[發(fā)明專利]一種利用濃海水在漂浮式光生物反應(yīng)器中培養(yǎng)微藻的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811034139.2
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN108949576A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 遲占有;李永海;朱陳霸
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: C12N1/12
• 分類號: C12N1/12;C12R1/89
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

本發(fā)明涉及微藻生物技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用濃海水在漂浮式反應(yīng)器中培養(yǎng)高價值微藻的技術(shù)。在不更改海水淡化設(shè)備的基礎(chǔ)上添加部分工藝直接利用海水淡化產(chǎn)生的濃海水配制成微藻培養(yǎng)基，將微藻和微藻培養(yǎng)基置于漂浮反應(yīng)器中，為微藻提供穩(wěn)定的培養(yǎng)系統(tǒng)，并將反應(yīng)器置于水面上，利用波浪能提供的動力養(yǎng)殖微藻。本發(fā)明利用無需稀釋的濃海水養(yǎng)殖高價值微藻的技術(shù)，實現(xiàn)了濃海水的資源化再利用，微藻培養(yǎng)成本顯著降低，為海水淡化創(chuàng)造更多的附加值，甚至使淡水成為附加產(chǎn)品；同時，由于本發(fā)明使用漂浮式培養(yǎng)系統(tǒng)，節(jié)約了寶貴的土地資源，并降低了海水的運輸、設(shè)備維護成本，提高了海水淡化產(chǎn)業(yè)及微藻培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)的市場競爭力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微藻生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及微藻培養(yǎng)基及微藻培養(yǎng)方法，特別是涉及一種利用濃海水在漂浮式光生物反應(yīng)器中培養(yǎng)微藻的技術(shù)。

背景技術(shù)

水是生命之源，是社會和經(jīng)濟發(fā)展的命脈。隨著經(jīng)濟高速發(fā)展，人口劇增，資源消耗巨大，淡水危機日趨加劇。海水中的水資源約占全球水儲量的96.5％，海水淡化已成為解決淡水資源危機的戰(zhàn)略途徑，但其成本高昂。為降低海水淡化的成本，一種新興的方法是利用海水淡化濃縮物生產(chǎn)高價值的附加產(chǎn)品。其中，一種可行的方法是利用濃縮海水養(yǎng)殖微藻，因為它們不僅富含豐富的蛋白質(zhì)、多糖、色素等高價值產(chǎn)品，而且生長速率遠高于陸生植物。

盡管利用廢棄的濃縮海水來生產(chǎn)高價值的微藻產(chǎn)品對提高海水淡水產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟性具有很大的潛力，但是目前微藻培養(yǎng)成本較高，限制了其商業(yè)化應(yīng)用。以傳統(tǒng)的光生物反應(yīng)器為例，如平板式反應(yīng)器，其反應(yīng)器制作成本高，運行、維護成本較高，特別是需要投入較多的能量來維持培養(yǎng)液的混合，而且其規(guī)模較小很難進行大規(guī)模培養(yǎng)。與光生物反應(yīng)器相比，開放池式微藻養(yǎng)殖系統(tǒng)具有培養(yǎng)成本低、操作簡單、培養(yǎng)體積大等優(yōu)點，但其需要占用大量的土地，而且較低的生產(chǎn)力導(dǎo)致了較高的生產(chǎn)成本。再有，因為通常海水淡化工廠和微藻養(yǎng)廠場地理距離較遠，因此運輸大量的濃海水至微藻養(yǎng)殖廠的成本會很高。除此之外，濃海水具有較高的鹽度(>70g/L)，而多數(shù)微藻在此鹽度范圍內(nèi)的生長速率較低。

因此，要想充分利用濃海水的資源并得到較高的產(chǎn)出價值，就必須開發(fā)高效低成本的微藻培養(yǎng)系統(tǒng)和選擇對鹽度具有較高耐受性的藻種。在此前專利中(中國專利CN107475069A)，公開了一種漂浮式光生物反應(yīng)器。由于該反應(yīng)器是利用塑料薄膜制作，其制作成本較低，同時其利用用波浪能驅(qū)動反應(yīng)器的混合，節(jié)省了大量的電能、設(shè)備成本，而且不占用大量的土地資源。更為重要的是漂浮式光生物反應(yīng)器可以安置在距離海水淡化工廠很近的位置，避免了濃海水在微藻養(yǎng)殖廠和海水淡化廠之間的長距離運輸，節(jié)省了運輸成本。因此漂浮式光生物反應(yīng)器在濃海水培養(yǎng)微藻方面具有具有很大的應(yīng)用潛力。但是，這個應(yīng)用也具有很大的不確定性。一方面由于濃縮海水的復(fù)雜性，特別是其含有的較高濃度的鈣鎂離子對微藻的生長是否有影響及如何去除這些影響，同時如何向濃海水提供微藻生長的足夠的碳源也是亟待解決的問題。另一方面，高鹽濃度的濃縮海水中只適合培養(yǎng)耐高滲透壓和耐高鹽的藻，例如，富含β-胡蘿卜素的鹽生杜氏藻，但是這些耐鹽藻能否在漂浮式生物反應(yīng)器中生長以及最適培養(yǎng)條件是什么，都是急需解決的問題。

綜上所述，將預(yù)處理后的濃縮海水作為培養(yǎng)富含高價值產(chǎn)品的耐鹽微藻的培養(yǎng)基，同時利用漂浮在水面上的、成本低廉的漂浮式光生物反應(yīng)器作為微藻的培養(yǎng)裝置，該技術(shù)可以利用廢棄的濃海水來培養(yǎng)微藻生產(chǎn)高價值產(chǎn)品，不僅能有效降低微藻養(yǎng)殖成本，而且能夠彌補現(xiàn)在海水淡化產(chǎn)業(yè)的低盈利性的缺點，從而提高了海水淡化產(chǎn)業(yè)的市場競爭力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種以漂浮式光生物反應(yīng)器為載體利用海水或濃海水養(yǎng)殖微藻的技術(shù)。利用經(jīng)碳酸鹽或是堿處理的海水或濃海水來培養(yǎng)富含高價值產(chǎn)品的微藻，進而達到廢棄濃海水再利用和降低微藻養(yǎng)殖成本的雙重目的。