一种微藻养殖和工业废气脱硝的联合方法_3

文档序号:9627987阅读:来源:国知局
0mmX4mmi.d·); ASRS-ULTRA阴离子自身抑制器。淋洗液:KOH溶液;流速为ImL · min 1 ;淋洗液浓度: 30mmol · L 1 ;进样量为60 μ L ;柱温为30°C ;抑制电流IOOmA ;外标法峰面积定量。
[0062] 实施例1
[0063] 微藻异养培养:使用自控玻璃透光发酵罐进行小球藻(来自中国石化微藻藻种 库,编号Chlorella sp.RIPP-Ι)的异养培养,培养基为BGll培养基(表1)中添加葡萄糖 (葡萄糖浓度30g/L),藻液中NaNO 3含量为17. 6mmol/L,控制温度为28°C,藻种起始浓度为 〇D_ = 1. 1,通入压缩空气(0.08MPa)进行培养,每升培养基的通气量为lL/min,搅拌转速 为200rpm,使用2M KOH溶液和70 %乙酸溶液自动调节培养液pH值使pH为6. 9~7. 1,加 入0. 1% (v/v)消泡剂(泡敌)和0.0 lg/L氯霉素阻止泡沫产生和杂菌污染。每天取样检 测藻液的OD68。值。测定培养液中残留葡萄糖浓度和NO 3含量,根据葡萄糖与NaNO3消耗情 况进行补料,使培养液中维持葡萄糖浓度为30g/L,维持NO 3含量为1000~1500 μ g/g。连 续培养4天后停止补料,然后在光照下继续培养4天,此时检测到藻液中葡萄糖已消耗殆 尽,然后再在光照下继续培养4天,检测培养结束时藻液中残留NO 3含量为20 μ g/g。将微 藻离心分离,检测养藻残液的pH值为8. 7。本实施例的异养生长曲线见图3。
[0064] 利用养殖残液脱硝:米用NO2与NO的混合气模拟工业废气,其中NO含量为 450ppm(v),NO 2含量为30ppm(v),以压缩空气为载气,"酸+碱"两步法流程吸收NOx,流程 图见图2,其中酸塔直径100mm,高700mm,其中盛放30m%的硝酸3L,碱塔直径100mm,高 100mm,其中盛放3L实施例1产生的pH = 8. 7的养藻残液。操作时气体总流量为150L/h, 当碱塔塔底液的pH为7. 3时停止操作,将塔底液取出,测定其中的NO3-与NO2 -的总含量为 6200 μ g/g〇
[0065] 实施例2
[0066] 本实施例与实施例1的不同之处仅在于:用实施例1的碱塔塔底液(NO3_与NO 2_ 的总含量为6200 μ g/g)配制微藻培养液。本实施例的异养生长曲线见图4。
[0067] 实施例3
[0068] 本实施例与实施例1的不同之处仅在于:培养单针藻。本实施例的异养生长曲线 见图5。
[0069] 检测异养培养结束时的藻液pH自然升高到9. 5。脱硝阶段中,塔底液pH为7. 3时, 检测碱塔塔底液中NO3_与NO2的总含量为6700 μ g/g,该塔底液可再次用于微藻的养殖。
[0070] 实施例4
[0071] 本实施例用于说明用碱性养藻残液吸收NOx。
[0072] 取实施例1的碱性养藻残液3L ;分析该碱性养藻残液中的钠离子浓度和钾离子浓 度,配制与其具有相同钠离子浓度和钾离子浓度的水溶液3L,配对阴离子为HCO 3和CO32, 所配制的水溶液pH值为8. 7,与实施例1的碱性养藻残液的pH值相同。分别以上述的碱性 养藻残液和配制的水溶液为NOx吸收液,结果发现:碱性养藻残液对NOx的吸收率比配制水 溶液的约高15~25%。
[0073] 对比例1
[0074] 本实施例与实施例1的不同之处仅在于:用硝酸铵作为氮源,浓度为16mmol/L。结 果发现小球藻不能正常生长而死亡,因此无法进行后续步骤。
[0075] 对比例2
[0076] 本实施例与实施例1的不同之处仅在于:不提供光照,异养培养4天后停止补料, 继续培养2天后收获。检测异养结束时的藻液pH为7. 1,用获得的养藻残液吸收模拟废气 中的NOx,结果发现吸收效率很低,溶液中Ν0Γ与NO2的总含量仅为70 μ g/g,难以满足微 藻正常快速生长的需要。
[0077] 由实施例1~4可见,采用本发明的方法,既可以利用养殖微藻的碱性残液有效吸 收工业废气中的NOx,又可以利用吸收NOx后的吸收液对微藻进行快速的养殖。
【主权项】
1. 一种微藻养殖和工业废气脱硝的联合方法,包括以下步骤: (1) 异养培养微藻的步骤;依靠微藻在光照下代谢使本步骤结束时的藻液呈碱性; (2) 从步骤(1)收获的藻液中分离出微藻以得到微藻和碱性残液的步骤; 和 (3) 下述的步骤(A)、步骤(B)之一或二者的组合; (A) 用步骤(2)得到的碱性残液吸收工业废气中的NOx,用吸收NOx后的溶液为步骤 (1)的养殖微藻过程提供氮源的步骤; (B) 将工业废气中的NOx转化为硝酸和/或亚硝酸,将步骤(2)得到的碱性残液与所述 硝酸和/或亚硝酸混合,用该混合溶液为步骤(1)的微藻养殖过程提供氮源的步骤。2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,培养温度为15~40°C;藻液 pH值为6~11。3. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所使用的有机碳源选自糖、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。4. 根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所使用的有机碳源选自葡萄 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。5. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,在异养培养后期,依靠微藻在 光照下代谢碱金属营养盐使养殖结束时的藻液呈碱性;所述的碱金属营养盐为碱金属硝酸 盐、碱金属亚硝酸盐、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、碱金属磷酸盐、碱金属磷酸氢盐之一 或其任意组合。6. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,依靠微藻代谢使养殖结束时 藻液的pH值>8。7. 根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,依靠微藻代谢使养殖结束时 藻液的pH值为9~11。8. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述微藻为小球藻、单针藻、栅藻或螺旋 藻。9. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中所述的为微藻提供氮源的溶液 中,以氮原子计,含氮化合物的量为90~30000μg/g。10. 根据权利要求9所述的方法,其特征在于,步骤(3)中所述的为微藻提供氮源的溶 液中,以氮原子计,含氮化合物的量为500~20000μg/g。11. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的工业废气为不含有SOx或经过脱 硫处理的工业废气。
【专利摘要】本发明涉及一种养殖微藻与工业废气脱硝的联合方法,包括:异养培养微藻的步骤;从收获的藻液中分离出微藻以得到微藻和碱性残液的步骤;利用该碱性残液吸收工业废气中的NOx或者中和固定NOx后的酸液,并随后用其为养殖微藻提供氮源的步骤。本发明利用工业废气中的NOx来为养殖微藻提供氮源,在减排污染物的同时,获得了有价值的微藻生物质。
【IPC分类】B01D53/78, B01D53/56, C12N1/12, C12R1/89
【公开号】CN105385602
【申请号】CN201410454328
【发明人】荣峻峰, 王强, 程琳, 陈辉, 周旭华, 何晨柳, 黄绪耕, 纪洪波
【申请人】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
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2014年9月9日
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