本發(fā)明屬于生物柴油技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種同時(shí)生產(chǎn)產(chǎn)油微藻生物量同時(shí)處理污水的微藻培養(yǎng)裝置及其培養(yǎng)方法。

背景技術(shù)：

以微藻為原料生產(chǎn)生物柴油由于單位面積產(chǎn)量高、增代時(shí)間短、資源需求小、可持續(xù)性強(qiáng)等原因而受到廣泛關(guān)注。然而，如何降低較高的生產(chǎn)成本一直是微藻生物柴油領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。其中，作為生產(chǎn)成本的重要組成部分，微藻培養(yǎng)在近幾年的研究下也取得了重大的進(jìn)展。

培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的培養(yǎng)基通常利用純水作為培養(yǎng)基，并且在培養(yǎng)過程中需要添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。純水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的大量消耗是培養(yǎng)成本的主要來源。為了降低這一成本，研究人員提出利用污水作為培養(yǎng)基培養(yǎng)微藻，并達(dá)到產(chǎn)油同時(shí)處理污水的目的。目前雖然有一些用于微藻培養(yǎng)的裝置，但是基本上是適用于微藻純培養(yǎng)，控制嚴(yán)格，操作繁復(fù)。針對(duì)污水培養(yǎng)進(jìn)行優(yōu)化并且控制方便操作簡(jiǎn)單的微藻培養(yǎng)裝置依然較少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、控制方便、生產(chǎn)效率高、實(shí)用性廣、可連續(xù)生產(chǎn)的微藻培養(yǎng)裝置及其培養(yǎng)方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種產(chǎn)油微藻培養(yǎng)裝置，由裝置本體構(gòu)成，包括金屬支架，所述金屬支架上從下到上依次安裝有培養(yǎng)罐底座、培養(yǎng)罐和培養(yǎng)罐頂蓋，所述培養(yǎng)罐的上部和底部分別設(shè)置有放料口I和放料口II，所述培養(yǎng)罐頂蓋上設(shè)有取樣口和進(jìn)樣口，所述培養(yǎng)罐的一側(cè)設(shè)有光源，另一側(cè)設(shè)有氣泵，所述氣泵上設(shè)有伸入培養(yǎng)罐底部的導(dǎo)氣管，所述導(dǎo)氣管的末端設(shè)有布?xì)忸^，所述導(dǎo)氣管上還設(shè)有流量計(jì)；所述培養(yǎng)罐內(nèi)還設(shè)有導(dǎo)流筒。

所述培養(yǎng)罐與所述培養(yǎng)罐底座和培養(yǎng)罐頂蓋可分離的安裝，便于拆裝、清洗和消毒。

所述進(jìn)樣口、放料口I和放料口II上均設(shè)有控制閥門。

一種產(chǎn)油微藻培養(yǎng)裝置的培養(yǎng)方法，包括以下步驟：

(1)將藻種與培養(yǎng)液混合液加入培養(yǎng)罐中，保持初始吸光度值為0.1；

(2)將培養(yǎng)裝置置于恒溫室中，設(shè)定環(huán)境溫度；

(3)移動(dòng)培養(yǎng)裝置位置，保證其軸線處光照值為2500Lx；

(4)調(diào)節(jié)氣泵流量，設(shè)置光照循環(huán)；

(5)連續(xù)培養(yǎng)一段時(shí)間后，得到微藻培養(yǎng)液的最終吸光度并轉(zhuǎn)化為微藻干重。

所述藻種為綠藻、硅藻、藍(lán)藻中的至少一種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來的有益效果是：

1.培養(yǎng)罐的主體以及培養(yǎng)罐底座和培養(yǎng)罐頂蓋實(shí)現(xiàn)了分離，便于拆裝、清洗、消毒。

2.氣泵上設(shè)有伸入培養(yǎng)罐底部的導(dǎo)氣管，可將氣體通入培養(yǎng)罐底部，可通過提供二氧化碳或空氣以增強(qiáng)產(chǎn)油微藻的生物量及其處理能力。

