[发明专利]一种利用淀粉废水培养微藻的方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理及微藻培养技术领域，特别涉及一种利用淀粉废水培养微藻的方法。

背景技术

微藻是一种分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。但是微藻的大规模培养仍存在许多待攻克的难点，其中之一就是如何利用废水进行微藻的大规模培养。

淀粉废水是以玉米、马铃薯、小麦、大米等农产品为原料生产淀粉或淀粉深加工产品（淀粉糖、葡萄糖、淀粉衍生物等）产生的废水，一般都属于高浓度有机废水，是造成环境污染的主要污染源之一。淀粉废水主要污染物有悬浮物（SS）、化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、总氮（TN）和总磷（TP）。同时淀粉废水含有许多有蛋白质，但是其分离存在许多困难。目前淀粉废水处理技术存在着处理不彻底、能耗高、投资大、运行费用高等缺点，难以有效地解决环境污染和有机物严重浪费两大问题。

介孔硅材料具有结构的可变性、水解缩聚反应的精确可控性及表面可修饰性等特点，针对吸附剂制备来说，硅基介孔材料的特点有助于制备不同类型的吸附剂，以适应不同的环境需求，另外，介孔硅材料在吸附后易于母液分离，通过酸洗、焙烧或萃取等工序，可实现污染物资源化及吸附剂再生。

分子印迹技术已广泛应用于色谱分离、固相萃取、药物分析、生物传感器技术以及催化合成等诸多领域，并由此使其成为化学和生物学交叉的新型领域之一，显示出良好的应用前景。分子印迹是将模板分子与交联剂在聚合物单体溶液中进行聚合得到固体介质，然后通过物理或化学方法洗脱除去介质中的模板分子，得到“印迹”有目标分子空间结构和结合位点的有较高选择性的共价型的分子印迹聚合物（MIPs）。可以设想：一系列功能单体在溶液中与模板分子相遇，它们之间可以通过氢键、静电作用、疏水作用以及其它非共价的相互作用，使这些功能分子彼此间以与模板分子结构相互补的有序状态而排布起来，在功能单体和模板分子之间制备出共价的配合物或形成非共价的加成产物；将模板分子从聚合物中除去，于是在高聚物内,原来由模板分子所占有的空间形成了一个遗留的空腔，在合适的条件下，这一空腔可以满意地“记住”模板的结构﹑尺寸以及其它的物化性质，并能有效而有选择性地去键合模板(或类似物)的分子。

专利申请号CN200910236321.0，利用甘薯淀粉废水生产木霉微生物肥料，以甘薯淀粉生产过程中产生的废水为主要营养原料，采用液态和固态联合发酵的方法生产木霉菌微生物肥料具有生产成本低、环境友好的特点，产品能明显改善土壤环境质量、提高作物产量，而且能够防治多种植物病害，同时为高效处理甘薯淀粉生产过程中产生的大量高浓度废水找到有效的处理方法，减少环境污染。专利申请号CN201310468266.4，利用淀粉废水生产液体有机肥料的方法，将生产玉米淀粉或者小麦淀粉排放的废水除杂质后添加在密闭容器中，接种嗜酸乳杆菌、酿酒酵母进行发酵，通过该发明既能有效减轻废水对环境的污染，又能实现废物利用，而且投资小，工艺简单，肥效显著，生产成本低，竞争优势强，试产潜力大。专利申请号CN201610710440.5，利用淀粉废水生产用于改良盐碱地的液体有机肥料的方法，通过滤网过滤、厌氧生物滤池发酵、太阳能曝气生物滤池发酵、淀粉磷酸脂和聚磷氯化铁水解、微生物发酵菌剂发酵等一系列深度处理，使得淀粉废水成为富含有益微生物菌群及多种次生代谢物的液体微生物肥料，使用后改良次生盐碱地土壤微生物种群数量减少的问题，可使得次生盐碱地增产20%~30%，既节省了成本，也缓解了土壤贫瘠、板结、盐碱化，复合节能、环保、可持续发展的趋势。专利申请号CN201410015439.1，一种利用马铃薯淀粉废水制备马铃薯浸出粉的方法，将马铃薯淀粉废水首先经除杂、浓缩；而后将浓缩液泵入酶解罐，分别经中温淀粉酶、糖化酶、中性蛋白酶（或复合蛋白酶）进行三次酶解，而后灭酶；水解产物再次经浓缩、喷雾干燥，产物即为马铃薯浸出粉。本发明利用马铃薯淀粉废水通过生物工程手段来制取含有大量的氨基酸及肽类物质的马铃薯浸出粉，变废为宝，成本低廉，产品附加值高，有非常巨大的竞争优势，同时解决了淀粉废水治理及排放问题。

现有技术中，利用生物发酵处理淀粉废水生产可利用物料技术已有很多研究，但是大多技术中预处理技术复杂，也不能有效清除废水中重金属等物质，同时生物发酵时需要多次加入淀粉废水，劳动力大，能耗高。结合介孔材料与分子印迹技术，对淀粉废水进行有效地净化，利用净化后的淀粉废水进行微藻培养，不仅实现资源再利用，还能大规模培养具有经济效益的微藻，具有很好的发展前景。

发明内容