[發明專利]一種利用打撈和收集的水華藍藻生產氫氣的方法

在審

• 申請號: 202011269703.6
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112725382A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 馬為民;魏蘭珍;楊洲;李鑫;易靜
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: C12P3/00
• 分類號: C12P3/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 顧艷哲

本發明公開了一種利用打撈和收集的水華藍藻生產氫氣的方法，將收集得到的水華藍藻直接封裝于密閉容器中，以60～120rpm/min的速度震蕩6～48h生產氫氣。本發明生產氫氣方法不需要通過沖氬氣等方式來移除氧氣對氫化酶活性的影響；也不需要通過離心等方式來收集水華藍藻；生產氫氣條件簡單，不僅解決了打撈上岸水華藍藻的后期處理問題，而且能夠生產清潔能源，從而實現變廢為寶的目的。

技術領域

本發明屬于環保和新能源技術領域，具體涉及一種利用打撈和收集的水華藍藻生產氫氣的方法。

背景技術

受工業廢水和生活污水無處理排放，以及化肥、農藥使用等人為因素的影響，水體的富營養化現象日趨嚴重，引發藍藻水華大面積爆發。藍藻水華的爆發不僅嚴重污染了飲用水，打擾了人們的日常生活，而且使水體喪失了原有的生態、娛樂、觀光等功效。因此，水華藍藻的處理已受到世界各國政府的重視，以及人們的普遍關注。

打撈與收集仍然是目前移除水體中水華藍藻的主要方法，已經廣泛使用于我國的各大湖泊中，包括云南的滇池、江蘇的太湖和安徽的巢湖。在水華藍藻爆發的高峰季節，太湖每天打撈和收集水華藍藻可達千噸以上。對打撈上岸的水華藍藻，如何及時有效地進行無害化處理與資源化利用，是水華藍藻打撈治理湖泊水體是否成功的關鍵。如果打撈的水華藍藻不能及時有效地進行無害化處置和資源化利用，則會因其腐爛發臭、釋放藻毒素而影響水體及其周邊的生態環境；分解產生的氮、磷、藻毒素還會因雨水沖刷、通過地表徑流或淋溶再次流入湖泊中，從而引發水體二次污染。

目前，國內外學者已經對打撈上岸的水華藍藻展開了資源化利用研究。例如，日本學者利用水華藍藻生產藻類有機肥料，其肥效優于一般化肥。其中，氮、磷、鉀含量均高于豆餅、紫云英等植物性有機肥料，且不含對農作物及人體有害的重金屬元素，因此，使用后不會污染土壤。我國學者利用水華藍藻作為厭氧發酵底物生產沼氣。中國專利CN 1970776A(藻類沼氣能源化發酵方法及其產品)和中國專利CN 101337758B(水華藍藻厭氧發酵的方法)提出了利用厭氧發酵的方法獲取沼氣以及沼液、沼渣等產品，從而實現了資源化利用的目的。如何更有效的對打撈上岸的水華藍藻進行處理及資源化利用，仍是亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的就是為了有效解決水華藍藻處理及資源化利用的問題，而提供一種利用打撈和收集的水華藍藻生產氫氣的方法，將廢棄的水華藍藻直接生產氫氣，不僅解決了打撈上岸大量水華藍藻的無害化處置問題，而且還能夠獲得清潔能源，實現變廢為寶的目的。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種利用打撈和收集的水華藍藻生產氫氣的方法，將收集得到的水華藍藻直接封裝于密閉容器中，以60～120rpm/min的速度震蕩6～48h生產氫氣。

優選地，所述水華藍藻是從自然界生長的水華藍藻經打撈、收集得到。

優選地，所述水華藍藻包括微囊藻，水華微囊藻含有鎳鐵氫化酶，具備生產氫氣的潛能。

優選地，所述微囊藻為聚集體，進一步優選，所述聚集體直徑為30～100μm，所述聚集體外圍2～10層細胞為死細胞。微囊藻聚集是抵抗環境脅迫條件的一種策略，而聚集體出現死細胞則表明水華藍藻開始加速耗氧。因此，出現死細胞的聚集體是水華藍藻進入厭氧環境和生產氫氣的重要指示。

震蕩在光照、光暗周期交替或黑暗條件下進行，進一步優選，震蕩在黑暗條件下進行，震蕩時間為48h。在黑暗條件下，通過細胞呼吸作用能迅速誘導密封容器中的水華藍藻進入厭氧環境，激活氫化酶和生產氫氣。

優選地，以120rpm/min的速度震蕩48h生產氫氣，最優選，以120rpm/min的速度在黑暗條件下震蕩48h生產氫氣。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：