微藻反应器用于水气净化与产氧的功能验证

吴祖成，冯道伦，常园园，边磊，任琼，廖文

（浙江大学环境工程系环境电化学与化学贮能实验室能源清洁利用国家重点实验室，杭州310058）

微藻反应器用于水气净化与产氧的功能验证

吴祖成，冯道伦，常园园，边磊，任琼，廖文

（浙江大学环境工程系环境电化学与化学贮能实验室能源清洁利用国家重点实验室，杭州310058）

将微藻和电去离子技术引入密闭生态系统，设计单元反应器旨在验证其在空气再生、水净化和潜在食物的生产。在反应器中对尿液进行消解和NH+硝化转化得到超过90%NH+-44N硝化为NO3--N-的培养液适宜于螺旋藻养殖并获得高质量的微藻生物量；此时，CO2的平均吸收速率VCO2=458.6 mL/m3·min、O2产生速率VO2=616.5 mL/m3·min，即螺旋藻的同化系数VCO2/VO2≈0.74，接近人的呼吸系数VCO2/VO2=0.86；EDI法水净化率97%可直接回用。结果表明：该体系能实现CO2吸收、O2释放和螺旋藻生物量的生产，同时将水净化。

微藻反应器；水气净化；放氧速率；EDI净水

1 引言

长期空间载人飞行的生命保障系统[1]要求能连续不断地供O2、给水、生产食物、净化空气、清除废物，从而维持人、植物、动物的生存，保持一个基本平衡稳定的闭环微小生态环境。因此，密闭生态系统在载人航天上引起了高度的重视。“礼炮”号、“和平”号到“国际”空间站的实践表明，利用物理和化学手段只能实现系统中O2和H2O的部分再生，在系统中引入生物以实现食物的循环逐渐成为共识[2]。前苏联“人-藻类”证明藻类能够成功地完成与系统中大气和水交换的功能[1]，“BIOS-3人-植物”在大气调控、食物生产、水循环以及废物处理方面获得了大量的实验结果[3]。……