沉积在跑道池底部，需要同时人工清理，得到25Kg藻泥。

将实施例1与实施例4-6比较可知，微藻为在碱性条件下培养的微藻时，采用凝聚法沉降的方式进行微藻沉降，且加入的三价铁离子化合物为柠檬酸铁铵和EDTA铁的混合物，且柠檬酸铁铵和EDTA铁的摩尔比为2-1：1时，不仅因未引入新的离子，不影响培养液(包括培养液中的藻种)的重复利用，且不会产生废液排放，而且有明显较高的微藻沉降率，更有利于微藻的聚集、采收。

将实施例1与对比例1比较可知，在基本不影响微藻采收量的情况下，本发明的方法无需对所有微藻培养液进行输送过滤、处理量小、处理效率高、成本低，同时，不影响微藻培养液的重复利用。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种微藻收集方法，其特征在于，所述方法包括：

(2)采用吸盘以移动方式对聚集态微藻悬浮液进行采收，并通过与吸盘连通的输送装置将采收的聚集态微藻悬浮液送入下一级处理装置；

其中，所述吸盘的边缘设置有万向轮和/或滚珠，所述万向轮和/或滚珠的高度为聚集态微藻悬浮液高度的100-200％；

步骤(1)中，沉降的方法包括：在微藻培养体系中，当培养至微藻培养液的OD₆₈₀值为1-10时，将微藻培养液的pH值调节为7.5-14，然后向微藻培养液中加入三价铁离子化合物，进行自然分层沉降；

所述三价铁离子化合物为柠檬酸铁铵和EDTA铁的混合物，且柠檬酸铁铵和EDTA铁的摩尔比为2-1：1；

在加入三价铁离子化合物后，降低微藻培养液的混合强度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述吸盘的面积不超过100cm²。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述吸盘的面积为10-80cm²。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述吸盘为圆形吸盘。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述吸盘的边缘设置有2-4个均匀分布的万向轮和/或滚珠。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，单位时间吸盘的移动面积为s，万向轮和/或滚珠的高度为h，单位时间输送装置的输送量为v，通过控制吸盘的移动速度和输送装置的输送速度，使得v＝s*h。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述微藻在微藻培养装置中培养，所述微藻培养装置为开放式光生物反应器。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述开放式光生物反应器为跑道式光生物反应器或箱体式光生物反应器。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，以三价铁离子计，对于每升微藻培养液，所述三价铁离子化合物的加入量为0.001-0.1mmol。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，降低后的混合强度为降低前混合强度的0％-80％。

11.根据权利要求1-10中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括：采收结束后，取出吸盘，搅拌剩余的微藻培养液，补加微藻培养的营养成分，重复进行培养。

12.权利要求1-11中任意一项所述的方法在微藻培养中的应用。