小球藻的相關(guān)絮凝方法

宋瑞雪

我們都知道，能源微藻作為一種重要的可再生能源物質(zhì)，利用其來生產(chǎn)微藻生物柴油這一研究項(xiàng)目具有非常重要和深遠(yuǎn)的意義。所以，高效、安全地收集小球藻是非常重要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。小球藻的個體比較微小，用一般的方法來收集不太現(xiàn)實(shí)。而通過對藻培養(yǎng)產(chǎn)物進(jìn)行離心的方法顯得過于昂貴和浪費(fèi)能量，特別是對大規(guī)模培養(yǎng)的能源微藻。尋找可替代的技術(shù)用于將藻培養(yǎng)環(huán)境中大量水分去除，從而降低能耗，增大微藻生產(chǎn)和培養(yǎng)的規(guī)模，是解決微藻生物質(zhì)收集的出路。

經(jīng)過一系列研究得知，用絮凝法收集小球藻，可以有效降低成本，并且可以有效避免資源的不必要浪費(fèi)。根據(jù)不同的絮凝機(jī)制手段，絮凝法主要包括化學(xué)絮凝，自沉降，物理絮凝和生物絮凝以及等等其他一些方法。

化學(xué)絮凝法所采用的絮凝技術(shù)手段主要是通過金屬離子、明礬、氯化鐵，以及聚丙烯酰胺聚合物、殼聚糖和陽離子淀粉?；瘜W(xué)絮凝法的優(yōu)點(diǎn)主要是其已非常成熟的應(yīng)用與各種污水處理，并且這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，同時這種方法也比較安全，高效。但這項(xiàng)方法的缺點(diǎn)是其容易污染微藻生物質(zhì)，容易受酸堿性影響，其中技術(shù)手段所用的丙烯酰氨有劇毒，更重要的是，這項(xiàng)技術(shù)的成本比較高。自沉降方法的絮凝技術(shù)手段是通過無機(jī)沉降物和鈣/磷沉降物來進(jìn)行。其優(yōu)點(diǎn)是在進(jìn)行操作的時候可以不用添加一些外源物質(zhì)，并且這項(xiàng)技術(shù)還可以中和藻細(xì)胞的負(fù)電荷。但這項(xiàng)技術(shù)也有缺點(diǎn)，容易受到礦物質(zhì)的污染，并且這項(xiàng)技術(shù)的效果不是特別穩(wěn)定，其中所用的磷酸鹽會污染藻生物質(zhì)。

物理法絮凝的絮凝技術(shù)手段主要是通過超聲波絮凝、電凝法絮凝和磁性納米顆粒。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以通過電極釋放金屬離子來中和其中的負(fù)電荷，能夠有效的預(yù)防其中的早生物質(zhì)被污染，同時這種方法可以將絮凝和分離一步完成。這種方法的缺點(diǎn)主要是目前還不能夠大規(guī)模應(yīng)用，其中所用到的金屬離子容易污染藻生物質(zhì)，特別是這種方法成本比較高技術(shù)，目前技術(shù)要求還達(dá)不到。生物絮凝法主要絮凝技術(shù)手段是通過易于絮凝的藻、植物提取物和微生物絮凝。其優(yōu)點(diǎn)主要是容易把絮凝藻和其他藻一起培養(yǎng)，這種方法既安全又綠色環(huán)保。缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生相互競爭營養(yǎng)的現(xiàn)象，會引起藻污染，效率比較低，目前對其作用機(jī)制還不是特別了解。

生物絮凝法具有高效安全，綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠能夠有效地避免污染。通過微藻治理廢水的工廠中也有生物絮凝現(xiàn)象的出現(xiàn)，用絮凝法收集小球藻，是獲取藻類的一種，非常綠色環(huán)保、安全高效的方法。生物絮凝法具有非常長遠(yuǎn)的發(fā)展?jié)摿脱邪l(fā)前景，盡管目前的技術(shù)手段還不夠了解，盡管此項(xiàng)目還沒有實(shí)施與實(shí)踐。在開展這個項(xiàng)目之前，我們需要對利用絮凝法來收集小球藻這一項(xiàng)目研究機(jī)制和實(shí)施方法進(jìn)行了解和研究，為更好地開展這個項(xiàng)目打下堅實(shí)的鋪墊。當(dāng)前，國內(nèi)外對用絮凝法來收集小球藻這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的了解都還不夠深入，都還僅限于初步的理論階段。而我們國內(nèi)對這一實(shí)驗(yàn)的研究也還在萌芽階段。Wan等從活性污泥中分離到一株絮凝功能細(xì)菌Solibacillus silvestris，研究了該菌株對海洋微藻 Nannochloropsis oceanica的絮凝效果，最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在沒有外源物質(zhì)影響的情況下，這一菌株引起的微藻的絮凝效果達(dá) 90%以上，其絮凝效果主要是由菌株分泌的蛋白多糖物質(zhì)（75.1%碳水化合物和24.9%蛋白質(zhì)）引發(fā)的，并且該絮凝菌對微藻的生長沒有影響，可以應(yīng)用到微藻生物質(zhì)的收集。Xiong等對細(xì)菌Bacillus licheniformis分泌的胞外生物絮凝物質(zhì)進(jìn)行鑒定，發(fā)現(xiàn)主要89%的碳水化合物和11%的蛋白質(zhì)組成，具有應(yīng)用于工業(yè)絮凝的潛力。Oh等，Kim等，Nie等8通過得到一些細(xì)菌的胞外物質(zhì)來絮凝，小球藻，不過確在實(shí)驗(yàn)過程中需要一些金屬離子來促進(jìn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。

作為重要能源來源的能源微藻，能夠高效對其進(jìn)行收集，是當(dāng)前生物研究的一大重要課題。而絮凝法作為收集小球藻的有效方法，其具有廣闊的研究前景和發(fā)展?jié)摿?。在開展生物絮凝法這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目過程中，我們需要深入了解絮凝功能菌的作用以及絮凝的詳細(xì)機(jī)制，從而找到最有效的絮凝功能菌和絮凝劑。同時，我們還要不斷完善我們的技術(shù)手段，加快實(shí)驗(yàn)研究的步伐，推動這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目向更優(yōu)更完善的方向發(fā)展。這一項(xiàng)目具有非常好的應(yīng)用前景，其良好實(shí)施不僅能夠幫助我們更高效安全地收集小球藻，更重要的是，如果能把這一項(xiàng)目運(yùn)用于工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)，將在解決能源危機(jī)和環(huán)境問題這兩方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響并做出重大貢獻(xiàn)。