一种户外开放式微藻培养体系优化

（河北农业大学生命科学学院，河北 保定 071000）

微藻生长速度快，可积累大量的碳水化合物、脂肪和蛋白质等，生物质产出效率比传统植物高，有极为重要的应用价值[1]。微藻培养可采用开放和封闭等方式，其中开放式培养是利用圆形或椭圆形的跑道培养池在户外进行，成本低，但受自然因素影响大，尤其是水分蒸发量较大，产量较低且不稳定；封闭式培养一般在密闭玻璃，或硬质透明塑料管道、平板式光生物反应器中进行，对培养参数的控制更为严格，产量和质量均较高[2]，但所需设备和配套投入成本较高。微藻也可用发酵罐在无菌条件下培养，其培养条件可进行精细调控，单位体积的微藻产量较高，但发酵罐的投入及维护运行费用、培养基成本均高于开放式和封闭式培养[3]。

开放式培养是目前微藻产业化生产过程中采用的主要培养方式，多年来，学界一直试图改进开放式培养的体系。Doucha等[4]建立了一种户外高密度培养微藻的浅层装置，通过倾斜的平板及挡板提高光合作用和二氧化碳利用效率，培养的小球藻产量（干物质）达到11.1 g/(m2·d)[5-8]。Wiley等[9]推出OMEGA培养微藻系统[一种漂浮在海洋水面上的光生物反应器 (PBR)]，利用岸上排放的污水和富含二氧化碳的烟气，通过涡轮叶片混合循环藻液，在沉淀室收集微藻并添加新鲜废水来补充营养，产量可达1.3 g/(m2·d)。Zhu等[10-15]用充气膜在海面上形成一个封闭式的微藻培养体系，通过碳酸盐池固定空气中的二氧化碳提供碳源，由周围水体环境调节水温，就地利用淡化海水或者养殖废水进行藻类培养，已应用于盐藻（Dunaliella salina）及螺旋藻（Spirulina） 等微藻的大规模培养试验。……