利用微藻（Galdieria sulphuraria）与黑水虻协同处理厌氧消化液的碳负排放生物转化技术研究

《Process Safety and Environmental Protection》：Carbon-negative treatment of anaerobic digestate via integrated cultivation of microalgae ( Galdieria sulphuraria) and insects ( Hermetia illucens)

本文创新性地提出将嗜酸红藻（G. sulphuraria）生物质作为营养补充剂，通过黑水虻幼虫（BSFL）实现低营养有机废弃物（厌氧消化液）的高效生物转化。研究证实50%微藻添加比例（G50）使幼虫干重提升2.8倍，显著改善生物柴油产率与品质。该体系通过微藻固碳与昆虫呼吸的碳循环实现CO2负排放，为有机废弃物资源化提供新技术路径。

　　

【研究背景】

市政固体废弃物年产量巨大，其中20-70%为有机废弃物。考虑到有机废弃物的巨大体量，将其转化为可用能源（废物变能源）可带来环境和经济效益。为此，厌氧消化已成为有机废弃物处理的有效商业化措施。通过水解、酸化和乙酰化的连续过程...

【饲料制备与特性分析】

脱水厌氧消化液采集自污水处理厂的厌氧消化罐，并在105°C烘箱中干燥。为制备微藻生物质，嗜酸红藻（G. sulphuraria）在光合培养条件下使用工作体积为20L的圆柱形反应器进行培养。采用蓝藻培养基，其化学成分含量为（克/升）：1.32 (NH₄)₂SO₄、0.1 KH₂PO₄、0.12 NaCl、0.25 MgSO₄·7H₂O、0.007 CaCl₂·2H₂O、0.00087 FeCl₃。每升培养基添加1毫升微量元素溶液...

【低营养有机废弃物中的黑水虻幼虫培育】

由于饲料的生化特性影响黑水虻幼虫生长，本研究使用的厌氧消化液在培育前进行了特性分析（表1）。该消化液脂质含量低（0.4 wt.%），而灰分含量高（45.4 wt.%）；该组成表明微生物在厌氧消化过程中消耗了大部分可用养分，导致消化液中无机物积累。Cao等人（2019年）也...

【研究结论】

通过添加嗜酸红藻（G. sulphuraria）生物质补充饲料，增强了黑水虻幼虫对低营养有机废弃物（厌氧消化液）的生物转化效率。微藻生物质的补充提高了饲料蛋白质含量，同时降低了灰分含量。随着微藻生物质混合比例从10%（G10）增加到30%（G30）再到50%（G50），黑水虻幼虫生长显著改善。G10、G30和G50饲喂系统中幼虫的最大重量分别为11.7、19.4和33.1毫克...