污水-微藻-能源串联技术新进展

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1、生态环境学报2012,21(7):1380-1386http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com“污水-微藻-能源”串联技术新进展1,221*蔡卓平，段舜山，朱红惠1.广东省微生物研究所，广东省菌种保藏与应用重点实验室，广东省微生物应用新技术公共实验室，广东省华南应用微生物重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地，广东广州510070；2.暨南大学水生生物研究中心，广东广州510632摘要：水资源危机和能源危机给人类社会的可持续发展

2、带来前所未有的挑战。微藻具有特殊的生理生态功能和突出的优点，是开展污水净化和生物质能源生产的不二选择。文章在简介微藻清除水体氮磷的特点、作用机理及其影响因素、微藻生产生物质能源的优势、油脂积累机制及其影响因素的基础上，提出一种基于微藻为中介以实现污水氮磷去除与生物质能源开发的串联技术体系。该“污水-微藻-能源”串联技术体系从微藻自身的生理生态特色出发，将其在污水净化与生物质能源生产上的优势有机结合起来，实现从污水中索要营养物质供微藻生长需要，以低成本、高效开发利用微藻生物质能源，为共同协调解决水资源危机和能源危机提供了新的思路与途径。通过探

3、讨“污水-微藻-能源”串联技术体系的核心理念与开发基础，指出串联技术体系必须重视优质微藻品种的选育、光合生物反应器优化、耦合系统的完善以及高附加值胞内物质后续开发等几个关键技术环节。文章最后展望其发展趋势与应用前景。“污水-微藻-能源”串联技术体系的开发应用，有望缓解当前社会面临的水环境污染和能源紧缺双层压力，实现社会、经济、资源与环境的可持续发展，具有极其广阔的应用前景。关键词：污水；微藻；生物质能源；串联技术中图分类号：X703文献标志码：A文章编号：1674-5906（2012）07-1380-07随着城市化进程的加快，加上受技术水平

4、、短藻是最有望全面替代石化能源的生物质能源原料[7-9]期利益使然和法制不健全等因素的综合影响，大量。文章主要综述微藻在水体净化以及生物质能源含氮磷营养盐的污水未经严格处理就被排放到公生产上的特点与优势、相关生物学机理及其影响因共水域里，引发一系列水环境污染问题。水污染是素；探讨一种基于微藻为中介以实现污水氮磷去除环境污染的主要组成部分，如何高效地去除水体中与生物质能源开发的串联技术体系：以污水为原料过量的氮磷营养盐、净化水环境是困扰我们的一大获取新能源，实现单独污水处理系统中处理工艺向[1-2]难题，也是污染治理和环境修复的当务之急。与生

5、产工艺的转化，以污水作为微藻生物质能的“生此同时，能源短缺也成为目前制约社会经济增长的产资源”为社会和人类服务；最后对“污水-微藻-能一大瓶颈，化石燃料一直是人们消费的主要能源，源”串联技术体系中的关键环节进行归纳与展望。但化石资源昂贵且有限，其燃烧所产生的有害物质1微藻处理污水的特点会污染环境，加剧全球气候变暖、生物物种多样性传统的污水处理方法主要有物理处理法和化降低和荒漠化等生态问题。为满足社会对能源的需学处理法，其中物理处理法指根据水的物理特性，求，促进资源、环境、经济的协调发展，急需开发通过机械、物理的方法除去水中悬浮物质或有害物[

6、3-4]一种经济高效、可再生的清洁能源。质；而化学处理法指通过向污水中投加化学试剂，微藻是一类光能自养型单细胞生物，具有种类使其与污水中污染物质发生化学反应，去除污染繁多、光合效率高、生长速度快、适应性强等特点。物。由于物理法和化学法的处理成本较高且存在不它们在生长过程中需要消耗环境中的氮磷等营养同程度的副作用，所以难以得到大规模的应用和推物质以合成体内复杂的有机质，因此可降低水体中广。在这样的背景下，利用微藻处理污水逐渐引起[5-6][10]氮磷等物质的含量。与其他油料植物相比，微藻了人们的关注。微藻污水处理法指在利用微藻自在生产生物柴油

7、方面具有明显的优势。如在一定条身新陈代谢生理功能基础上，采取一系列人工配合件下，许多微藻细胞可大量积累储藏性油脂，其最措施，创造有利于微藻生长繁殖的良好环境，加速高含量可达到细胞干重的50%以上；微藻的单位面微藻的增殖及其新陈代谢生理功能，以降解和去除积油脂产量是油料植物油脂产量的数十倍，因此微污水中的氮磷等物质、净化水体的一种新型污水处基金项目：国家自然科学基金委(NSFC)-广东联合基金重点项目(U1133003)；国家自然科学基金项目(41176104，31070103)；广东省自然科学基金重点项目(10251007002000001

8、)；广东省科技攻关项目（2011B090400613）作者简介：蔡卓平（1980年生），男，博士，主要从事微藻生理生态与生物技术研究。E-mail:zpcai@scau.edu.