3.導(dǎo)氣管的末端設(shè)有布?xì)忸^，可以充分混勻培養(yǎng)液，防止藻細(xì)胞沉降。

4.培養(yǎng)罐內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒，可引導(dǎo)培養(yǎng)液的流動(dòng)，有效防止曝氣引起培養(yǎng)液的亂流。

5.設(shè)有進(jìn)料口與放料口，可以串聯(lián)使用，適合較大規(guī)模的使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明培養(yǎng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：1-培養(yǎng)罐，2-培養(yǎng)罐頂蓋，3-培養(yǎng)罐底座，4-導(dǎo)流筒，5-取樣口，6-布?xì)忸^，7-金屬支架，8-進(jìn)樣口，9-放料口I，10-放料口II，11-光源，12-氣泵，13-流量計(jì) 14-導(dǎo)氣管

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：

如圖1所示，一種產(chǎn)油微藻培養(yǎng)裝置，由裝置本體構(gòu)成，包括金屬支架7，金屬支架7上從下到上依次安裝有培養(yǎng)罐底座3、培養(yǎng)罐1和培養(yǎng)罐頂蓋2，培養(yǎng)罐1的上部和底部分別設(shè)置有放料口I9和放料口II10，培養(yǎng)罐頂蓋2上設(shè)有取樣口5和進(jìn)樣口8，培養(yǎng)罐1的一側(cè)設(shè)有光源11，另一側(cè)設(shè)有氣泵12，氣泵12上設(shè)有伸入培養(yǎng)罐1底部的導(dǎo)氣管14，導(dǎo)氣管14的末端設(shè)有布?xì)忸^6，布?xì)忸^6可在底部均勻曝氣，導(dǎo)氣管14上還設(shè)有流量計(jì)13；培養(yǎng)罐1內(nèi)的導(dǎo)氣管周圍還設(shè)有導(dǎo)流筒4，用以引導(dǎo)培養(yǎng)液流動(dòng)。此外進(jìn)樣口8、放料口I9和放料口II10上均設(shè)有控制閥門。

通過本發(fā)明一種產(chǎn)油微藻培養(yǎng)裝置的培養(yǎng)方法，共進(jìn)行了以下幾個(gè)實(shí)施例的培養(yǎng)：

實(shí)施例1

一種產(chǎn)油微藻培養(yǎng)的方法，包括如下步驟：

使用圖1所示的產(chǎn)油微藻培養(yǎng)裝置，

(1)將純?cè)宸N(Chlorella vulgaris)與污水混合液培養(yǎng)基混合液加入培養(yǎng)罐中，保持初始吸光度值為0.1；

(2)將反應(yīng)器置于恒溫室中，設(shè)定環(huán)境溫度為28℃；

(3)移動(dòng)反應(yīng)器位置，保證其軸線處光照值為2500Lx；

(4)調(diào)節(jié)氣泵流量為20L·min^-1，每隔12h曝氣5min；

(5)連續(xù)培養(yǎng)12d后，得到微藻培養(yǎng)液的最終吸光度值為1.836，合微藻干重0.718g·L^-1。

實(shí)施例2

一種產(chǎn)油微藻培養(yǎng)的方法，包括如下步驟：

使用圖1所示的產(chǎn)油微藻培養(yǎng)裝置，

(1)將純?cè)宸N(Scenedesmusobliquus)與污水混合液加入培養(yǎng)罐中，保持初始吸光度值為0.1；

(2)將反應(yīng)器置于恒溫室中，設(shè)定環(huán)境溫度為28℃；

(3)移動(dòng)反應(yīng)器位置，保證其軸線處光照值為2500Lx；

(4)調(diào)節(jié)氣泵流量為20L·min^-1，每隔12h曝氣5min；

(5)連續(xù)培養(yǎng)12d后，得到微藻培養(yǎng)液的最終吸光度值為1.332，合微藻干重0.519g·L^-1。

實(shí)施例3

一種產(chǎn)油微藻培養(yǎng)的方法，包括如下步驟：

使用圖1所示的產(chǎn)油微藻培養(yǎng)裝置，

(1)將混合藻種(Chlorella vulgaris:Scenedesmusobliquus＝1:1)與污水混合液加入培養(yǎng)罐中，保持初始吸光度值為0.1；

