本發明涉及微藻培養技術領域，尤其涉及一種微藻培養液的回收利用方法。

背景技術：

微藻是一類在陸地、海洋分布廣泛，營養豐富、光合利用度高的自養植物，其在培養過程中通過細胞內發生的各種生物化學反應和代謝反應可產生蛋白質，脂肪酸，多糖，天然色素，維生素、抗生素、藥用毒素等，因此，微藻被廣泛應用在食品、醫藥、化妝品，基因工程、生物質燃料，水產養殖，環境保護等領域，具有良好的開發應用前景。

由于微藻的個體較小，有的微藻種類具有較大的粘性，因此，在現有技術中，通常采用富集、固液分離的方式進行采收，例如，通過膜過濾、泵送以及離心的方式對微藻進行收集，在此過程中，微藻細胞容易破碎，細胞內容物等不利于細胞生長的物質進入微藻培養液中，目前，還沒有一種可以有效去除微藻培養液中不利于微藻生長的物質的方法，使得在對采收后的微藻培養液進行處理后，使微藻培養液可以重復用于微藻養殖。

技術實現要素：

本發明的實施例提供一種微藻培養液的回收利用方法，能夠有效去除微藻培養液中不利于微藻生長的物質，使得微藻培養液可重復用于微藻養殖。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

本發明實施例提供一種微藻培養液的回收利用方法，包括：

步驟1)在微藻養殖完成后，對微藻培養液中的微藻進行采收，獲得采收后的微藻培養液；

步驟2)在采收后的微藻培養液中加入煤氣化爐渣，通過煤氣化爐渣對所述采收后的微藻培養液中的大分子物質進行吸附處理，并在吸附完成后進行固液分離；

步驟3)將固液分離所獲得的液體繼續用于微藻培養。

可選的，所述煤氣化爐渣的粒度為20-200目。

進一步地，所述煤氣化爐渣的粒度為20-100目。

可選的，在所述步驟2)之前，所述回收利用方法還包括：檢測所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度；

若檢測到所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度值大于1，則對所述采收后的微藻培養液中的微藻進行再次采收，直至所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度小于等于1。

可選的，當所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度小于等于1時，所述回收利用方法還包括：根據所檢測到的所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度值確定所述煤氣化爐渣的添加量。

可選的，根據所檢測到的所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度值確定所述煤氣化爐渣的添加量具體包括：

若檢測到所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度值大于0小于等于0.2，則所述煤氣化爐渣的添加量占所述采收后的微藻培養液的質量的10％-20％；

若檢測到所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度值大于0.2小于等于1，則所述煤氣化爐渣的添加量占所述采收后的微藻培養液的質量的20％-50％。

可選的，通過攪拌使所有煤氣化爐渣懸浮于所述采收后的微藻培養液中20-30min，對所述采收后的微藻培養液中的大分子物質進行吸附處理。

可選的，在固液分離過程中，所述回收利用方法還包括：通過次氯酸鈉對經過吸附處理后的液體進行消毒。

可選的，通過次氯酸鈉對經過吸附處理后的液體進行消毒之前，所述回收利用方法還包括：

檢測所述經過吸附處理后的液體中是否含有原生動物，并根據檢測結果確定所述次氯酸鈉的添加量。

進一步地，檢測所述經過吸附處理后的液體中是否含有原生動物，并根據檢測結果確定所述次氯酸鈉的添加量具體包括：

若檢測到所述經過吸附處理后的液體中含有原生動物，則確定所述次氯酸鈉在所述經過吸附處理后的液體中的添加量為11-20ppm；

若檢測到所述經過吸附處理后的液體中不含有原生動物，則確定所述次氯酸鈉在所述經過吸附處理后的液體中的添加量為1-10ppm。

可選的，所述回收利用方法還包括：在吸附完成后，對經過吸附處理后的液體的吸光度進行檢測，若檢測到所述經過吸附處理后的液體在750nm下的吸光度值小于0.05，則將經過吸附處理后的煤氣化爐渣回收進行重復利用，直至檢測到所述經過吸附處理后的液體在750nm下的吸光度值大于等于0.05時，不對煤氣化爐渣進行回收。

本發明實施例提供了一種微藻培養液的回收利用方法，通過對微藻進行培養并對微藻采收完成之后，采用煤氣化爐渣的多孔結構對采收后的微藻培養液進行吸附處理，能夠將采收后的微藻培養液中的大分子物質(例如細胞碎片、細胞內容物等不利于微藻生長的物質)吸附在煤氣化爐渣上，而將小分子營養鹽保留在微藻培養液中，通過對吸附有大分子物質的煤氣化爐渣和微藻培養液進行固液分離，能夠對微藻培養液進行凈化處理，所獲得的微藻培養液可重復用于微藻培養。克服了現有技術中微藻培養液中的細胞碎片等不利于微藻生長的物質難以有效去除，而使得微藻培養液難有重復利用的缺陷。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種微藻培養液的回收利用方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明實施例提供的一種微藻培養液的回收利用方法進行詳細描述。

