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藻菌共生污水处理技术应用现状和技术挑战

收稿日期:2024-07-15 修回日期:2024-08-09 接受日期:2024-08-13

DOI:10.20078/j.eep.20240806

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    摘要:在国家“双碳”目标的背景下,藻菌共生系统(Microalgal-BacterialConsortium,MBC)作为一种新兴的污水处理技术,凭借其低碳资源回收与高附加值生物质生产的独特优势,逐渐成为污水处理领域的研究热点。MBC通过微藻和细... 展开+
    摘要:

    在国家“双碳”目标的背景下,藻菌共生系统(Microalgal-BacterialConsortium,MBC)作为一种新兴的污水处理技术,凭借其低碳资源回收与高附加值生物质生产的独特优势,逐渐成为污水处理领域的研究热点。MBC通过微藻和细菌之间的相互作用,共同作用于污水中的污染物,将其转化为可再生能源和有价值的生物质产品,实现了污水处理和资源回收的双重目标。这一过程符合绿色环保的发展理念,为可持续发展提供了可行的技术路径。尽管MBC技术在污水处理和资源回收方面表现出了显著优势,其实际应用仍面临一定的挑战。MBC的理化特性和生物活性受到多种因素的影响,尤其是污水水质的波动以及温度、光照强度、pH等环境因子的变化。这些因素可能导致MBC系统的处理性能出现不稳定,从而限制其在大规模应用中的推广效果和实际应用价值。因此,深入探讨和理解MBC系统中微生物之间的共生机制,以及外界环境对其系统性能的影响,是解决这一问题的关键。为了提高MBC系统的处理效率和稳定性,对比分析了MBC与原位MBC技术的基本原理、培养方法及其运行特点,探讨了微藻与细菌之间的相互作用模式,并分析了生态因子在系统运行中的影响机制。此外,总结了当前MBC系统常见的系统模式,讨论了不同模式的优缺点及其适用性。在工程应用方面,详细回顾了MBC污水处理技术的研究进展,结合全球范围内MBC技术的中试和工程规模应用实例,分析了实际运行中的分布特点和培养类型。通过对多个国家和地区的应用案例进行比较,揭示了MBC技术在实际运行中面临的技术瓶颈,并探讨了未来需要突破的关键技术问题。最后,展望了MBC技术未来的研究方向和应用前景,提出了进一步推动该技术规模化应用的必要性和可行性,并对MBC系统在可持续污水处理中的现状和未来潜力进行了全面分析,为MBC的实际应用提供理论依据。

    收起-

    作者:

    • 贺昭铭
    • 陈志鹏
    • 余圣
    • 邱爽*
    • 葛士建*

    作者简介

    第一作者:贺昭铭(2000—),女,山东枣庄人,硕士研究生,主要研究方向为污水资源化处理。E-mail:Hhhhappy_1@163.com
    通讯作者:邱爽(1989—),女,江苏南京人,副教授,主要研究方向为污水资源化处理。E-mail:qiushuang89@njsut.edu.cn
    葛士建(1987—),男,河南濮阳人,教授,主要研究方向为污水生物处理及资源化。E-mail:geshijian1221@njust.edu.cn

    单位

    • 南京理工大学 环境与生物工程学院,江苏 南京 210094

    关键字

    • 藻菌共生系统
    • 污水处理
    • 绿色低碳技术
    • 资源回收
    • 工程案例

    基金项目

    国家自然科学基金资助项目(52170038,52000103,52370040);江苏省自然科学基金资助项目(BK20220143);中国自然科学基金博士后计划资助项目(GZB20230973)

    引用格式

    贺昭铭, 陈志鹏, 余圣, 等. 藻菌共生污水处理技术应用现状和技术挑战[J]. 能源环境保护, 2025, 39(1): 73−86.

    HE Zhaoming, CHEN Zhipeng, YU Sheng, et al. Current Application Status and Technical Challenges of Microalgal-Bacterial Consortium Wastewater Treatment Technology[J]. Energy Environmental Protection, 2025, 39(1): 73−86.

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