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一种利用膜曝气培养微藻的方法

阅读：0发布：2020-11-11

专利汇可以提供一种利用膜曝气培养微藻的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种利用膜曝气培养微藻的方法，属于微藻培养技术领域。本发明所述微藻为小球藻；所述培养液为：硝酸钠1.5g/L，磷酸氢二钾 0.04g/L，硫酸镁0.075g/L，氯化钙 0.036g/L，柠檬酸 0.006g/L，柠檬酸铁铵0.006g/L，乙二胺四乙酸二纳0.01g/L，微量元素溶液1mL/L，pH为7.0。本发明优化了培养条件，实现了通过利用中空纤维膜曝气来减小二氧化碳气泡大小，提高二氧化碳利用率的同时，加快微藻的生长速度，从而为微藻的培养以及二氧化碳的利用提供一种经济、有效的新技术。，下面是一种利用膜曝气培养微藻的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种利用膜曝气培养微藻的方法，其特征在于：所述微藻为小球藻；
所述培养液为：硝酸钠1.5g/L，磷酸氢二钾0.04g/L，硫酸镁0.075g/L，氯化钙0.036g/L，柠檬酸0.006g/L，柠檬酸铁铵0.006g/L，乙二胺四乙酸二纳0.01g/L，微量元素溶液1mL/L，pH为7.0；
所述微量元素溶液为：乙二胺四乙酸28.14mg/L，硫酸锌0.81mg/L，氯化钴0.45mg/L，氯化锰1.86mg/L，硫酸铜0.48mg/L，钼酸钠0.42mg/L，氯化镍0.36mg/L，硒酸钠0.39mg/L，硼酸
0.027mg/L，钨酸钠0.15mg/L。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：培养温度为20-25℃。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：光照强度为8333-25000流明。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：二氧化碳气体浓度为10-40％。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：中空纤维膜为聚偏二氟乙烯。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述中空纤维膜的孔径为30-300nm。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述中空纤维膜的膜面积为10-20cm2。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：培养时间为6天。

说明书全文

一种利用膜曝气培养微藻的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种利用膜曝气培养微藻的方法，属于微藻培养技术领域。

背景技术

[0002] 微藻繁殖迅速，能消耗大量的营养物质，通过光合作用消耗二氧化碳释放氧气；分布广泛，对环境条件要求不严，适应性强；还具有分解、氧化、过滤、吸附等作用。随着微藻培养技术的发展，为了减少微藻培养的能耗和成本，微藻固定CO2和污水处理的技术耦合成为了目前的研究热点。针对化石燃料燃烧废气中CO2过量排放的问题，关于微藻固定CO2的相关研究也从20世纪后期陆续展开，但绝大部分研究都是针对微藻对空气中二氧化碳的吸附，只有少数用人工实验条件配比较高浓度的二氧化碳，来进行微藻对二氧化碳耐度的研究。

发明内容

[0003] 本发明优化了培养条件，实现了通过利用中空纤维膜曝气来减小二氧化碳气泡大小，提高二氧化碳利用率的同时，加快微藻的生长速度，从而为微藻的培养以及二氧化碳的利用提供一种经济、有效的新技术。

[0004] 本发明提供了一种利用膜曝气培养微藻的方法，所述微藻为小球藻；

[0005] 所述培养液为：硝酸钠1.5g/L，磷酸氢二钾0.04g/L，硫酸镁0.075g/L，氯化钙0.036g/L，柠檬酸0.006g/L，柠檬酸铁铵0.006g/L，乙二胺四乙酸二纳0.01g/L，微量元素溶液1mL/L，pH为7.0；

[0006] 所述微量元素溶液为：乙二胺四乙酸28.14mg/L，硫酸锌0.81mg/L，氯化钴0.45mg/L，氯化锰1.86mg/L，硫酸铜0.48mg/L，钼酸钠0.42mg/L，氯化镍0.36mg/L，硒酸钠0.39mg/L，硼酸0.027mg/L，钨酸钠0.15mg/L。

[0007] 本发明优选为培养温度为20-25℃。

[0008] 本发明优选为光照强度为8333-25000流明。

[0009] 本发明进一步优选为光照强度为8333流明、16666流明和25000流明。

[0010] 本发明优选为二氧化碳气体浓度为10-40％。

[0011] 本发明进一步优选为二氧化碳气体浓度为10％、20％和40％。

[0012] 本发明优选为中空纤维膜为聚偏二氟乙烯。

[0013] 本发明优选为所述中空纤维膜的孔径为30-300nm。

[0014] 本发明进一步优选为所述中空纤维膜的孔径为30nm、100nm和300nm。

[0015] 本发明优选为所述中空纤维膜的膜面积为10-20cm2。

[0016] 本发明优选为培养时间为6天。

[0017] 本发明有益效果为：

[0018] ①本发明所述中空纤维膜的孔径由300nm减小至30nm时，由于二氧化碳气泡变小，使得二氧化碳在藻液中停留时间加长，利用率增加，更加有利于微藻生长；

[0019] ②本发明所述光照强度由8333流明增加至25000流明时，藻液能够利用光照进行光合作用程度增加，更加有利于微藻生长；

[0020] ③本发明所述二氧化碳气体浓度由40％降低至10％时，由于藻液受到二氧化碳较高浓度的抑制效应减小，更加有利于微藻生长。附图说明

[0021] 本发明附图4幅，

[0022] 图1为实施例1所述小瓶的装置图；

[0023] 图2(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)分别为实施例1-3测定的藻液OD690、pH、藻VSS、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、藻过滤液TIC、TOC；

