[发明专利]废酸在微藻工业中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种在微藻培养过程中使用工业废酸的方法。

背景技术

在国民经济各部门中，酸的用途很广，主要用于稀有金属的湿法冶金、有机合成、漂染工业、金属加工、食品工业以及无机药品及有机药物的生产等诸多领域。当然，在生长后会对应着大量的废酸产生，若直接排放，会对环境造成极大的污染，但其处理成本又很高。

目前用于废酸处理的典型工艺为：

废酸-过滤器-浓缩器-焙烧法-三氧化二铁-含HCl废气-再生酸-废气风机-排放。

从上述工艺可以看出，在现有的废酸处理技术中，浓缩、焙烧或是蒸馏步骤都需要消耗能量；另外产生的废水需要进一步处理，资源浪费；再者废酸中含有一定的金属离子，尤其是铁，去除成本较高。

专利US6676917B2公开了一种废酸处理方法，该方法处理含有一部分硫酸的盐酸，其技术方案为先加入碱金属的氯化物，然后通过65-150℃的蒸馏，将盐酸分离出来。但该方法的缺点是会有遗留的金属硫化物，同时蒸馏的时候消能量，也会有大量的废水产生，需要进一步处理。

在微藻的培养过程中，在许多步骤中均需要使用酸。首先，尤其是以搅拌浆为动力的跑道池反应器中，随着微藻的细胞生长，pH值会不断地升高，从而影响其细胞生长，这就需要一个廉价有效的酸源来维持其适宜的生长环境；其次，反应器经过多次使用后，反应器壁上会粘附难清洗的碱性物质，不易清洗，目前多采用高压枪冲洗的方式，电力消耗较高，且无法彻底清除黏附物质；第三，在规模化培养中，浓缩培养基用量大，其储存困难，容易污染，保存期间受到一定限制，一般最长可以保存一个月左右的时间；第四，污染杂藻或原生动物后的反应器需要适宜的酸来进行消毒。上述所属的微藻培养工艺的各个领域均需要有合适廉价的酸源。

因此，可以考虑将二者结合，既可以将废酸处理掉，减少环境污染，缓解环境压力，同时又可以为微藻培养降低成本。

发明内容

鉴于上述现有技术中的问题，作出了本发明。

本发明提供了一种在微藻细胞培养过程中使用工业废酸的方法(以下简称为“本发明的方法”)，所述方法包括以下的步骤：

1)从工业废酸来源获得工业废酸；

2)检测所述工业废酸的品质；

3)根据所述工业废酸的品质，处理所述工业废酸得到工业废酸澄清液，若颗粒杂质大且少则将所述工业废酸引入至沉淀设备中沉降处理至上清液澄清；若颗粒多且杂质颗粒小则进行过滤处理；

4)将工业废酸澄清液加入至一个或多个配制容器中，配制成一种或多种微藻培养浓缩营养液；

5)将各配制容器中配制好的一种或多种微藻培养浓缩营养液混合，配制成所需浓度的微藻培养工作液；以及

6)将配制的微藻培养工作液加入至光生物反应器中用于培养微藻。

在本发明的方法的一个优选实施方案中，所述沉淀设备与所述配制容器的体积比≥4∶1，并且它们之间通过管道相连。

在本发明的方法的另一个优选实施方案中，所述沉淀设备与所述配制容器的长宽相同且高度比≥4∶1。

在本发明的方法中，配制容器的个数取决于培养基的化学性质，并且同一配制容器中存放互不产生化学反应的物质。

在一个优选的实施方案中，在本发明的方法的步骤4)中，在加入工业废酸澄清液后按照适合于所述微藻的培养浓缩营养液配方向配制容器中加入所述配方中的各种试剂来配制微藻培养浓缩营养液。

在本发明方法的一个优选实施方案中，该方法还包括以下的步骤：在所述微藻的培养过程中，每天监测培养工作液的pH值，当pH值大于预定的阈值时，将步骤3)中经处理后的工业废酸澄清液补入至光生物反应器中，使培养工作液的pH值维持在所述微藻培养所需的pH水平。

在本发明的方法的一个实施方案中，本发明的方法还包括以下步骤：在上述步骤6)中的一轮培养结束后，在下一轮培养开始前，将步骤3)中经处理的工业废酸澄清液配制成为20-50％的消毒液，将所述消毒液加入至所述光生物反应器中进行消毒处理。

在一个优选的实施方案中，该方法还包括以下的步骤：在上述步骤6)中的一轮培养结束后，在所述消毒处理前用经步骤3)处理后的工业废酸澄清液，配制成体积比为3-7％的废酸液对光生物反应器进行清洗，以去除反应器壁上的碱性物质。