申请日2010.10.15
公开(公告)日2011.01.26
IPC分类号C11B1/00; C11B1/04; C11B1/10; C10L1/02; C02F9/14; C12P5/02; C12P7/08; C12N1/12
摘要
基于生活污水低碳排放资源化的微藻油脂生产方法，它属于油脂生产领域。本发明解决了生活污水处理过程碳回收率低和微藻油脂成本高的问题。本发明方法如下：将经一级处理的废水进行灭菌处理，导入光生物反应器中;然后向光生物反应器中接种微藻，以CO2作为曝气气源进行培养，收集出水中的微藻，再经脱水后提取油脂，即得到微藻油脂。本发明的方法具有碳回收率高、油脂的生产成本低的优点。本发明应用于生物柴油领域。
翻译权利要求书
1.基于生活污水低碳排放资源化的微藻油脂生产方法，其特征在于基于生活污水低碳排放资源化的微藻油脂生产方法是按下述步骤进行的：将经一级处理的废水进行灭菌处理，导入光生物反应器中;然后向光生物反应器中接种微藻，以CO2作为曝气气源进行培养，培养过程先间歇运行至微藻对数生长且密度达到0.2g/L以上，然后改为连续进水，连续进水期间控制pH始终保持在5～10，收集出水中的微藻，再将微藻脱水后提取油脂，即得到微藻油脂。
2.根据权利要求1所述的基于生活污水低碳排放资源化的微藻油脂生产方法，其特征在于所述废水为生活污水、啤酒废水或糖蜜废水。
3.根据权利要求2所述的基于生活污水低碳排放资源化的微藻油脂生产方法，其特征在于所述灭菌预处理采用高温高压、次氯酸钙、臭氧、Cl2、二氧化氯或紫外线灭菌法进行。
4.根据权利要求3所述的基于生活污水低碳排放资源化的微藻油脂生产方法，其特征在于所述微藻为小球藻、栅藻、集胞藻、螺旋藻或盐藻。
5.根据权利要求4所述的基于生活污水低碳排放资源化的微藻油脂生产方法，其特征在于所述的CO2由烟道气或者空气提供。
6.根据权利要求5所述的基于生活污水低碳排放资源化的微藻油脂生产方法，其特征在于所述CO2曝气的速度为0.1vvm～2vvm。
7.根据权利要求6所述的基于生活污水低碳排放资源化的微藻油脂生产方法，其特征在于所述培养过程中光照强度为1000lx～20000lx，光暗周期为8h:16h～24h:0h，光生物反应器内温度为20℃～40℃。
8.根据权利要求6所述的基于生活污水低碳排放资源化的微藻油脂生产方法，其特征在于光照强度为3000lx，光暗周期为12h:12h，光生物反应器内温度为30℃
9.根据权利要求7所述的基于生活污水低碳排放资源化的微藻油脂生产方法，其特征在于所述微藻的收集采用混凝-气浮法、混凝-沉淀法、离心法或砂滤法进行。
10.根据权利要求1-9中任意一项权利要求所述的基于生活污水低碳排放资源化的微藻油脂生产方法，其特征在于所述提取油脂方法为氯仿-甲醇法、乙醚-石油醚法、索氏抽提法或电磁脉冲法。
说明书
基于生活污水低碳排放资源化的微藻油脂生产方法
技术领域
本发明属于油脂生产领域。
背景技术
由于生物柴油具有“碳平衡”的特性，因此能够缓解全球温室效应，而且其污染物排放水平较石化柴油要低，所以全球近年来生物柴油的产量出现了大幅提高，然而生物柴油高昂的成本和不足的原料供应，阻碍了生物柴油的进一步推广应用。在生物柴油的生产成本中，原料所占比重最大，一般在70%～80%之间，目前世界各国主要以植物油或餐饮废油作为原料进行生物柴油的工业化生产，这样生产出来的生物柴油成本较石化柴油高，在没有政策倾斜的情况下，市场竞争力很低，而且产量也有限，无法满足不断增长的需求。微藻作为生物能源的原料，早已被提出并经过实验验证，不过由于光照的限制，藻细胞的密度较低，而且藻细胞粒径较小，因此收集困难，成本较高，还无法与石化能源等进行竞争。
经济的发展和人民生活水平的提高还会引起废水排放量的增加，造成严重的水污染问题。中国内湖以及沿海地区由于富营养化也频频出现严重的“赤潮”和“水华”问题，不仅给水产养殖业带来了重大的损失，而且也直接威胁到了人民的身体健康。城市污水或工业废水中蕴含着丰富的有机物，传统的污水处理方法是在无氧或有氧的条件下，单纯通过微生物的氧化作用将有机化合物最大限度的转化为无机化合物，其中大部分的C以CO2的形式被释放到大气中去。传统的污水处理方法，工艺简单、处理效率高，处理后的污水可以直接排放到自然水体中去;但是，传统的处理方法不能有效的回收利用污水中有机化合物所蕴含的能量，并且对于某些含有大量氮磷营养物质的废水需要进行深度处理才能达到污水排放标准，同时在处理过程中会向大气中释放大量的CO2和CH4等温室气体，碳的回收率较低，不利于温室效应的缓解，因而有待于进一步的改进。
目前，生活污水处理过程碳回收率低和微藻油脂成本高。
发明内容
本发明的目的是为了解决生活污水处理过程碳回收率低和微藻油脂成本高的问题;而提供基于生活污水低碳排放资源化的微藻油脂生产方法。
基于生活污水低碳排放资源化的微藻油脂生产方法是按下述步骤进行的：将经一级处理(一级处理也叫预处理，是通过沉淀、浮选、过滤等物理方法去除污水中的悬浮状固体物质，或通过凝聚、氧化、中和等化学方法，使污水中的强酸、强碱和过浓的有毒物质，得到初步净化。)的废水进行灭菌处理，导入光生物反应器中;然后向光生物反应器中接种微藻，以CO2作为曝气气源进行培养，培养过程先间歇运行至微藻对数生长且密度达到0.2g/L以上，然后改为连续进水，连续进水期间控制pH始终保持在5～10，收集出水中的微藻，再经脱水后提取油脂，即得到微藻油脂。
在本发明中，利用微藻处理生活污水，能够在处理污水的同时获得微藻生物质，并从中提取油脂作为生物柴油的原料，从而减低了微藻油脂的生产成本，充分利用碳源，减少对二次环境的污染。本发明中COD、氨氮和总磷的去除率均较高，可以满足污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级标准。本发明方法的耐冲击负荷大，适用于进水流量变化较大的地区。产生的微藻生物质收集后，可以提取油脂，将油脂作为生物柴油的生产原料，并可将提取油脂后的剩余物进行厌氧发酵生产沼气或乙醇，真正达到废物的资源化。