[發明專利]一種養殖微藻和工業廢氣脫硝的聯合方法

有效

• 申請號: 201410351898.7
• 申請日: 2014-07-23
• 公開（公告）號: CN105316233B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 榮峻峰;朱俊英;紀洪波;周旭華;程琳;黃緒耕;宗保寧
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C12N1/12
• 分類號: C12N1/12;B01D53/78;B01D53/56;C12R1/89
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種養殖微藻與工業廢氣脫硝的聯合方法，包括：養殖微藻的步驟，該步驟中，向藻液中加入EM菌，并且依靠微藻代謝使該步驟結束時的藻液呈堿性；從收獲的藻液中分離出微藻以得到微藻和堿性殘液的步驟；利用該堿性殘液吸收工業廢氣中的NOx或者中和固定NOx后的酸液，并隨后用其為養殖微藻提供氮源的步驟。本發明利用工業廢氣中的NO_x來為養殖微藻提供氮源，在減排污染物的同時，獲得了有價值的微藻生物質。

技術領域

本發明涉及微藻養殖領域和工業廢氣脫硝領域。

背景技術

能源與環境是人類社會可持續發展所面臨的重要問題。一方面，支撐人類現代文明的化石能源不可再生，開發替代能源迫在眉睫；另一方面，在加工和使用化石能源時不可避免地會產生廢氣與污水的排放問題，已經對環境造成了嚴重的影響，這些問題需要有統籌協調的解決方案。

微藻是種類繁多且分布極其廣泛的水生低等植物。它們通過高效的光合作用，將光能轉化為脂肪或淀粉等碳水化合物的化學能，被譽為“陽光驅動的活化工廠”。利用微藻生產生物能源和化學品有望同時達到“替代化石能源、凈化廢氣與污水”的雙重目的。

養殖微藻的一個已知的困難是，養殖微藻的水中存在大量的有害細菌，在敞開式的養殖過程中也不可避免的會污染有害細菌，這些有害細菌不利于微藻的生長，嚴重時會導致養殖失敗。雖然在嚴格的消毒滅菌及封閉的條件下養殖可以避免這種危害，但是對于大規模養殖微藻而言，這種方法的成本過于昂貴。基于上述原因，迫切需要開發一種更適合大規模養殖微藻的方法，使微藻在自然狀態下，既能快速生長，又能減少有害細菌污染的影響。

自然界中，微藻與細菌之間存在著復雜的生態關系，可能相互促進，也可能相互抑制。已有一些文獻公開了微藻與細菌間的共生關系，一方面這些文獻僅涉及了一種或幾種特定的細菌與微藻的共生關系；另一方面這些文獻均是通過微藻和細菌相互利用對方的代謝產物，以達到相互促進生長的目的。迄今為止，還未見有“在微藻養殖過程中，用有益菌群防治有害細菌污染”的相關報道。

工業廢氣中的氮氧化物(NOx)是主要的大氣污染物之一，其不僅會產生光化學煙霧和酸雨，還會導致嚴重的溫室效應，是大氣霧霾的主要誘因，因此工業廢氣的脫硝問題日益受到人們的重視。催化還原法(SCR)與非催化還原法(SNCR)是目前常用的廢氣脫硝方法，這兩種方法均將NOx還原成低價值的氮氣，沒有達到資源化利用NOx的目的。堿液吸收法的工藝流程和設備相對簡單，并且可以將NOx轉化成有用的亞硝酸鹽和/或硝酸鹽，但該方法存在以下的不足：堿液濃度不能太高，一般質量分數控制在不大于6％，否則會在吸收NOx過程中出現結晶，造成吸收塔的堵塞，而在低堿濃度下，必然會增加提取硝鹽的能耗。硝酸吸收法是另一類已工業應用的廢氣脫硝方法，該方法用硝酸水溶液吸收NOx，可以獲得更多的硝酸。硝酸吸收法更適合硝酸制造企業，對于其他企業而言，硝酸的存儲以及吸收工藝的經濟性存在問題。

氮是微藻生長過程中消耗最快、最易缺乏的營養元素之一。大量消耗的氮肥對養殖微藻而言是昂貴的，如果能將養殖微藻與工業廢氣脫硝結合起來，一方面可以利用NOx為微藻生長提供氮肥，從而降低養殖微藻的成本；另一方面又可以凈化廢氣、減少NOx的排放，產生更大環境效益。已有一些文獻公開了“將工業廢氣直接通入微藻養殖器進行脫硝方法”，然而這些方法均存在以下難以解決的問題：①利用微藻進行工業廢氣脫硝必須解決限制其商業化的一些問題，比如養殖微藻需要光照和溫暖的氣候條件，而天氣變化必然導致微藻脫硝效率的變化，“直接通入工業廢氣”將難以匹配廢氣排放工況與微藻養殖工況，造成兩段工藝互相影響，無法滿足實際生產的減排要求；②一氧化氮(NO)是NOx的主要成分，而NO在水中的溶解度極低，因此“直接通入工業廢氣”無法解決NOx中大量NO不溶于水而難以吸收的問題。