申請(qǐng)日2015.07.14

　　公開(公告)日2015.11.11

　　IPC分類號(hào)C12R1/89; C12N1/12

　　摘要

　　本發(fā)明涉及小球藻培養(yǎng)和食品工業(yè) 廢水廢氣利用的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用食品工業(yè)廢水廢氣生產(chǎn)小球藻的方法及其應(yīng)用。該方法將廢水處理廢氣排放與小球藻培養(yǎng)結(jié)合起來，利用小球藻的異養(yǎng)特性,針對(duì)如今日益惡化的水體富營(yíng)養(yǎng)化以及環(huán)境問題中出現(xiàn)的溫室效應(yīng)現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)了廢水廢氣的資源化處理和利用，充分實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)綜合效益。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種利用方便面廠排放的廢水廢氣培養(yǎng)小球藻的方法，其特征在于： 包括如下步驟：

　　(1)食品工業(yè)廢水預(yù)處理：在蘭州某方便面廠污水排出口進(jìn)行取樣,待廢 水取回后加入少量活性炭吸附,后用多層紗布進(jìn)行過濾,而后加熱煮沸冷卻后置 于一定的環(huán)境下密閉保存;

　　(2)食品工業(yè)廢氣預(yù)處理：將蘭州某方便面廠廢氣通過引風(fēng)機(jī)引入填充多 種固體填充物的分離塔中，將CO2有效的分離出來，然后將CO2氣體儲(chǔ)存在氣體 收集瓶中;

　　(3)藻種的培養(yǎng)：將蘭州某方便面廠廢水與SE培養(yǎng)基按照1:1的體積比 (v/v)混合均勻，而后通入預(yù)處理好的CO2氣體調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的PH值，將藻種經(jīng)無 菌操作接種于滅過菌的培養(yǎng)基中，將藻種與培養(yǎng)液1:2體積比進(jìn)行接種，然后 置于光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行兼養(yǎng)培養(yǎng);

　　(4)利用PH檢測(cè)儀動(dòng)態(tài)控制培養(yǎng)液的pH。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用方便面廠排放的廢水廢氣培養(yǎng)小球藻的 方法，其特征在于：步驟(1)中所述的食品工業(yè)廢水活性炭吸附時(shí)間為30min， 加熱煮沸時(shí)間為2min，其保存條件于4℃環(huán)境下密閉保存。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用方便面廠排放的廢水廢氣培養(yǎng)小球藻的 方法，其特征在于：步驟(3)中所述的培養(yǎng)液PH值的范圍為6.5-8.5。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用方便面廠排放的廢水廢氣培養(yǎng)小球藻的 方法，其特征在于：步驟(3)中所述的對(duì)培養(yǎng)基的滅菌采用臭氧殺菌處理。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用方便面廠排放的廢水廢氣培養(yǎng)小球藻的 方法，其特征在于：步驟(3)中所述的兼養(yǎng)培養(yǎng)條件為溫度20～30℃、搖床 轉(zhuǎn)速150r/min、光照箱采用自然光照或LED光源培養(yǎng)，光照強(qiáng)度為2000-5000Lux, 通風(fēng)量6～10m3/h培養(yǎng)周期為7天。

　　說明書

　　一種利用方便面廠排放的廢水廢氣培養(yǎng)小球藻的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及小球藻培養(yǎng)技術(shù)及方便面廠廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種利用 方便面廠排放的廢水廢氣培養(yǎng)小球藻的方法。

　　背景技術(shù)

　　隨著全球資源危機(jī)和環(huán)境問題的不斷加劇，水污染、溫室效應(yīng)等問題越來 越受到人們的廣泛關(guān)注。人們的環(huán)保意識(shí)也不斷增強(qiáng)。因此加強(qiáng)水資源的循環(huán) 利用以及減少大氣排放CO2是減輕水污染以及改善溫室效應(yīng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重 要途徑。而且大型食品企業(yè)每年要排放大量的廢氣其中含有15-20%的二氧化 碳，這不僅浪費(fèi)了資源也污染了環(huán)境。目前普遍采用開放式自養(yǎng)生產(chǎn)方式，產(chǎn) 量低且易受自然條件的影響，生產(chǎn)效益較低。小球藻(Chlorella)為綠藻門小球 藻屬普生性單細(xì)胞綠藻，是一種球形單細(xì)胞淡水藻類，分布廣泛，易于培養(yǎng)， 具有光合作用效率高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、生長(zhǎng)周期短、生長(zhǎng)速度快等特點(diǎn)，目 前已有研究表明小球藻在富含氮磷的養(yǎng)殖污水中利用光能和污水中的氮磷合成 自身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，能夠去除污水中的氮磷，起到凈化污水的效果，能夠很好地改 善水富氧化。如專利CN103074231B公開了一種利用生物丁醇的工業(yè)廢水廢氣 生產(chǎn)微藻的方法及其應(yīng)用，此發(fā)明中將生物丁醇工業(yè)廢水和營(yíng)養(yǎng)元素混合均勻， 消毒處理，得到藻液培養(yǎng)基;上述過程將廢水廢氣的處理與微藻培養(yǎng)結(jié)合起來， 利用生物丁醇的工業(yè)廢水廢氣配制藻液培養(yǎng)基生產(chǎn)微藻，實(shí)現(xiàn)了資源的有效利 用和污染的零排放，防止了環(huán)境污染。但上述方法中沒有綜合利用CO2氣體動(dòng)態(tài) 調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的PH值。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為了克服上述的困難，本發(fā)明的目的在于提供一種利用食品工業(yè)廢水廢氣 培養(yǎng)小球藻的方法，耦合食品工業(yè)廢氣多介質(zhì)催化氫化過程分離出來的CO2與小 球藻培養(yǎng)過程并與污水處理和節(jié)能減排有機(jī)結(jié)合在一起，降低了生產(chǎn)成本，實(shí) 現(xiàn)了綠色生產(chǎn)。