本發明實施例提供一種微藻培養液的回收利用方法，參見圖1，包括：

步驟1)在微藻養殖完成后，對微藻培養液中的微藻進行采收，獲得采收后的微藻培養液；

步驟2)在采收后的微藻培養液中加入煤氣化爐渣，通過煤氣化爐渣對所述采收后的微藻培養液中的大分子物質進行吸附處理，并在吸附完成后進行固液分離；

步驟3)將固液分離所獲得的液體繼續用于微藻培養。

其中，煤氣化爐渣是煤在氣化過程中產生的固體廢棄物，其主要組成為鋁硅酸鹽玻璃相和殘留碳。由于氣化條件和煤種的不同碳含量一般大于10％，最高可達50％。研究表明：煤氣化爐渣具有多孔結構，具有與活性炭相類似的性能。

而在現有技術中，由于微藻具有個體體積小，有的具有粘度高的特點，通常采用富集、固液分離的方式進行采收，例如，通過膜過濾、泵送以及離心的方式對微藻進行收集，在此過程中，微藻細胞容易破碎，細胞內容物等不利于細胞生長的物質進入微藻培養液中，不利于微藻培養液繼續用于微藻培養。

基于此，本發明實施例提供一種微藻培養液的回收利用方法，通過對微藻進行培養并對微藻采收完成之后，采用煤氣化爐渣的多孔結構對采收后的微藻培養液進行吸附處理，能夠將采收后的微藻培養液中的大分子物質(例如細胞碎片、細胞內容物等不利于微藻生長的物質)吸附在煤氣化爐渣上，而將小分子營養鹽保留在微藻培養液中，通過對吸附有大分子物質的煤氣化爐渣和微藻培養液進行固液分離，能夠對微藻培養液進行凈化處理，所獲得的微藻培養液可重復用于微藻培養。克服了現有技術中微藻培養液中的細胞碎片等不利于微藻生長的物質難以有效去除，而使得微藻培養液難以重復利用的缺陷。

進一步地，由于煤氣化爐渣的生產量大、成本低廉，為煤在氣化過程中經高溫粉碎后的產物，能夠降低微藻培養液的處理成本；同時，與活性炭相比，煤氣化爐渣的孔隙結構分布更復雜，能夠同時吸附各種大小不同的有機物質，吸附活性更高。

其中，需要說明的是，在煤氣化過程中所產生的爐渣通常含有水分，在使用時，將煤氣化爐渣在一定溫度下干燥除去水分，能夠提高煤氣化爐渣的吸附效果。優選的，所述煤氣化爐渣的干基質量百分含量為70％以上。干基就是以單位質量的干爐渣(這里，含水量為0％)為基準所表示的干燥程度。由于煤氣化爐渣中含有結合水，并不可能使含水量達到0％，在煤氣化爐渣的干基質量百分含量在70％時，煤氣化爐渣表面即為干燥狀態，具有良好的吸附性能。

其中，對所述固液分離的具體方式不做限定，可以通過過濾或者靜置沉降的方式實現固液分離。

本發明的一實施例中，通過靜置、沉降進行固液分離。這樣一來，吸附有大分子物質的煤氣化爐渣沉淀在容器底部，而上層清液即為經過吸附處理后的微藻培養液。上層清液可以通過泵送的方式繼續用于微藻培養。

為了加快固液分離速度，提高固液分離效果，優選的，在靜置、沉降過程中，向所述微藻培養液中補加清水，加快煤氣化爐渣的沉降。

為了提高對微藻培養液中大分子物質的吸附性能，優選的，所述煤氣化爐渣的粒度為20-200目。

進一步優選的，所述煤氣化爐渣的粒度為20-100目。將煤氣化爐渣的粒度控制在該范圍內，有利于煤氣化爐渣快速沉降，能夠提高固液分離速度。

本發明的一實施例中，在所述步驟2)之前，所述回收利用方法還包括：檢測所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度；若檢測到所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度值大于1，則對所述采收后的微藻培養液中的微藻進行再次采收，直至所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度小于等于1。

在本發明實施例中，通過對所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度進行檢測，當其吸光度值大于1時，說明所述采收的微藻培養液中含有大量的完整細胞，對其繼續采收，能夠對微藻細胞進行充分采收，同時，還能夠降低微藻培養液的處理難度。

