[發明專利]一種治理原生動物并實現穩定高產的藻類養殖工藝

有效

• 申請號: 201110457542.8
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN103184157A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 徐春保;劉敏勝;吳洪;馬欣欣;陳彥平;王慧嶺
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: C12N1/12
• 分類號: C12N1/12;C12N5/04;C12N5/02
• 代理公司: 北京德恒律師事務所 11306
• 代理人: 陸鑫;房嶺梅

技術領域

本申請涉及藻類養殖領域，具體地涉及一種治理原生動物并實現穩定高產的藻類養殖工藝。

背景技術

藻類培養過程中常發生原生動物的污染，一旦被原生動物污染，原生動物在培養液中生長繁殖，當其數量增多達到一定程度時，就會對藻類的生長繁殖產生影響，不利于藻類的再擴大培養，甚至造成培養的失敗。關于藻類培養過程中原生動物的滅殺，研究人員做了多種嘗試，次氯酸鹽被廣泛用于藻類培養的消毒處理，如次氯酸鈉加入水中會釋放出次氯酸、氯氣，能夠破壞生物體內的酶，有強烈的殺菌殺蟲作用(文獻：用次氯酸鈉處理金藻培養中的幾種原生動物，水產科學，13(6)，董婧等，1994年)。銨鹽水解后可提高藻類溶液的pH值，抑制好氧生物的生長，原生動物比藻類對水解產生的氨毒性更加敏感(文獻：淺析銨鹽在單胞藻類培養中抑制原生動物污染的作用，高士香，河北漁業，第6期，2005年)。針對不同種類的原生動物調節培養液的pH值，可以達到抑制并殺死原生動物的效果(專利：200910089608.5，一種在藻類大規模培養中有效治理敵害生物的方法)。利用藻類捕獲電廠煙道氣中的二氧化碳，進行生物固碳(文獻：微藻固定燃燒煙氣中CO2的研究進展，生物工程學報，27(2)，2011年)。然而，現有這些方法的缺點也很明顯。次氯酸鹽不僅會殺菌殺蟲，也會殺死藻細胞；銨鹽本身可以作為藻類的氮源，過多的氮會影響藻類的產物選擇。銨鹽水解得到的高pH值和氨將抑制藻細胞生長；幾乎所有現有技術需向培養液加入新的化學試劑，還將增加產品后處理工藝和廢液處理工藝的難度，采購成本高，后期處理成本高。傳統藻類對電廠煙道氣的生物固碳法僅考慮了煙道氣中二氧化碳作為碳源的作用，只單一通入二氧化碳會使培養體系維持長時間的低pH值，對于藻類的生長將產生抑制作用。由此可見，目前還沒有既能高效殺滅原生動物同時又能低成本、高效率的養殖藻類的技術。

發明內容

為充分利用現有資源，在殺滅原生動物特別是好氧原生動物的同時，低成本、高效率的養殖藻類，本發明提供了一種低成本、低能耗、無污染、治理原生動物特別是好氧原生動物并穩定高產的藻類養殖工藝。

具體而言，本發明提供了一種在藻類養殖中有效處理/消除原生動物污染的工藝，該工藝包括下列步驟：在養殖時段或非養殖時段向藻類培養液中通入氮氣、二氧化碳、氮氣與二氧化碳的混合氣或工廠排放氣體，所述工廠排放氣體來源于化工廠、電廠、水泥廠、鋼廠、工業窯爐等排放的不含氧氣或含有微量氧氣的燃燒氣體(下述亦可稱煙道氣)。其中二氧化碳在混合氣體中的濃度優選為0.5體積％～20體積％，二氧化碳在混合氣體中的濃度更優選10體積％。

所述通氣可以是連續通氣，也可以是間歇式通氣。間歇方式可以為連續通氣數小時后停止通氣，也可每隔一段時間通氣一次，每次通氣數分鐘至數小時。

所述氮氣與二氧化碳的混合氣，可以氮氣與二氧化碳先混合再通入，或者氮氣與二氧化碳分別通入。

所述處理/消除可以在藻類培養裝置中進行，也可以是將培養液轉移到一個專用治理裝置中進行。所述藻類培養裝置為光反應器，該光反應器可以是柱式、管式、板式、氣升式、開放池或它們的組合等所有類型。所述專用治理裝置可以是任何容器。

所述藻類是自養型藻類和懸浮細胞培養的植物細胞，所述自養型藻類包括綠藻門、藍藻門、硅藻門、黃藻門、紅藻門、裸藻門、金藻門或甲藻門的藻類，優選小球藻、擬微綠球藻、柵藻、硅藻、金藻或衣藻等。

所述氣體的通入裝置，指的是藻類培養裝置的曝氣裝置。所述氣體的通入裝置優選可組裝、便于安裝/拆卸、大量氣體快速通入的裝置。

通入氣體所用的曝氣方式為點曝氣、環狀曝氣、片狀曝氣等任何一種曝氣方式，曝氣位置可以是藻類培養裝置例如培養微藻的光反應器的底部、中部、上部等任何位置的一點或多點。

本發明還提供了一種藻類養殖方法，其應用上述在藻類養殖中有效處理/消除原生動物污染的工藝。

本發明中提及的養殖時段，指微藻養殖的整個周期，包括吸收二氧化碳放出氧氣的光合作用階段和吸收氧氣放出二氧化碳的呼吸作用階段；本發明中提及的非養殖時段，指微藻養殖過程中微藻未進行光合作用的階段。

根據亨利定律，氣體在液體中的溶解度和該氣體在水氣分界面上的平衡分壓力成正比，而氣體中氧的分壓力又與氣體中氧的含量成正比，因此將含氧的溶液與脫氧的氣體強烈混合，可使溶解于水中的氧氣大量擴散到氣體中。

絕大多數原生動物是好氧生物，包括吞噬微藻的各種敵害原生動物，如變形蟲、輪蟲、纖毛蟲等，它們存活于自然界包括空氣和水體中，在持續缺氧環境中，這些原生動物的生長受到抑制直至死亡。