[0024] 图3(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)分别为实施例3-5测定的藻液OD690、pH、藻VSS、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、藻过滤液TIC、TOC；

[0025] 图4(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)分别为实施例5-7测定的藻液OD690、pH、藻VSS、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、藻过滤液TIC、TOC。

[0026] 其中：1、气相色谱，2、实验小瓶，3、中空纤维膜组件，4、出水取样口，5、转子，6、磁力搅拌器，7、二氧化碳气瓶。

具体实施方式

[0027] 下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

[0028] 下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

[0029] 下述实施例中所述培养液为：硝酸钠1.5g/L，磷酸氢二钾0.04g/L，硫酸镁0.075g/L，氯化钙0.036g/L，柠檬酸0.006g/L，柠檬酸铁铵0.006g/L，乙二胺四乙酸二纳0.01g/L，微量元素溶液1mL/L；所述微量元素溶液为：乙二胺四乙酸28.14mg/L，硫酸锌0.81mg/L，氯化钴0.45mg/L，氯化锰1.86mg/L，硫酸铜0.48mg/L，钼酸钠0.42mg/L，氯化镍0.36mg/L，硒酸钠0.39mg/L，硼酸0.027mg/L，钨酸钠0.15mg/L。

[0030] 实施例1

[0031] 一种利用膜曝气培养微藻的方法，所述方法包括如下步骤：

[0032] 藻种来源：选取恒温光照培养箱中的转藻5天的小球藻，每100mL培养液接藻10mL；

[0033] 实验小瓶：小瓶为1L蓝盖玻璃瓶，工作体积为660mL(即藻液60mL+培养液600mL)；

[0034] 小瓶反应条件：控制培养箱内部温度为25℃，光照强度为8333流明，培养液初始pH为7.0，中空纤维膜为聚偏二氟乙烯，中空纤维膜的孔径为300nm，中空纤维膜的膜面积为2
14.57cm，二氧化碳气体浓度为20％；

[0035] 批次试验运行方式：每批次小瓶实验反应时间为6天，每天取水样，测定藻液OD690、pH、藻VSS、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、TIC、TOC及气相中CO2浓度。

[0036] 实施例2

[0037] 一种利用膜曝气培养微藻的方法，与实施例1的区别为：中空纤维膜的孔径为100nm。

[0038] 实施例3

[0039] 一种利用膜曝气培养微藻的方法，与实施例1的区别为：中空纤维膜的孔径为30nm。

[0040] 实施例4

[0041] 一种利用膜曝气培养微藻的方法，与实施例1的区别为：中空纤维膜的孔径为30nm，光照强度为16666流明。

[0042] 实施例5

[0043] 一种利用膜曝气培养微藻的方法，与实施例1的区别为：中空纤维膜的孔径为30nm，光照强度为25000流明。

[0044] 实施例6

[0045] 一种利用膜曝气培养微藻的方法，与实施例1的区别为：中空纤维膜的孔径为30nm，光照强度为25000流明，二氧化碳气体浓度为40％。

[0046] 实施例7

[0047] 一种利用膜曝气培养微藻的方法，与实施例1的区别为：中空纤维膜的孔径为30nm，光照强度为25000流明，二氧化碳气体浓度为10％。

[0048] 上述实施例1-7批次试验完成后藻类生长具体结果见表1。

[0049] 表1实施例1-7批次试验完成后藻类生长具体结果

[0050] 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7
OD690 0.8801 1.0031 1.9406 2.0658 2.6341 2.0513 2.9776
pH 11.1 11.32 10.05 6.98 7.09 5.29 6.03
藻VSS 904.57 967.83 1450.05 1358.15 1788.89 1506.96 1983.44
叶绿素a 12.91 11.81 18.76 18.33 23.68 13.45 25.36
叶绿素b 4.85 3.68 4.84 7.84 8.74 6.04 10.87
类胡萝卜素 3.18 3.44 5.19 5.36 6.76 4.14 7.99
TIC 3.97 4.52 14.84 35.1 42.49 69.87 68.93
TOC 11.15 13.8 4.46 16.55 18.2 11.09 15.57
气相中CO2浓度 0 0 0 0 17.19 33.37 16.23

[0051] 由表1得：

[0052] 实施例1-3反映了影响因素为中空纤维膜孔径不同时的微藻生长情况，实验证明中空纤维膜孔径由300nm减小至30nm时，由于二氧化碳气泡变小，使得二氧化碳在藻液中停留时间加长，利用率增加，更加有利于微藻生长；

[0053] 实施例3-5反映了影响因素为光照强度不同时的微藻生长情况，实验证明光照强度由8333流明增加至25000流明时，更加有利于微藻生长；

[0054] 实施例5-7反映了影响因素为二氧化碳气体浓度不同时的微藻生长情况，实验证明二氧化碳气体浓度由40％降低至10％时，由于藻液受到二氧化碳较高浓度的抑制效应减小，更加有利于微藻生长。

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