[發明專利]一種利用糞便污水培養產油微藻的方法

有效

• 申請號: 201210110611.2
• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號: CN102618446A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 田丹;于景成;丁旭鎮;靳國良;丁雪梅;桑力維;田藝偉;彭建輝
• 申請（專利權）人: 北京昊業怡生科技有限公司
• 主分類號: C12N1/12
• 分類號: C12N1/12;C02F3/32
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明涉及污水處理和環保技術領域，特別涉及一種利用預處理后的糞便污水培養產油微藻的方法。

背景技術

目前，溫室效應和能源緊張已經是全球面臨的關鍵性難題，緩解溫室效應和解決能源危機直接關系到全球經濟的可持續發展。生物柴油具有綠色性和可再生性，被認為是解決全球能源危機的最理想途徑之一，然而目前由于制備生物柴油的油料作物大都是糧食作物，例如：玉米、大豆及菜籽等，這樣的生物柴油生產方式必將出現與人爭糧和爭地現象，可持續性較差，且生產成本較高，產業發展困難。微藻由于不占據耕地，含油量高，且在產油的同時具有碳捕捉的作用，日漸被認作是生產生物柴油的潛在原料。大規模微藻生物質資源獲得困難和微藻生物能源產品成本過高是目前微藻生物能源技術面臨的兩大瓶頸。以目前的技術進行產業化，存在大規模培養占地面積過大、基礎建設投資過高、加工過程能耗物耗過大的問題。針對以上問題，目前微藻生物柴油的研究趨勢主要集中在提高微藻的產率和降低微藻培養的成本。

在降低微藻培養成本方面，研究主要集中于建立和發展利用廢水和燃廠廢氣CO₂進行微藻生態養殖的技術，降低微藻培養過程中的物能消耗，緩解微藻培養的地域性限制，以從根本上解決培養占地、耗水的成本瓶頸。有研究希望通過利用工業廢水和工業生產中產生的二氧化碳的資源培養微藻，制備生物柴油。但是往往由于工業廢水的組成成分復雜含有較高濃度的污染物而抑制微藻生長。也有方法(CN?101955846A)基于生活污水低碳排放資源化進行微藻油脂生產，但是為了避免微藻培養過程中發生污染，需要進行滅菌，耗費能源。

發明內容

本發明針對以上技術背景，提供了一種糞便污水培養產油微藻的方法。該方法是利用糞便污水處理過程中通過膜生物反應器過濾出水培養微藻作為生產生物柴油的原料，同時進一步去除水中的氮、磷，可實現降低培養微藻的成本及廢水處理的雙重效果。

本發明采用連續培養方式，通過糞便污水處理、微藻接種及預培養、擴大培養并積累微藻脂質含量后收集獲得總脂肪含量高的微藻作為生產生物柴油的原料，本發明的技術方案是通過以下步驟實現的：

本發明的一種利用糞便污水培養產油微藻的方法，它包括：

(1)糞便污水的前處理：固液分離、絮凝脫水、好氧堆肥、厭氧處理、兼氧處理、好氧處理、膜生物反應處理和臭味治理后得到的達標排放液體，該液體不含微生物，懸浮物小于3mg/L，pH6-9，氨氮含量30-35mg/L，總磷含量1-6mg/L，它直接作為微藻的培養液，處理得到的沼氣收集備用；

其中：它還包括以下步驟：

(2)微藻擴種和馴化培養：在無菌室中，將產油微藻的藻種接入5個裝有2L?F/2培養液的錐形瓶中，搖勻，微藻藻種的初始密度為(200-300)*10⁴個細胞/mL，將微藻藻種接種在F/2培養液的中，微藻與F/2培養液體積比是1∶(4-6)，在22-26℃，光照和黑暗的時間周期為14h∶10h，光照強度1800-2000lux的條件下進行擴種培養，每隔6-8小時向每個錐形瓶中通入一次CO₂氣體，CO₂的通氣速率2-5L/min，每次通氣時間為3分鐘，當錐形瓶中的微藻個數達到(20-100)*10⁴個細胞/mL時，得到了擴種培養后藻液；將上述5個錐形瓶中的擴種培養后藻液轉接到裝有步驟(1)微藻的培養液的1號光生物反應器中進行馴化培養，擴種培養后藻液與1號光生物反應器內裝有的微藻的培養液的體積比為1∶1-1∶4，1號光生物反應器的體積為50L，馴化培養溫度為22-26℃，光照和黑暗的時間周期為14h∶10h，在光照強度為1800-2000lux的條件下進行馴化培養，每隔6-8小時向光生物反應器中通入一次CO₂氣體，CO₂通氣速率3-6L/min，每次通氣時間為5分鐘；馴化培養1-2天后藻種適應培養液，開始繁殖生長，繁殖生長中的培養液稱為藻液，當藻液的吸光度(OD₆₈₀)達到0.5-0.8時進行步驟(3a)；