产油微藻培养与回收的关键技术研究进展_杨黎彬.pdf

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1、环境污染与防治第３５卷第９期２０１３年９月产油微藻培养与回收的关键技术研究进展＊杨黎彬周雪飞＃张亚雷褚华强（同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，长江水环境教育部重点实验室，上海２０００９２）摘要寻找廉价而高效的替代原料是实现生物柴油产业化的关键所在。微藻以含油量高、生长周期短、环境适应能力强、生物产量高等优点，有望成为一种极具潜力的生物柴油生产原料。然而，目前尚存在微藻培养低效成本高和微藻回收效率低两大难题。综述了微藻培养与回收过程中的关键技术，并对存在的两大难题及其改进技术进行了详细的探讨。最后，总结并展望了微藻培养、回收技术未来的发

2、展趋势。关键词生物柴油微藻培养回收废水处理ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｆｋｅｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｏｆｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎａｎｄｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｏｆｏｌｅａｇｉｎｏｕｓｍｉｃｒｏａｌｇａｅＹＡＮＧＬｉｂｉｎ，ＺＨＯＵＸｕｅｆｅｉ，ＺＨＡＮＧＹａｌｅｉ，ＣＨＵＨｕａｑｉａｎｇ．（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＹａｎｇｔｚｅＷａｔｅｒＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅＲｅｕｓｅ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈ

3、ａｉ２０００９２）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｏｏｋｉｎｇｆｏｒａｃｈｅａｐａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｉｓｔｈｅｋｅｙｔｏａｃｈｉｅｖｉｎｇｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｄｉｅｓｅｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｏｌｅａｇｉｎｏｕｓｍｉｃｒｏａｌｇａｅｉｓｏｎｅｏｆａｈｉｇｈｐｏｔｅｎｔｉａｌｂｉｏｄｉｅｓｅｌｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｄｕｅｔｏｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｈｉｇｈｏｉｌｃｏｎｔｅｎｔ，ｓｈｏｒｔｇｒｏｗｔｈｐｅｒｉｏｄ，ｓｔｒｏｎｇｅｒａｄａｐｔｉｖｅｃａｐａｃｉｔｙｔｏｎｅｗｅｎｖｉ

4、ｒｏｎｍｅｎｔａｌ，ｈｉｇｈｙｉｅｌｄ，ｅｔｃ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｗｏｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｓｈｉｎｄｅｒｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｏｌｅａｇｉｎｏｕｓｍｉｃｒｏａｌｇａｅ，ｗｈｉｃｈｗｅｒｅｈｉｇｈｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｃｏｓｔａｎｄｔｈｅｌｏｗｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｉｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ，ｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｏｆｏｌｅａｇｉｎｏｕｓｍｉｃｒｏａｌｇａｅｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎａｎｄｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｗｅ

5、ｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｏｌｅ－ａｇｉｎｏｕｓｍｉｃｒｏａｌｇａｅｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎａｎｄｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ；ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ；ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ；ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ能源与环境是２１世纪人类社会的两大主题。技术进行了深入讨论。近年来，传统能源的过度消耗引发了一系列的能源１微藻作为产油原料的特点危机和环境污染问题，因此可持续洁净能源的开发已

6、成为各国研究的热点。生物柴油作为一种新型燃微藻是一类体积小、结构简单、生长繁殖迅速的料，具有无毒、无害、可生物降解等优点，是替代传统单细胞藻类，具有太阳能利用效率高、环境适应能力燃料的最佳选择［１－２］。然而，昂贵的成本制约了生物强等特点。微藻中所含有的活性成分具有重要的经［３］济价值，故它在医药、化工、饲料、保健品及环保等方柴油的产业化发展。据统计，生物柴油制备成本［１０－１１］［４］面有着广泛的应用。由表１可以看出，相对于中７５％是原料成本，寻找廉价而高效的替代原料［１２］传统油料作物，微藻的产油量最高。可见，微藻是实现生物柴油产业化发展的

7、关键所在。其中，微在取代传统油料作物方面有着广阔的前景，是制备藻具有含油量高、生长周期短、环境适应能力强、生生物柴油的较佳原料。物产量高等优点，有望成为一种极具潜力的生物柴图１显示了以微藻为原料生产生物柴油过程中［５－７］油生产原料。目前，利用微藻制备生物柴油并实的各个技术环节：（１）优良藻株的选育；（２）微藻的低现ＣＯ２的固定与减排，已受到科学家们越来越多地成本大规模培养；（３）高效低成本的微藻回收；（４）微［８］关注，相应的研究也得到了广泛开展。藻生物油脂的提取及后续综合利用。然而，在实现微藻产油产业化的过程中，存在着２微藻生物柴油的国内外

8、研究现状微藻廉价大规模培养和高效低成本回收两大难［９］题。本研究综述了利用微藻产油的国内外研究现２．１国外状，并对微藻培养与回收过程中的瓶颈问题及关键