淺談菌藻系統在污水處理系統中的資源回收 

菌-藻共生系統的微藻在利用廢水中污染物的同時，其微藻自身的生物質也得到積累，這些生物質可作為資源化產品的原料，其中磷可通過系統作用轉化為微藻脂質，可作為生物柴油的原料；有機物可通過系統轉化成微藻的碳水化合物，在各種微生物發酵作用下獲得生物乙醇、生物氫和生物甲烷等生物燃料；氨氮可通過系統作用轉化為微藻蛋白質和色素，微藻色素也是一種高附加值產品。重金屬元素通過系統轉化為微藻的胞外聚合物，抗生素也可通過轉化為碳水化合物。生物質的收獲及其高附加值產品的加工生產是菌藻共生技術規?；瘧帽亟浿?。研究表明，微藻應用于廢水處理的后期機械和化學微藻生物量收獲可占總成本的90%，主要適用于高價值的產品。

采集是微藻去除養分的關鍵步驟，因為微藻的濃度需要保持在最佳水平，隨著水體中氮、磷的去除和微藻濃度的增加，適當的微藻采集不僅可以收集生物質供后續利用，還可以使微藻處于相對穩定的狀態，實現水體凈化。目前，常見的微藻采集方法包括離心、浮選、沉淀和膜過濾。離心分離法省時、高效、回收效率高，但能量消耗大得多，離心力會破壞藻類的細胞結構。沉淀法采用簡單、能耗低，但存在占地面積大、回收率低等缺點。浮選具有成本低、空間要求低、處理時間短等優點，適合大規模應用。然而，浮選和沉降都需要絮凝，采集海洋微藻時可能比采集淡水藻類時需要更多的凝結劑，這可能限制了養殖池塘的采集。同時，三種典型的物理絮凝方法包括超聲絮凝和電絮凝，化學絮凝和生物絮凝法也可以用于捕獲微藻。此外，新型環?；炷齽┑拈_發將是這兩種收獲方法的主要發展方向。

過濾技術通過排除粒徑從水中分離微藻細胞，從而避免混凝劑污染。最重要的是，該技術可以實現微藻的高保留率和原生動物和病毒的去除。在收獲柵藻（Scenedesmus acuminatus）中試生產時，使用超濾法捕獲的平均海藻通量僅為140 L.m-2.h-1 ，體積小的微藻則收獲效率更低。同時，膜污染帶來的高額投資成本也限制了其應用。因此，高效和具有成本效益的收獲方法仍然是微藻養殖廢棄物在實地去除養分方面應用的瓶頸。Xiao等報道了大濾膜具有更好的防污性能和更好的過濾效率。能量微藻采集過程中多次過濾循環的平均通量可達1845L.m-2.h-1，是超濾的30倍。研究還發現，絮凝-宏觀過濾可以滿足平均通量超過2160,000 L.m-2.h-1。由于生物質將被用作水產飼料，殼聚糖可作為首選的混凝劑。綜上所述，殼聚糖混凝-巨濾收獲的優化運行策略可以進一步提高微藻的過濾效率，為營養吸收后的微藻生物量收獲提供更好的解決方案。

研究表明菌的存在可以加快微藻絮凝和沉降，有利于后續微藻收集。Zhang 等[82]研究發現在低光強條件（142±10μmol.m -2·s-1）培養的藻類細菌顆粒污泥（ABGS）具有良好的沉降能力（SVI 30為30.9mL/g）。Wang等從活性污泥中篩選聚磷效應較高的聚磷菌菌屬（Klebsiella?sp），與蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）共同培養處理污水，結果表明，形成的共生系統增強出水總磷的穩定性，與純藻組相比菌 - 藻系統中的小球藻藻平均生長速率和脂質產量分別提高 13.6% 和 90.1%。在水產養殖過程中經常以浮游動物作為生物餌料，而微藻則是浮游動物的優質餌料，因此在水產養殖尾水的處理中，可以選擇浮游餌料動物濾食的方法，如浮游動物和貽貝進行生物收獲。微藻與濾食性餌料動物組合可去除高達68%的總氮和56-67%的總磷。微藻作為水產動物食物鏈最底層的營養生物通過此方法實現了零成本的資源回收利用。

研發中心：孫娜

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