海洋微藻的加压气浮采收工艺研究.pdf

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1、第27卷第4期2012年8月大连海洋大学学报JOURNALOFDALIANOCEANUNIVERSnYV01．27No．4Aug．2012文章编号：2095-1388(2012)04-0355-05海洋微藻的加压气浮采收工艺研究李秀辰，牟晨晓，母刚，李丰(大连海洋大学辽宁省渔业装备工程技术研究中心，辽宁大连116023)摘要：对小球藻Chlorococcumsp．和金藻Dicrateriazhanfiannsis的回流式、气液加压气浮采收工艺进行了研究，通过单因子和综合因子试验，探讨了微藻液位高度、藻液

2、流量、溶气压力和气体流量对微藻采收效果的影响。结果表明：微藻液位高度对小球藻和金藻采收效果的影响最显著；当微藻液位高度、藻液流量、溶气压力或气体流量分别为1．2m、400L／h、0．6MPa或120L／h时，微藻可获得较好的采收效果；小球藻I、小球藻Ⅱ和金藻的最大采收率分别为60．3％、68．1％和65．4％。试验结果显示，在不改变藻液pH值和不添加絮凝剂的条件下，利用回流式、连续加压气浮技术对微藻进行采收，采收效果优于传统气浮采收。关键词：海洋微藻；采收；溶气气浮；回流中图分类号：$985．4文献标志

3、码：A海洋微藻不仅是重要的海产动物饵料及食品、工业原料，而且已被列为第三代可再生能源和环境增值能源开发的重要原料¨qJ。由于微藻细胞小、浓度低H】，无论作为水产饵料还是作为生物质原料，一般需要进行浓缩分离b。61。采用离心、化学(生物)絮凝、超声波或膜技术等均可实现微藻浓缩，但上述方法存在着成本高、微藻产品被污染或膜件堵塞等突出问题[6。11

4、。利用气浮技术分离水体中的微型固体颗粒(<30仙m)，在工农业生产和污水处理中已得到广泛应用¨2‘131。近年来，已有利用气浮技术采收微藻的研究报道u4。5

5、。W

6、iley等¨刮将空压机制备的超饱和溶气水与氧化塘小球藻Chlorella和栅藻Scenedesmu藻液混合，进行气浮浓缩小规模试验研究，发现添加一定量的絮凝剂(C—FLOC60)，微藻的气浮采收率达76．7％一84．9％；曾文炉等¨7o将空压机制备的溶气水与钝顶螺旋藻Spirulinaplayensis藻液混合，进行气浮采收小规模试验，发现添加絮凝剂、调节pH值和提高溶气压力，微藻的气浮采收率可达25％～45％，能耗为离心分离的40％～65％；崔景芹等¨副利用氮气瓶提供气源，对盐藻Dunalillasa

7、lina进行气浮采收小规模试验，发现将藻液pH值提高到10．5～11．5时，采收率在80％以上；高莉丽等¨9。2叫将空压机制备的溶气水分别与小球藻和紫球藻Prophy-ridiumcruentum藻液混合，进行气浮浓缩小规模试收稿日期：2012—05-03基金项目：辽宁省优秀人才计划项目(LR201120)作者简介：李秀辰(1964一)，女，教授。E—mail：lxc@dlou．edu．cn验，通过调节pH值、调控溶气时间和溶气水流量等，微藻细胞的采收率在90％以上。虽然目前对微藻的气浮采收已获得较高的

8、采收率，但多是在与气浮絮凝联合作用或通过改变藻液的pH值来实现的，絮凝剂的添加和pH值的改变不仅会造成微藻产品的污染和微藻细胞活力的下降，还会增加采收和后续加工的成本p'2¨；此外，目前微藻的气浮采收主要是利用空压机或高压气瓶制备溶气水，再与藻液混合进行气浮分离，不仅增加了附属设备投资，而且溶气水还会稀释藻液，降低藻液的浓缩效率u引。本研究中，作者拟采用回流式、连续加压溶气气浮工艺，对海洋微藻进行气浮浓缩试验研究，探讨在不添加絮凝剂和不调节藻液pH值的条件下，海洋微藻气浮采收的可行性及效率，确定海洋微藻

9、气浮采收的合理工艺条件。1材料与方法1．1材料试验用海水小球藻Chlorococcumsp．和湛江叉鞭金藻Dicrateriazhanjiannsis(简称为金藻)藻液均购自大连汇新钛设备有限公司。1．2方法1．2．1加压气浮采收系统工作原理连续加压溶气气浮试验系统主要由型号为20NPD04Z356大连海洋大学学报第27卷的尼可尼泵、压力溶气罐(q)200mmx430mm，0～0．6MPa)、释气装置、气液接触器(q)240mmX1600mm)和泡沫收集器等组成(图1)。采用尼可尼气液混合泵，可实现同时

10、吸人藻液和空气，并且产生微米级气泡，克服了传统的溶气气浮装置体积大、能耗高、释气气泡过大和藻液被溶气水稀释等弊端。加压气浮采收系统工作时，微藻原液和空气同时由尼可尼泵吸人，在溶气罐内混合增压，混合液由气液接触器底部进人释气装置进行减压释放，所产生的大量微气泡在上升过程中不断黏附微藻颗粒，并将微藻颗粒载至气液接触器液面上部的收集槽；采收后的藻液由接触器底部排出，再次由尼可尼泵吸人进行气浮浓缩，每次试验持续15—20raino图1加压气浮采收系