藻菌共生污水处理技术应用现状和技术挑战

贺昭铭; 陈志鹏; 余圣; 邱爽; 葛士建

doi:10.20078/j.eep.20240806

摘要：在国家"双碳"目标的背景下,藻菌共生系统(Microalgal-Bacterial Consortium,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.