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废水处理耦合高效固碳的微藻光生物反应器研究进展

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摘要

在碳达峰、碳中和的背景下,中国将逐渐从高碳经济转向低碳经济,并最终实现零碳经济社会体系.为此,中国将大幅削减碳排放并发展负排放技术.微藻不仅能够吸收废水中的有机物、氮、磷等营养物质,而且可以利用空气中的CO2合成生物质能源,具有碳减排和碳固定双重作用,能够有效助力碳中和的实现,展现出巨大的市场发展潜力与社会环境效应.在实现微藻规模化培养以及高效固碳的过程中,微藻光生物反应器(Photobioreactor,PBR)发挥着至关重要的作用.目前,虽有大量不同结构的微藻PBR已被研发出来,但能真正高效固碳和微藻规模化培养的PBR并不多,其主要挑战在于如何同时降低微藻PBR的制造、培养、采收成本以及提高微藻固碳能力和生物质产量.本文综述了不同微藻PBR的基本结构及其优缺点.其中,开放式PBR的生产规模大、成本低,但废水处理能力、固碳效率及生物质浓度低;封闭式PBR的废水处理能力、固碳效率高,但采收成本高,反应器放大困难;生物膜式PBR的固碳效率和生物质浓度高,但设备制造、培养成本高.最后,对当前微藻PBR技术面临的关键问题及未来发展趋势进行简述,以期为微藻的废水处理和高效固碳提供参考借鉴.

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