本發明的又一實施例中，當所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度小于等于1時，所述回收利用方法還包括：根據所檢測到的所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度值確定所述煤氣化爐渣的添加量。

這樣一來，能夠根據微藻培養液中的大分子物質的含量對煤氣化爐渣的使用量進行控制，避免資源的浪費。

本發明的一實施例中，根據所檢測到的所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度值確定所述煤氣化爐渣的添加量具體包括：

若檢測到所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度值大于0小于等于0.2，則所述煤氣化爐渣的添加量占所述采收后的微藻培養液的質量的10％-20％；

若檢測到所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度值大于0.2小于等于1，則所述煤氣化爐渣的添加量占所述采收后的微藻培養液的質量的20％-50％。

通過大量實驗發現：根據所述采收后的微藻培養液在750nm下的吸光度值，對所述煤氣化爐渣的添加量進行調節，能夠在對微藻培養液進行處理，使微藻培養液得以重復利用的同時，最大程度上減少煤氣化爐渣的使用量，避免不必要的損失。

為了使煤氣化爐渣與微藻培養液充分接觸，提高吸附效果。優選的，通過攪拌使所述煤氣化爐渣懸浮于所述采收后的微藻培養液中20-30min，對所述采收后的微藻培養液中的大分子物質進行吸附處理。

進一步優選的，所述煤氣化爐渣不沉底，或/和，部分所述煤氣化爐渣懸浮于所述微藻培養液的表面。這樣，能夠使所述煤氣化爐渣完全與所述微藻培養液接觸，提高吸附效果。

本發明的一實施例中，在固液分離過程中，所述回收利用方法還包括：通過次氯酸鈉對經過吸附處理后的液體進行消毒。

通過在固液分離過程中，通過次氯酸鈉對經過吸附處理后的液體進行消毒，能夠節省微藻培養液的處理時間，并對微藻培養液進行消毒滅菌，使微藻培養液在固液分離后可直接用于微藻培養。

本發明的又一實施例中，通過次氯酸鈉對經過吸附處理后的液體進行消毒之前，所述回收利用方法還包括：檢測所述經過吸附處理后的液體中是否含有原生動物，并根據檢測結果確定所述次氯酸鈉的添加量。這樣一來，能夠根據微藻培養液的狀況對次氯酸鈉的使用量進行控制，避免資源的浪費。

其中，檢測所述經過吸附處理后的液體中是否含有原生動物，并根據檢測結果確定所述次氯酸鈉的添加量具體包括：若檢測到所述經過吸附處理后的液體中含有原生動物，則確定所述次氯酸鈉在所述經過吸附處理后的液體中的添加量為11-20ppm；若檢測到所述經過吸附處理后的液體中不含有原生動物，則確定所述次氯酸鈉在所述經過吸附處理后的液體中的添加量為1-10ppm。

ppm表示一百萬份單位質量的溶液中所含溶質的質量，百萬分之幾就叫做幾個ppm。通過大量實驗發現：根據所述采收后的微藻培養液中是否含有原生動物，對所述次氯酸鈉的添加量進行調節，能夠在對微藻培養液進行處理，使微藻培養液得以重復利用的同時，最大程度上減少次氯酸鈉的使用量，避免不必要的損失。

本發明的再一實施例中，所述回收利用方法還包括：在吸附完成后，對經過吸附處理后的液體的吸光度進行檢測，若檢測到所述經過吸附處理后的液體在750nm下的吸光度值小于0.05，則將經過吸附處理后的煤氣化爐渣回收進行重復利用，直至檢測到所述經過吸附處理后的液體在750nm下的吸光度值大于等于0.05時，不對煤氣化爐渣進行回收。這樣一來，能夠保證煤氣化爐渣的吸附效果，提高處理效率。

以下，本發明實施例將通過實施例對本發明進行說明。這些實施例僅是為了具體說明本發明而提出的示例，本領域技術人員可以知道的是本發明的范圍不受這些實施例的限制。

實施例1

(1)、取煤氣化含水爐渣，置于105度烘箱中，干燥24小時后取出，算得爐渣干基含量為70％；

(2)、取10升采收后的微藻培養液，其在750nm下的吸光度值(od)為0.05，置于敞口容器中，加入粒度為100目的干燥爐渣1kg，占所述微藻培養液的質量百分含量為10％，攪拌，攪拌時保證微藻培養液的底部沒有沉淀的爐渣，攪拌20分鐘，停止攪拌，靜置10分鐘，液體分層后，取上清液即獲得經過吸附處理后的微藻培養液，檢測其吸光度值(od)為0.001，微藻培養液中的不利于微藻生長的物質基本完全被氣化爐渣沉淀下來，達到凈化目的。