(2)將反應(yīng)器置于恒溫室中，設(shè)定環(huán)境溫度為28℃；

(3)移動(dòng)反應(yīng)器位置，保證其軸線處光照值為2500Lx；

(4)調(diào)節(jié)氣泵流量為20L·min^-1，每隔12h曝氣5min；

(5)連續(xù)培養(yǎng)12d后，得到微藻培養(yǎng)液的最終吸光度值為1.770，合微藻干重0.692g·L^-1。

實(shí)施例4

一種產(chǎn)油微藻培養(yǎng)的方法，包括如下步驟：

使用圖1所示的產(chǎn)油微藻培養(yǎng)裝置，

(1)將混合藻種(Chlorella vulgaris:Scenedesmus obliquus＝1:1)與污水混合液加入培養(yǎng)罐中，保持初始吸光度值為0.1；

(2)將反應(yīng)器置于恒溫室中，設(shè)定環(huán)境溫度為28℃；

(3)移動(dòng)反應(yīng)器位置，保證其軸線處光照值為2500Lx；

(4)調(diào)節(jié)氣泵流量為4L·min^-1，持續(xù)曝氣；

(5)連續(xù)培養(yǎng)12d后，得到微藻培養(yǎng)液的最終吸光度值為1.806，合微藻干重0.706g·L^-1。

實(shí)施例5

一種產(chǎn)油微藻培養(yǎng)的方法，包括如下步驟：

使用圖1所示的產(chǎn)油微藻培養(yǎng)裝置，

(1)將混合藻種(Chlorella vulgaris:Scenedesmus obliquus＝1:1)與污水混合液加入培養(yǎng)罐中，保持初始吸光度值為0.1；

(2)將反應(yīng)器置于恒溫室中，設(shè)定環(huán)境溫度為28℃；

(3)移動(dòng)反應(yīng)器位置，保證其軸線處光照值為2500Lx；

(4)調(diào)節(jié)氣泵流量為4L·min^-1，持續(xù)曝氣；

(5)連續(xù)培養(yǎng)60d，第14d之后，得到微藻培養(yǎng)液的吸光度值穩(wěn)定在1.974±0.267，合微藻干重0.773±0.096g·L^-1。

實(shí)施例6

一種產(chǎn)油微藻培養(yǎng)的方法，包括如下步驟：

使用圖1所示的產(chǎn)油微藻培養(yǎng)裝置，

(1)將混合藻種(Chlorella vulgaris:Scenedesmus obliquus＝1:1)與污水混合液加入培并聯(lián)的5個(gè)養(yǎng)罐中，均保持初始吸光度值為0.1；

(2)將反應(yīng)器置于恒溫室中，設(shè)定環(huán)境溫度為28℃；

(3)移動(dòng)反應(yīng)器位置，保證其軸線處光照值為2500Lx；

(4)通過氣閥實(shí)現(xiàn)氣泵向5個(gè)培養(yǎng)罐內(nèi)同時(shí)曝氣，調(diào)節(jié)氣泵流量為20L·min^-1，持續(xù)曝氣；

(5)連續(xù)培養(yǎng)60d，第15d之后，5個(gè)培養(yǎng)罐的微藻培養(yǎng)液的吸光度值分別穩(wěn)定在1.803±0.189，1.725±0.252，2.058±0.165，1.938±0.117和1.881±0.201，分別合微藻干重0.705±0.065mg·L^-1，0.674±0.095mg·L^-1，0.806±0.056mg·L^-1，0.759±0.037mg·L^-1和0.736±0.070mg·L^-1。

本發(fā)明并不限于上文描述的實(shí)施方式。以上對(duì)具體實(shí)施方式的描述旨在描述和說明本發(fā)明的技術(shù)方案，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的。在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下還可做出很多形式的具體變換，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。