　　為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

　　1、食品工業(yè)廢水預(yù)處理:在食品廠污水排出口進(jìn)行取樣,待廢水取回后加入 少量活性炭吸附30min,后用多層紗布進(jìn)行分離,而后加熱煮沸2min,冷卻后置于 4℃的環(huán)境下密閉保存;

　　2、食品工業(yè)廢氣預(yù)處理:將食品工業(yè)廢氣通過引風(fēng)機(jī)引入填充多種固體填 充物的分離塔中，將CO2有效的分離出來，然后將CO2氣體儲(chǔ)存在氣體收集瓶中;

　　3、藻種的培養(yǎng):將食品工業(yè)廢水與SE培養(yǎng)基按照1:1的體積比(v/v)混合均 勻，而后通入預(yù)處理好的CO2氣體調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的PH值，將藻種經(jīng)無菌操作接種于 滅過菌的培養(yǎng)基中，將藻種與培養(yǎng)液1:2體積比進(jìn)行接種，然后置于光照培養(yǎng) 箱中進(jìn)行兼養(yǎng)培養(yǎng);

　　4、培養(yǎng)液PH范圍的控制：利用PH檢測(cè)儀動(dòng)態(tài)檢測(cè)小球藻培養(yǎng)液的PH，當(dāng)培 養(yǎng)液中的PH值達(dá)到8.5以上時(shí)，將收集的CO2氣體通入培養(yǎng)液中，當(dāng)PH值降低 到6.5以下時(shí)，停止通氣;循環(huán)進(jìn)行步驟4，使得培養(yǎng)液的的PH值始終控制在 6.5-8.5范圍內(nèi)。

　　食品廠排出的廢氣中的CO2氣體通入小球藻培養(yǎng)液，可以使其PH值降到8.5 以下，而且每次降的幅度越大，所形成的碳酸氫鈉量就越多，即培養(yǎng)液PH值 越高通入該尾氣的反應(yīng)效率越高，所以通過該方法維持小球藻生長(zhǎng)最適的PH值 范圍，同時(shí)可以為其提供其生長(zhǎng)需要的碳源。

　　進(jìn)一步，所述的步驟(3)中：液體培養(yǎng)基優(yōu)選SE培養(yǎng)基則配制所需試劑 NaNO30.5mL/L12.5g/50mldH2OK2HPO40.5mL/L8.75g/50mL3.75g/50mLdH2O MgSO4·7H2O0.5mL/L3.75g/50mLdH2OCaCl2·2H2O0.5mL/L1.25/50mLdH2O KH2PO40.5mL/L8.75g/50mLdH2ONaCl0.5mL/L1.25g/50mldH2OFeCl3.6H2O0.5mL/L 0.25g/50mldH2O

　　進(jìn)一步，所述的EDTA-Fe1mL/LNH4Cl:取5ml濃鹽酸用蒸餾水稀釋至 100ml.EDTA-2Na稱取1.0g溶解至20ml蒸餾水中稱取FeCl3.6H2O1.0g溶于 20ml以上步驟已經(jīng)配制完成的NH4Cl中，然后與20ml已經(jīng)配制完成的 0.05mol/LEDTA-2Na混合，加入蒸餾水稀釋至500ml。

　　進(jìn)一步，所述的步驟(3)中：PH值得優(yōu)選范圍為6.5-8.5。

　　進(jìn)一步，所述的兼養(yǎng)培養(yǎng)優(yōu)選條件為培養(yǎng)溫度20～30℃、搖床轉(zhuǎn)速 150r/min。

　　進(jìn)一步，所述的光照箱采用自然光照或LED光源培養(yǎng)，光照強(qiáng)度為 2000-5000Lux,通風(fēng)量6～10m3/h培養(yǎng)周期為7天。

　　進(jìn)一步，所述的培養(yǎng)基的滅菌方法優(yōu)選為：臭氧滅菌

　　本發(fā)明的有益效果如下：

　　(1)利用小球藻的異養(yǎng)特性,針對(duì)日益嚴(yán)峻的水體富營(yíng)養(yǎng)化,探索利用食品 工業(yè)廢水廢氣來生產(chǎn)具有較高價(jià)值的小球藻,實(shí)現(xiàn)了廢水資源化處理和利用，同 時(shí)減少了CO2氣體的排放，從根源上減輕了溫室效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排綠色生產(chǎn)。

　　(2)本發(fā)明提供的利用食品工業(yè)廢水廢氣生產(chǎn)小球藻的方法可適用于大規(guī) 模的生產(chǎn)小球藻。并且得到的小球藻可以用于提取各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，比如蝦青素、 葉綠素、類胡蘿卜素等各種生物活性物質(zhì)，還可以用于制備藻粉高蛋白飼料等， 實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)綜合效益。