實施例2

(1)、取煤氣化含水爐渣，置于105度烘箱中，干燥24小時后取出，計算得爐渣干基含量為72％；

(2)、取50升采收后的微藻培養液，其在750nm下的od為0.05，置于敞口容器中，加入粒度為100目的干燥爐渣5kg、占所述微藻培養液的質量百分含量為10％，攪拌，攪拌時保證水面有懸浮的爐渣，攪拌30分鐘，停止攪拌，靜置10分鐘，液體分層后，取上清液，檢測od為0.002，微藻培養液中的不利于微藻生長的物質基本完全被氣化爐渣沉淀下來，達到凈化目的。

實施例3

(1)、取煤氣化含水爐渣，置于105度烘箱中，干燥24小時后取出，計算得爐渣干基含量為70％；

(2)、取10升采收后的微藻培養液，其在750nm下的od為0.1，置于敞口容器中，加入粒度為20目的無水爐渣2.0kg，占所述微藻培養液的質量百分含量為20％，攪拌，攪拌時保證微藻培養液的底部沒有沉淀的爐渣，同時保證水面有懸浮的爐渣，攪拌30分鐘，停止攪拌，靜置10分鐘，液體分層后，取上清液，檢測od為0.002。向凈化后的微藻培養液中加入5ppm的次氯酸鈉進行消毒處理，處理后，微藻培養液再次用于養殖使用。

實施例4

(1)、取煤氣化含水爐渣，置于105度烘箱中，干燥24小時后取出，計算得爐渣干基含量為70％；

(2)、取100升采收后的微藻培養液，其在750nm下的od為0.5，置于敞口容器中，加入粒度為200目的無水爐渣30.0kg，占所述微藻培養液的質量百分含量為30％，攪拌，攪拌時保證微藻培養液的底部沒有沉淀的爐渣，同時保證水面有懸浮的爐渣，攪拌30分鐘，然后停止攪拌，靜置10分鐘液體分層后，取上清液，檢測od為0.002。鏡檢已處理好的上清液，有少量原生動物，加入20ppm次氯酸鈉進行處理，處理后再鏡檢，無原生動物，微藻培養液再次用于養殖。

實施例5

(1)、取煤氣化含水爐渣，置于105度烘箱中，干燥24小時后取出，計算得爐渣干基含量為70％；

(2)、取100升采收后的微藻培養液，其在750nm下的od為1.0，置于敞口容器中，加入粒度為100目的無水爐渣30.0kg，占所述微藻培養液的質量百分含量為30％，攪拌，攪拌時保證微藻培養液的底部沒有沉淀的爐渣，同時保證水面有懸浮的爐渣，攪拌的同時加入清水100l，攪拌30分鐘，停止攪拌，靜置5分鐘液體分層后，取上清液，檢測od為0.001。經過爐渣處理并稀釋的微藻培養液再復配營養鹽，再次用于養殖。

實施例6

(1)、取煤氣化含水爐渣，置于105度烘箱中，干燥24小時后取出，計算得爐渣干基含量為70％；

(2)、取1000升收后的微藻培養液，其在750nm下的od為1.5，先用離心分離機收集部分細胞后，檢測od達到0.2，置于敞口容器中，加入粒度為20目的無水爐渣30.0kg，占所述微藻培養液的質量百分含量為30％，攪拌，攪拌時保證微藻培養液的底部沒有沉淀的爐渣，同時保證水面有懸浮的爐渣，攪拌30分鐘，停止攪拌，靜置10分鐘液體分層后，取上清液，檢測od為0.002，鏡檢已處理好的上清液，有極少量原生動物，加入11ppm次氯酸鈉進行處理，處理后再鏡檢，無原生動物，微藻培養液再次用于養殖。

綜上所述，通過對微藻進行培養并對微藻采收完成之后，采用煤氣化爐渣的多孔結構對采收后的微藻培養液進行吸附處理，能夠將采收后的微藻培養液中的大分子物質(例如細胞碎片、細胞內容物等不利于微藻生長的物質)吸附在煤氣化爐渣上，而將小分子營養鹽保留在微藻培養液中，通過對吸附有大分子物質的煤氣化爐渣和微藻培養液進行固液分離，能夠對微藻培養液進行凈化處理，所獲得的微藻培養液可重復用于微藻培養。克服了現有技術中微藻培養液中的細胞碎片等不利于微藻生長的物質難以有效去除，而使得微藻培養液難以重復利用的缺陷。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。