[发明专利]一种治理原生动物并实现稳定高产的藻类养殖工艺

说明书

技术领域

本申请涉及藻类养殖领域，具体地涉及一种治理原生动物并实现稳定高产的藻类养殖工艺。

背景技术

藻类培养过程中常发生原生动物的污染，一旦被原生动物污染，原生动物在培养液中生长繁殖，当其数量增多达到一定程度时，就会对藻类的生长繁殖产生影响，不利于藻类的再扩大培养，甚至造成培养的失败。关于藻类培养过程中原生动物的灭杀，研究人员做了多种尝试，次氯酸盐被广泛用于藻类培养的消毒处理，如次氯酸钠加入水中会释放出次氯酸、氯气，能够破坏生物体内的酶，有强烈的杀菌杀虫作用(文献：用次氯酸钠处理金藻培养中的几种原生动物，水产科学，13(6)，董婧等，1994年)。铵盐水解后可提高藻类溶液的pH值，抑制好氧生物的生长，原生动物比藻类对水解产生的氨毒性更加敏感(文献：浅析铵盐在单胞藻类培养中抑制原生动物污染的作用，高士香，河北渔业，第6期，2005年)。针对不同种类的原生动物调节培养液的pH值，可以达到抑制并杀死原生动物的效果(专利：200910089608.5，一种在藻类大规模培养中有效治理敌害生物的方法)。利用藻类捕获电厂烟道气中的二氧化碳，进行生物固碳(文献：微藻固定燃烧烟气中CO2的研究进展，生物工程学报，27(2)，2011年)。然而，现有这些方法的缺点也很明显。次氯酸盐不仅会杀菌杀虫，也会杀死藻细胞；铵盐本身可以作为藻类的氮源，过多的氮会影响藻类的产物选择。铵盐水解得到的高pH值和氨将抑制藻细胞生长；几乎所有现有技术需向培养液加入新的化学试剂，还将增加产品后处理工艺和废液处理工艺的难度，采购成本高，后期处理成本高。传统藻类对电厂烟道气的生物固碳法仅考虑了烟道气中二氧化碳作为碳源的作用，只单一通入二氧化碳会使培养体系维持长时间的低pH值，对于藻类的生长将产生抑制作用。由此可见，目前还没有既能高效杀灭原生动物同时又能低成本、高效率的养殖藻类的技术。

发明内容

为充分利用现有资源，在杀灭原生动物特别是好氧原生动物的同时，低成本、高效率的养殖藻类，本发明提供了一种低成本、低能耗、无污染、治理原生动物特别是好氧原生动物并稳定高产的藻类养殖工艺。

具体而言，本发明提供了一种在藻类养殖中有效处理/消除原生动物污染的工艺，该工艺包括下列步骤：在养殖时段或非养殖时段向藻类培养液中通入氮气、二氧化碳、氮气与二氧化碳的混合气或工厂排放气体，所述工厂排放气体来源于化工厂、电厂、水泥厂、钢厂、工业窑炉等排放的不含氧气或含有微量氧气的燃烧气体(下述亦可称烟道气)。其中二氧化碳在混合气体中的浓度优选为0.5体积％～20体积％，二氧化碳在混合气体中的浓度更优选10体积％。

所述通气可以是连续通气，也可以是间歇式通气。间歇方式可以为连续通气数小时后停止通气，也可每隔一段时间通气一次，每次通气数分钟至数小时。

所述氮气与二氧化碳的混合气，可以氮气与二氧化碳先混合再通入，或者氮气与二氧化碳分别通入。

所述处理/消除可以在藻类培养装置中进行，也可以是将培养液转移到一个专用治理装置中进行。所述藻类培养装置为光反应器，该光反应器可以是柱式、管式、板式、气升式、开放池或它们的组合等所有类型。所述专用治理装置可以是任何容器。

所述藻类是自养型藻类和悬浮细胞培养的植物细胞，所述自养型藻类包括绿藻门、蓝藻门、硅藻门、黄藻门、红藻门、裸藻门、金藻门或甲藻门的藻类，优选小球藻、拟微绿球藻、栅藻、硅藻、金藻或衣藻等。

所述气体的通入装置，指的是藻类培养装置的曝气装置。所述气体的通入装置优选可组装、便于安装/拆卸、大量气体快速通入的装置。

通入气体所用的曝气方式为点曝气、环状曝气、片状曝气等任何一种曝气方式，曝气位置可以是藻类培养装置例如培养微藻的光反应器的底部、中部、上部等任何位置的一点或多点。

本发明还提供了一种藻类养殖方法，其应用上述在藻类养殖中有效处理/消除原生动物污染的工艺。

本发明中提及的养殖时段，指微藻养殖的整个周期，包括吸收二氧化碳放出氧气的光合作用阶段和吸收氧气放出二氧化碳的呼吸作用阶段；本发明中提及的非养殖时段，指微藻养殖过程中微藻未进行光合作用的阶段。

根据亨利定律，气体在液体中的溶解度和该气体在水气分界面上的平衡分压力成正比，而气体中氧的分压力又与气体中氧的含量成正比，因此将含氧的溶液与脱氧的气体强烈混合，可使溶解于水中的氧气大量扩散到气体中。

绝大多数原生动物是好氧生物，包括吞噬微藻的各种敌害原生动物，如变形虫、轮虫、纤毛虫等，它们存活于自然界包括空气和水体中，在持续缺氧环境中，这些原生动物的生长受到抑制直至死亡。