本发明专利技术公开了一种利用微藻同步产油、固碳、脱硫、除硝的方法，包括如下步骤：1、微藻藻种的选择；2、配制微藻培养基：3、光生物反应器的消毒；4、微藻的接种；5微藻的培养；6、微藻的收获。该装置包括光生物反应器、光照系统、温控系统、pH和烟道气控制系统、交流电源、电源总开关，各系统与光生物反应器相互配合，该装置是专门针对该方法设计的，该方法依托该装置。该方法直接利用烟道气培养产油微藻，在获得微藻油脂(微藻生物柴油的原料)的同时实现烟道气CO2的生物固定、硫氧化物(主要是二氧化硫SO2)和氮氧化物(主要是一氧化氮NO)脱除。该装置结构合理，自动控制烟道气的通入和关闭，对烟道气中CO2、SO2和NO的去除效率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物能源和环境保护
，具体涉及一种利用微藻同步产油、固 碳、脱硫、除硝的方法，还涉及一种利用微藻同步产油、固碳、脱硫、除硝的装置。该方法和装 置利用含有二氧化碳(C0 2)、氮氧化物（主要是一氧化氮N0)和硫氧化物（主要是二氧化硫 S02)的烟道气培养产油微藻，产油微藻利用烟道气中的二氧化碳为碳源、氮氧化物为氮源、 硫氧化物为硫源生长繁殖，在细胞中积累总脂，实现同步产油、固碳、脱硫和除硝。
技术介绍
当今社会经济发展所需的能源主要依靠传统化石能源，这些化石能源不但不可再 生，其燃烧会释放大量温室气体和大气污染物。作为第三代生物质能源的典型代表，微藻生 物柴油是最有潜力代替传统化石燃料解决交通运输燃油问题的可再生生物能源(Chisti， Y.2008.Trends in Biotechnology,26,126-131)。目前，产油微藻培养成本居高不下，是制 约微藻生物柴油产业化的重要因素 （Harun et al · ,2011 .Biomass&Bioenergy,35,741-747；Sheng et al.,2011.Bioresource Technology,102,11218-11225)〇 微藻干重的50%左右是由碳元素组成的，微藻培养的碳源成本占原料成本的60% 以上。利用烟道气中的co2为碳源培养产油微藻，已经成为微藻生物柴油研发的重要指导思 想之一（Kumar et al ·，20 10 · Trends Bi〇techno 1，28，37 1-380 ; Yen et al ·， 2015 · Biotechnology Journal，10，829-839;梅洪等，2008 ·武汉植物学研究，26,650-660)。 燃煤和燃油烟道气中除了含有约10~15% (v/v)的C〇2外，还含有0.01~0.03%S0x(以S〇2为 主）和0.01~0·05%Ν0χ(以N0为主）等大气污染物（Van Den Hende et al·， 2012. Biotechnology Advances ,30,1405-1424)。尽管微藻培养系统具有吸收和转化CO2、 SO2和NO的途径（Liang et al. , 2014. Chinese Journal of Oceanology and Limnology, 32，1288-1296;Van Den Hende et al.，2012.Biotechnol Adv,30,1405-1424)，但众多研 究表明，烟道气中的S〇2和NO会抑制微藻的生长（Lara-Gil et al .,2014. Journal of Applied Phycology,26,357-368；Lee et al.,2002.Bioresource Technology,82,1-4； Negoro et al .,1991 .Applied Biochemistry and Biotechnology,28-29,877-886)，原因 在于烟道气溶解于水溶液中易导致基质酸化和HS03VS0 321 只累（Jiang et al.， 2013. Bioresource Technology,128,359-64；Van Den Hende et a 1., 2012.Biotechnology Advances,30,1405-1424)。一般认为，微藻只能利用无硫无氮或脱硫 除硝的烟道气进行生长（Praveenkumar et al.，2014.Bioresource Technology, 171,500-505;Zhu et al.，2014.Bioresource Technology，174,53-59)，或者在低浓度的SO2和NO (<0·01%，v/v)条件下生长（Jiang et al.，2013.Bioresource Technology, 128,359-64; Kao et al.,2014.Bioresource Technology,166,485-493；Praveenkumar et al., 2014. Bioprocess and Biosystems Engineering,37,2083-2094)。烟道气经过物理和化学 脱硫除硝后再用于产油微藻培养，是工业废气脱硫除硝排放的老路，不能充分实现工业废 气培养产油微藻的经济效益和环境效益。如果直接利用烟道气培养产油微藻，不仅能降低 微藻生物柴油的原料成本，还能减少温室气体和污染气体的排放，克服工业废气脱硫、除硝 (物理、化学方法)设备投资和运行成本高，且产生次生污染物的缺点，发挥微藻生物柴油的 环境效益，对于推动微藻生物柴油产业化进程具有重要意义，但目前尚未见利用微藻同步 产油、固碳、脱硫、除硝的报道。