[发明专利]一种基于废水培养强化的化学吸收与生物转化耦合的CO2捕集方法

说明书

本发明公开一种基于废水培养强化的化学吸收与生物转化耦合的CO₂捕集方法，主要步骤包括：1)小球藻接种；2)混合废水培养基预处理；3)小球藻培养实验。豆腐废水辅助化学吸收‑微藻转化耦合系统与传统工艺相比存在潜在优势，BG‑11提供的营养来源可以被废水替代，从而更加经济有利。

技术领域

本发明涉及微藻生物处理技术领域，具体涉及一种基于废水培养强化的化学吸收与生物转化耦合的CO₂捕集方法。

背景技术

近几十年来微藻CO₂固定由于其独特的优势得到了广泛的研究。通过工业排放的CO₂(如燃煤电厂的烟气)，其中的碳可以转化为微藻脂质、多糖、色素等增值成分^[1-3]。直接利用工业烟气中较高的CO₂浓度可能导致碳转化效率低下，这也是微藻CO₂固定面临的挑战^[4]。根据这些缺点，可以将CO₂先转化为碳酸盐/碳酸氢盐，然后用盐溶液作为微藻生长的替代碳源^[5,6]，CO₂吸收过程中的富盐溶液可能是微藻潜在的营养介质。因此，将化学CO₂吸收和微藻固定相结合形成一种耦合模式，可能是传统独立技术的一种很有前途的选择^[7,8]。此外，通过将吸收与微藻培养相结合，可以避免富溶液再生处理，这是现有CO₂吸收工艺的瓶颈^[9]，从而可以明显降低了混合工艺的能耗。

除了从烟气中固定二氧化碳，微藻还可以利用废水中的碳和其他营养物质^[10]。由于豆腐废水具有有机物和悬浮物浓度高、氮磷含量高、低毒性等特点，且我国豆腐产量大，由豆腐生产而排放大量的废水如不经过处理，会对生态环境造成重要的污染。目前主要处理豆腐废水的技术是厌氧消化，对于氮磷的处理效果不佳，因此用豆腐废水作为辅助剂来培养微藻不仅可以利用高浓度的有机碳，其中富含的氮磷，尤其是铵盐和尿素，可作为微藻营养的廉价来源。同时，豆腐废水呈酸性，可作为化学吸收-微藻转化耦合过程中控制pH和缓解NH₃逸出的辅助添加剂。污水辅助化学吸收-微藻生物转化耦合系统具有潜在优势和经济价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于废水培养强化的化学吸收与生物转化耦合的CO₂捕集方法。豆腐废水中含有氮、磷、有机物等营养物质能被微藻利用从而促使微藻生长，它可以辅助微藻利用CO₂化学吸收液进行生物转化从而达到CO₂捕集的效果。

本发明为解决背景技术中的技术问题，提出的技术方案是一种基于废水培养强化的化学吸收与生物转化耦合的CO₂捕集方法，包括如下步骤：

1)小球藻接种：将小球藻L38分别接种于容器内，添加BG-11培养基，接种体积为10％(V_接种物/V_培养基)，然后置于光培养箱中培养7-10天；

培养条件为：温度22-25℃，白色荧光照明4000-6000Lx并通入20-40mL.min^-1的15％过滤CO₂条件下培养；

3)混合废水培养基预处理：将豆腐废水(SW)离心、过滤并进行100-121℃高压灭菌处理，将灭菌后的豆腐废水(SW)与不同浓度的NH₄HCO₃溶液(模拟使用氨水化学吸收CO₂的饱和吸收液)分别按1:4或1:9的比例混合；

对照实验培养基设置为无NaNO₃的BG-11培养基与NH₄HCO₃溶液混合；