申请日2009.04.14
公开(公告)日2009.09.09
IPC分类号C12N1/12; C02F9/14; C02F3/32
摘要
本发明公开一种利用生活污水和工业废水生产微藻的方法，包括以下步骤：初期培养步骤，将经过一级处理并过滤的生活污水加入生物反应器后，在生物反应器中加入藻种，在光照、通空气和二氧化碳的条件下搅拌培养，直到微藻细胞生长进入稳定期;油脂诱导步骤，在生物反应器中按照1∶200～1∶1000的体积比加入蔗糖渣发酵后的工业废液，诱导微藻细胞内的油脂积累;提取步骤，在油脂积累达到稳定后，提取生物反应器中的微藻细胞。本发明可连续生产高油脂含量的微藻，并显著降低微藻的培养成本，有利于微藻生物培养的产业化。
权利要求书
1、一种利用生活污水和工业废水生产微藻的方法，其特征在于，该方法 包括以下步骤：
初期培养步骤，将经过一级处理并过滤的生活污水加入生物反应器后， 在生物反应器中加入藻种，在光照、通空气和二氧化碳的条件下搅拌培养， 直到微藻细胞生长进入稳定期;
油脂诱导步骤，在生物反应器中按照1∶200～1∶1000的体积比加入蔗糖 渣发酵后的工业废液，诱导微藻细胞内的油脂积累;
提取步骤，在油脂积累达到稳定后，提取生物反应器中的微藻细胞。
2、如权利要求1所述的利用生活污水和工业废水生产微藻的方法，其特 征在于，在所述初期培养步骤中，还添加有尿素。
3、如权利要求1所述的利用生活污水和工业废水生产微藻的方法，其特 征在于，在所述油脂诱导步骤之前还包括有：
脱水步骤，将达到稳定生长期的微藻培养液通过脱水装置进行脱水。
4、如权利要求1所述的利用生活污水和工业废水生产微藻的方法，其特 征在于，在所述初期培养步骤中，培养条件为：温度20-30℃、pH值7.5-10， 二氧化碳通气量为每日2升、平均光照时间为每日9小时、光照强度范围为 100～1200微爱因斯坦/平方米秒。
5、如权利要求1所述的利用生活污水和工业废水生产微藻的方法，其特 征在于，在所述油脂诱导步骤中，加入的工业废水与生物反应器内藻培养液 的体积比为1∶800。
6、如权利要求1所述的利用生活污水和工业废水生产微藻的方法，其特 征在于，在所述油脂诱导步骤中，培养条件为：温度20℃-30℃，pH值7.5-10.0， 平均光照时间为每日14小时，光照强度范围为100～1200微爱因斯坦/平方米 秒。
7、如权利要求1所述的利用生活污水和工业废水生产微藻的方法，其特 征在于，在所述初期培养步骤中，对经过一级处理的生物污水进行过滤具体 包括：
以50μm的尼龙过滤膜过滤掉水中的大颗粒杂质后，通过多级过滤装置 除去水中的细菌类微生物。
8、如权利要求1所述的利用生活污水和工业废水生产微藻的方法，其特 征在于，在所述初期培养步骤中，加入生物反应器中的藻种为小球藻菌。
说明书
利用生活污水和工业废水生产微藻的方法
技术领域
本发明涉及微藻培养技术，尤其涉及一种利用生活污水和工业废水生产 微藻的方法。
背景技术
随着世界原油的迅速消耗，石油价格的不断增长，生物柴油等可再生能 源近年来开始受到人们的关注。生物柴油(Biodiesel)是生物质能的一种， 它是指动植物或微生物的油脂经过酯交换等技术得到的一种长链脂肪酸的单 烷基酯。生物柴油可再生、降解，不含硫及芳香类化合物，是一种对环境友 好的能源，因此受到世界各国的广泛关注。
生物柴油早期主要来源于油料作物。现在随着石油消耗的迅速增长，尽 管餐饮废油及动物脂肪已用于生物柴油的生产，但这些来源远远不能满足人 们的需要，而且，油料作物还会大量的占用农业生产耕地，以美国为例，仅 仅满足每年交通燃料需求的50%，即使是产油量最高的油棕，就需要占用现 有耕地的24%。为了避免与农业争地，近年来各国对利用油料作物生产生物 柴油比较慎重。
微藻可以利用二氧化碳和阳光，外加营养元素进行光合作用，生长繁殖。 同时通过生物合成反应将碳元素转化成脂类物质储存在细胞中。同传统的油 料作物相比，微藻具有很多优势：(1)油产量高，同样的单位生产面积微藻 的原油产量高于最好的油料作物;(2)培养液可循环利用，节水;(3)生活 及工业废水培养液经过处理才释放，对环境友好;(4)微藻可以生活在海水 和污水中，不会占用耕地，不需要使用除草剂或杀虫剂，同时微藻可以吸收 工业释放的二氧化碳，除去引起河水湖水污染的氮和磷元素;(3)生物质利 用率高，提脂后剩余的生物质可发酵生产甲醇和乙醇，或者作为饲料添加剂 添加到牲畜饲料中。正因为如此，早在半个世纪前人们就开始了对这项技术 的研究，但是利用微藻生产生物柴油的方法存在很多问题，成本太高阻碍了 该项技术的产业化。
现阶段微藻的培养主要以光生物反应器内的异养为主。在外加碳源、矿 物质、光源及通气的条件下，微藻可在短时间内迅速生长，但是该方法需要 添加微藻生长所必须的各种营养物质及微量元素，成本极高，并且受到光生 物反应器体积的限制，无法实现微藻的大规模培养;另外，微藻会在氮饥饿 的条件下大量积累油脂，但是在微藻生长的过程中，异养培养液中丰富的氮 源反而限制了油脂的积累。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种利用生活污水和工业废水生产 微藻的方法，该方法可连续生产高油脂含量的微藻，并显著降低微藻的培养 成本，有利于微藻生物培养的产业化。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种利用生活污水和工业废水生产微藻的方法，包括以下步骤
初期培养步骤，将经过一级处理并过滤的生活污水加入生物反应器后， 在生物反应器中加入藻种，在光照、通空气和二氧化碳的条件下搅拌培养， 直到微藻细胞生长进入稳定期;
油脂诱导步骤，在生物反应器中按照1∶200～1∶1000的体积比加入蔗糖 渣发酵后的工业废液，诱导微藻细胞内的油脂积累;
提取步骤，在油脂积累达到稳定后，提取生物反应器中的微藻细胞。
本发明的有益效果是：
本发明的实施例通过利用生活污水和工业废水中含有的微藻生长及油脂 积累所必须的营养物质及微量元素对藻种进行培养及诱导油脂积累，从而实 现了连续生产高油脂焊料的微藻，同时亦对污水进行了生物处理，并且污水 可以循环利用，极大地降低了微藻的培养成本，有利于微藻生物培养的产业 化。
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。