微藻生物膜培养装置的研究进展

发布时间：2022-01-10 01:47

　　广泛应用的微藻悬浮培养装置存在CO₂和光照利用效率低、收获困难等问题,限制了微藻产业的进一步发展。微藻生物膜培养装置可以有效避免悬浮培养中存在诸多问题,在近年来被广泛研究。为了深入研究微藻生物膜培养装置的理论,进一步探讨其在现实中的应用,综述了目前常见的微藻生物膜培养装置,总结了其在微藻培养和废水处理领域的优势,并对今后微藻生物膜培养装置的技术发展进行了展望。 

【文章来源】：应用化工. 2020,49(08)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

藻萍净水系统

根据旋转生物接触器的原理,研究者设计了见图2的旋转藻盘光生物反应器(Algadisk)。通过电机带动圆盘旋转,使藻细胞周期性地与培养液和空气接触,当藻细胞浸入培养液时,吸收营养基内的营养物质;当藻细胞进入空气时,直接从空气中吸收二氧化碳和光能[15]。这种培养方式提高了微藻在载体上的牢固性,更有利于微藻生物质的积累。基于Algadisk的原理,研究者开发了中试规模的旋转光生物反应器,并将其与污水处理联合,利用污水中的氮、磷等元素作为营养物来源,不但降低培养成本,也能对污水进行净化。Logan等发明了旋转筒式藻类生物膜反应器,利用缠绕了绳索的滚筒状不锈钢框架代替了旋转藻盘光生物反应器中的圆形转盘,微藻细胞附着在绳索上生长[16]。当生物膜达到一定厚度后利用配套的收割装置挤压绳子收获藻类生物量,一定程度上实现了微藻生物膜的机械化收获[16]。Wen等开发出了一种旋转辊轴藻类生物膜反应器,将载体材料缠绕到两个辊轴上,通过辊轴的转动带动载体转动[17]。

PSBR反应器(图3a)最初被用作藻类生物传感器,但后来被广泛应用于微藻培养[18]。PSBR 反应器由多个竖直单元平行排列组成,每个单元由微藻附着层和多孔介质营养供给层构成。培养液在泵的驱动下在多空介质层内循环,在毛细力和重力的作用下扩散到微藻附着层,微藻源源不断的获得营养物质进行生长[19]。PSBR反应器的优势在于:(1)通过各单元的竖直布置解决了培养系统占地面积的问题,大大提高了单位土地面积上微藻生物质的生产力[20];(2)微藻生物膜直接暴露在空气中,更有利于CO2和光照的传递,还可以根据光照强度调节各垂直单元之间的距离,避免光限制或光抑制现象[21];(3)微藻生物膜不直接和培养液接触,完全避免了水流对生物膜的冲刷作用[20]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]固定化藻类的生理特征和对染料的脱色能力研究[J]. 黄国兰,孙红文,宋志慧,丛丽莉,张清敏.  环境科学学报. 2000(04)

博士论文
[1]固定化藻类去除污水中氮磷及其机理的研究[D]. 邢丽贞.西安建筑科技大学 2005



本文编号：3579829