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种利用微藻同步产油、固碳、脱 硫、除硝的方法，该方法直接利用烟道气培养产油微藻，在获得微藻油脂(微藻生物柴油的 原料）的同时实现烟道气c〇 2的生物固定、硫氧化物(主要是二氧化硫s〇2)和氮氧化物(主要 是一氧化氣N0)脱除。 本专利技术还提供了一种利用微藻同步产油、固碳、脱硫、除硝的装置，该装置结构合 理，自动控制烟道气的通入和关闭，对烟道气中C〇2、S0#PN0的去除效率高。 为了实现上述的目的，本专利技术采用以下技术方案： 一种利用微藻同步产油、固碳、脱硫、除硝的方法，包括如下步骤： 1.1微藻藻种的选择： 选择的微藻是在营养胁迫条件下可以大量积累油脂的产油微藻，且总脂含量不低 于微藻干重的30 % ; 1.2配制微藻培养基： 配制适合微藻生长所需的培养基，该培养基中各成分的浓度如下： 硝酸钠50-300mg L-1水，三水合磷酸氢二钾50-75mg L-1水，柠檬酸铁6mg L-1水，柠 檬酸6mg L-1水，乙二胺四乙酸二钠 lmg L-1水，七水合硫酸镁50mg L-1水，二水合氯化|丐36mg L一1水，三氧化钼0.0129mg L-1水，六水合氯化钴0.0404mg L-1水，七水合氯化锌0.1043mg L一1 水，四水合氯化锰1.8mg L-1水，硼酸2.86mg L-1水，五水合氯化铜0.0546mg L-1水； 1.3光生物反应器的消毒： 将光生物反应器装满质量百分比浓度为0.15%的双氧水溶液，消毒过夜，再用无 菌水将光生物反应器内壁冲洗干净； 1.4微藻的接种： 将处于对数生长期的微藻藻种离心收集，接种至培养基中，使微藻的接种浓度为 0.05-0.5g L-S 1.5微藻的培养： 1.5.1、培养条件的控制： 连续光照，第一天光照强度为50-100ym〇l m-2s -S之后的光照强度为200-2000μ mol mb1，培养基的温度为15-35°C，培养基的pH值为7.0-8.0，连续向光生物反应器底部 的气体分散器通入过滤除菌的空气或模拟烟道气，空气和模拟烟道气通过气流切换器进行 切换，空气或模拟烟道气经气体分散器形成细小的气泡，气泡在上升过程中对培养基进行 搅拌； 1 · 5 · 2培养基pH和烟道气通入的控制：设置pH在线控本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用微藻同步产油、固碳、脱硫、除硝的方法，其特征在于包括如下步骤：1.1微藻藻种的选择：选择的微藻是在营养胁迫条件下可以大量积累油脂的产油微藻，且总脂含量不低于微藻干重的30％；1.2配制微藻培养基：配制适合微藻生长所需的培养基，该培养基中各成分的浓度如下：硝酸钠50‑300mg L‑1水，三水合磷酸氢二钾50‑75mg L‑1水，柠檬酸铁6mg L‑1水，柠檬酸6mg L‑1水，乙二胺四乙酸二钠1mg L‑1水，七水合硫酸镁50mg L‑1水，二水合氯化钙36mg L‑1水，三氧化钼0.0129mg L‑1水，六水合氯化钴0.0404mg L‑1水，七水合氯化锌0.1043mg L‑1水，四水合氯化锰1.8mg L‑1水，硼酸2.86mg L‑1水，五水合氯化铜0.0546mg L‑1水；1.3光生物反应器的消毒：将光生物反应器装满质量百分比浓度为0.15％的双氧水溶液，消毒过夜，再用无菌水将光生物反应器内壁冲洗干净；1.4微藻的接种：将处于对数生长期的微藻藻种离心收集，接种至培养基中，使微藻的接种浓度为0.05‑0.5g L‑1；1.5微藻的培养：1.5.1、培养条件的控制：连续光照，第一天光照强度为50‑100μmol m–2s–1，之后的光照强度为200‑2000μmol m–2s–1，培养基的温度为15‑35℃，培养基的pH值为7.0‑8.0，连续向光生物反应器底部的气体分散器通入过滤除菌的空气或模拟烟道气，空气和模拟烟道气通过气流切换器进行切换，空气或模拟烟道气经气体分散器形成细小的气泡，气泡在上升过程中对培养基进行搅拌；1.5.2培养基pH和烟道气通入的控制：设置pH在线控制器的pH值范围为7.0‑8.0，利用pH传感器检测培养基的pH，pH传感器将检测的pH值反馈给pH在线控制器，当pH传感器检测的pH值达到8.0时，pH在线控制器控制气流切换器与烟道气通气管连通，同时与空气管道阻隔，模拟烟道气通过烟道气通气管通入光生物反应器底部的气体分散器中，模拟烟道气经气体分散器形成细小的气泡，在气泡上升的过程中，模拟烟道气中的二氧化碳、硫氧化物和氮氧化物被微藻吸收，微藻吸收二氧化碳、硫氧化物和氮氧化物后，培养基的pH逐步降低，当pH传感器检测到培养基的pH下降至7.0时，pH在线控制器控制气流切换器与烟道气通气管阻隔，同时与空气管道连通，停止向培养基中通入模拟烟道气，停止通入模拟烟道气后，培养基的pH又开始上升，当pH传感器检测到培养基的pH又上升到8.0时，pH在线控制器再次控制气流切换器与烟道气通气管连通，同时与空气管道阻隔，向光生物反应器底部的气体分散器中再次通入烟道气，如此循环反复，间断地向生物反应器底部的气体分散器中通入模拟烟道气；1.6微藻的收获：培养5‑10天后，培养结束，将含微藻的培养基收集于离心瓶，离心收集微藻细胞，冷冻干燥备用。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李夜光，杜奎，梁芳，温小斌，耿亚洪，
申请(专利权)人：中国科学院武汉植物园，
类型：发明
国别省市：湖北;42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。