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利用光合自養(yǎng)進行微藻大規(guī)模生產(chǎn)時，微藻培養(yǎng)液中細胞濃度一般不超過2g/L，因此如何從巨大量的培養(yǎng)液中高效經(jīng)濟地采收微藻細胞一直是影響微藻能源與資源化利用的關(guān)鍵技術(shù)之一。傳統(tǒng)的絮凝、沉降、離心、過濾等技術(shù)或因效率低、能耗高、連續(xù)操作困難等問題而不能適用于微藻的大規(guī)模采收。相對而言，氣浮采收具有操作連續(xù)、易放大的優(yōu)點。然而傳統(tǒng)的溶氣氣浮依賴于通過高壓空氣或溶氣泵來生產(chǎn)溶氣，能耗依然很高。
近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所微藻生物技術(shù)團隊在國家“863”項目的資助下，開發(fā)了一種基于石墨雙電極的電解氣浮微藻采收技術(shù)。他們利用安裝在氣浮器底部的特殊設(shè)計的梳狀雙層石墨雙電極在直流電（不高于5伏特）作用下高效電解水產(chǎn)生大量微氣泡來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的溶氣水（圖A）。結(jié)果表明，相對于傳統(tǒng)的溶氣釋放的微氣泡，電解水產(chǎn)生的微藻直徑更?。ㄖ睆綖?-3μm），也更均勻，小球藻氣浮采收率可達95%以上。每采收1公斤微藻（干重），電解氣浮能耗只需要0.03kWh，只有傳統(tǒng)溶氣氣浮能耗的1/5，離心能耗的1/30，大大降低了微藻采收成本。目前該技術(shù)已建立了2000L/h的連續(xù)電解氣浮采收裝置，并完成了中試。研究成果發(fā)表在《藻類研究》（Algal Research，2016,18: 7-14)上，相關(guān)方法和裝置結(jié)構(gòu)申請發(fā)明專利一項（申請?zhí)枺?01510468258.9）。
需要特別指出的是，該技術(shù)中石墨雙電極的使用還避免了傳統(tǒng)金屬電極產(chǎn)生的金屬離子對采收藻泥和采余液的污染，有利于提高微藻產(chǎn)品的品質(zhì)和采余液的循環(huán)使用，因此特別適用于經(jīng)濟保健微藻如小球藻、微擬球藻等的采收。 |
