养殖微藻的方法及工业废气脱硝的方法技术

本发明专利技术涉及一种养殖微藻的方法，该方法通过在养殖过程中加入EM菌，既能够促进微藻的生长，又能够增强微藻抵御杂菌和病虫害的能力，因此更适合大规模养殖微藻。本发明专利技术还涉及了一种工业废气脱硝的方法，该方法利用养殖微藻所产生的养藻残液作为NOx的吸收液，对NOx具有更高的吸收效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种养殖微藻的方法和一种工业废气脱硝的方法。
技术介绍
能源与环境是人类社会可持续发展所面临的重要问题。一方面，支撑人类现代文 明的化石能源不可再生，开发替代能源迫在眉睫；另一方面，在加工和使用化石能源时不可 避免地会产生废气与污水的排放问题，已经对环境造成了严重的影响，这些问题需要有统 筹协调的解决方案。 微藻是种类繁多且分布极其广泛的水生低等植物。它们通过高效的光合作用，将 光能转化为脂肪或淀粉等碳水化合物的化学能，被誉为"阳光驱动的活化工厂"。利用微藻 生产生物能源和化学品有望同时达到"替代化石能源、净化废气与污水"的双重目的。 养殖微藻的一个已知的困难是，养殖微藻的水中存在大量的有害细菌，在敞开式 的养殖过程中也不可避免的会污染有害细菌，这些有害细菌不利于微藻的生长，严重时会 导致养殖失败。虽然在严格的消毒灭菌及封闭的条件下养殖可以避免这种危害，但是对于 大规模养殖微藻而言，这种方法的成本过于昂贵。基于上述原因，迫切需要开发一种更适合 大规模养殖微藻的方法，使微藻在自然状态下，既能快速生长，又能减少有害细菌污染的影 响。 自然界中，微藻与细菌之间存在着复杂的生态关系，可能相互促进，也可能相互抑 制。已有一些文献公开了微藻与细菌间的共生关系，一方面这些文献仅涉及了一种或几种 特定的细菌与微藻的共生关系；另一方面这些文献均是通过微藻和细菌相互利用对方的代 谢产物，以达到相互促进生长的目的。迄今为止，还未见有"在微藻养殖过程中，用有益菌群 防治有害细菌污染"的相关报道。 氮是微藻生长过程中消耗最快、最易缺乏的营养元素之一。大量消耗的氮肥对养 殖微藻而言是昂贵的，如果能利用工业废气中的N0X为微藻生长提供氮肥，一方面可以降 低养殖微藻的成本；另一方面又可以净化废气、减少NOx的排放，产生更大环境效益。 通常，光能自养的效率小于30g. m 2. d \室外大规模培养的效率一般低于10g. m 2. d \以这样的效率进行工业废气脱硝会占用大量的土地，因此有必要进一步提高微藻的养 殖效率。添加有机碳源进行异养培养或光能兼养是加速微藻生长的可行方法，然而在添加 有机碳源后，藻液极易遭受有害细菌的污染，导致细菌的生长显著快于微藻的生长，从而导 致微藻养殖失败。
技术实现思路
本专利技术提供了一种养殖微藻的方法，该方法通过在养殖过程中加入一定量的EM 菌，既能够促进微藻的生长，又能够增强微藻抵御杂菌和病虫害的能力，因此更适合大规 模养殖微藻。 -种养殖微藻的方法，其特征在于，养殖过程中，向藻液中加入EM菌。 微藻生长需要必要的条件，比如适宜的温度，充足的光照，足够的水、co2以及氮 肥、磷肥等营养物质，调控藻液中的溶解氧、pH值在合适的范围内等。尽管对于不同的微藻， 这些条件不尽相同,但这些都是本领域已知的。 一般而言，培养温度为15~40°C，较佳的温度为25~35°C;光强为1000~200000 勒克斯，较佳的光强为5000~150000勒克斯；藻液pH值为6~11，较佳的藻液pH值为 7~9〇 根据本专利技术，养殖方式可以是光能自养（在光照下，仅利用无机碳源比如0)2生 长）、异养培养（异养培养是指仅利用有机碳源生长）或光能兼养（光能兼养是指，在光照 下同时利用无机碳源比如co2和有机碳源生长）。 根据本专利技术，本专利技术对微藻的种类没有限制，只要所述微藻适于采用所选取的养 殖方式。本专利技术优选养殖那些适于产油的微藻，以获得生物能源。 本领域公知，采用异养培养或光能兼养的养殖方式时，需要向微藻提供有机碳源。 根据本专利技术，可用的有机碳源包括但不限于糖、有机酸、有机酸盐、醇、纤维素水解物和淀粉 水解物中的至少一种；比如可选自葡萄糖、果糖、乙酸、乙酸钠、乳酸、乙醇、甲醇、纤维素水 解物和纤维素水解物中的至少一种，较佳的选择是葡萄糖。 本领域公知，随着微藻生物量的不断增长，需要根据藻液中的微藻生物量和营养 物质含量，及时补充含量不足的营养物质。根据本专利技术，任何补加营养物质的方式都是可用 的，比如分段补加或连续补加，只要能将营养物质的量控制在合理的范围内即可。 根据本专利技术，米用异养培养或光能兼养的养殖方式时，一般将有机碳源的浓度控 制在lg/L藻液~30g/L藻液，优选控制在2g/L藻液~10g/L藻液。 尽管光能兼养或异养培养会因使用有机碳源而增加部分养殖成本，但其养殖效率 也大为提高，使后续加工过程得以简化，因此如果能够避免无菌养殖，就能够避免消耗大量 蒸汽对系统进行严格灭菌处理，从而大幅降低养殖成本。根据本专利技术，特别优选那些能光能 兼养或异养培养的微藻，比如小球藻、栅藻、单针藻或螺旋藻。令人惊讶的是，以光能兼养或 异养培养方式这些微藻时，只要加入一定数量的EM菌，不对培养环境进行灭菌操作，养殖 也会顺利进行，微藻的生长速率大大加快，即使水源含有大量有害细菌和/或敞开养殖，结 果也是如此；而不加入EM菌时，如果不对培养环境进行灭菌操作，光能兼养或异养培养通 常会失败。 根据本专利技术，所述的异养培养或光能兼养中，不进行灭菌操作。 根据本专利技术，所述的养殖过程中，优选以N03和/或N02作为氮源，特别优选以工 业废气脱硝所获得的硝盐和/或亚硝盐作为氮源，比如以碱液吸收法所获得的硝盐和/或 亚硝盐或者以硝酸吸收法经碱中和所获得的硝盐和/或亚硝盐。在养殖过程中加入一定数 量的EM菌后，不仅仅是加速了微藻的生长，对无机氮源比如N03和/或N02的消耗速率也 大大增加，使本专利技术十分适合于工业废气脱硝，一方面可以利用NOx固定盐为微藻生长提 供氮肥，从而降低养殖微藻的成本；另一方面又有利于净化工业废气、减少NOx的排放。 根据本专利技术，特定的微藻，比如小球藻、栅藻、单针藻或螺旋藻，它们可以同时代谢 NO3和NO2，可以耐受高氮浓度的环境，养殖这些微藻更有利于净化废气、减少NOx的排放。 根据本专利技术，在光能自养或光能兼养时，需要向微藻提供无机碳源，比如C02。当以 N03和/或N02作为氮源时，通过控制含C02的气体的通入量，可以方便地将藻液的pH值控 制在合适的范围内。 所述的EM菌（Effective Microorganisms)属于现有技术，其主要由属于光合菌 群、乳酸菌群、酵母菌群、革兰氏阳性放线菌群、发酵系的丝状菌群的几十种微生物组成，是 一种市售的活菌制剂。所述的EM菌既可根据已有知识自行配制，也可以通过商购获得，使 用前需根据已有知识或商购制剂的说明进行发酵。 根据本专利技术，发现EM菌具有两种功能，一是能促进微藻的生长；二是能抑制对微 藻有害的细菌繁殖。应该理解到，本专利技术的目的是获得微藻生物质，因此EM菌的用量应满 足加速微藻生长的需要，既不能因用量过少而不起作用，又不能因用量过大而与微藻竞争 消耗过多的营养物质。任何EM菌的加入方式（比如一次性加入或分多次加入）及任何的 EM菌用量都是可用的，只要能满足加速微藻生长的需要。 根据本专利技术，EM菌的加入量优选为1 X 106个/L藻液~9 X 10s个/L藻液；更优选 为1 X 107个/L藻液~5 X 10s个/L藻液。 本专利技术还提供了一种工业废气脱硝的方法，其特征在于，用上述养殖微藻的方法 所产生的养藻残液作为工业废气脱硝的NOx吸收液。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种养殖微藻的方法，其特征在于，养殖过程中，向藻液中加入EM菌。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：荣峻峰，朱俊英，周旭华，程琳，黄绪耕，纪洪波，宗保宁，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11