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为解决传统微藻收获方法（如离心、过滤、化学絮凝）能耗高、设备复杂或有环境风险的问题，研究人员开展聚丙烯酰胺（PAM）絮凝与电浮选协同收获小球藻（Chlorella vulgaris）的研究，发现 5~10 mg/L PAM 和 30 A/m2 电解 60~120 秒效果最佳，该方法高效环保且不影响微藻光合效率。
微藻作为可持续的生物燃料、食品和其他有价值产品的来源，近年来备受关注。其快速生长、高表面积体积比以及无需优质耕地即可培养的特性，使其在吸收二氧化碳方面能力远超其他光合植物。微藻生物质可用于生物燃料、肥料、动物饲料等领域，有望生产碳中和甚至碳负性燃料，在向更可持续的低碳经济转型中扮演重要角色。然而，微藻收获一直是制约其大规模应用的重要挑战，传统方法如重力沉降、离心、过滤、化学絮凝等，或耗时过长，或能耗与设备成本高，或存在环境风险及污染问题，亟需更高效环保的收获方法。
为解决上述问题，中国科学院水生生物研究所的研究人员开展了聚丙烯酰胺（PAM）絮凝与石墨电极电浮选协同收获小球藻（Chlorella vulgaris）的研究。该研究成果发表在《Environmental Technology》，为微藻收获提供了新的有效途径。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：
- 微藻培养：在 BG11 培养基中培养小球藻（C. vulgaris FACHB–24），控制培养条件为 25±1℃、2500±500 lx 连续冷白色荧光光照、14 h:10 h 光周期。
- 独立与协同实验：分别设置 PAM 单独絮凝、电浮选单独作用及两者协同作用的实验，测定不同条件下的收获率、能耗等指标。
- 生理指标检测：通过测定光系统 II（PSII）的最大量子产率（QY）评估收获后微藻的光合恢复能力和活力，同时检测溶液中磷酸盐浓度、pH、电导率、溶解氧等参数。
3.1 聚丙烯酰胺和电浮选的收获效率
单独使用 PAM 时，收获率随浓度增加先升后降，5 mg/L PAM 在 240 秒时收获率最高达 88.53%；单独电浮选效率低下，240 秒时最高收获率仅 17.95%。表明 PAM 单独絮凝有一定效果，电浮选单独作用效果不佳。
3.2 聚丙烯酰胺 - 电浮选系统的微藻收获效率
协同系统中，5 mg/L 和 10 mg/L PAM 组在 60 秒电解后收获率超 90%，最终接近 100%；3 mg/L PAM 组低电流密度下收获率短暂下降后回升；50 mg/L PAM 组最高收获率低于 95%。说明合适浓度的 PAM 与电浮选协同可显著提升收获效率，过高浓度 PAM 可能干扰收获效果。
3.3 聚丙烯酰胺 - 电浮选系统的能耗
10 mg/L PAM 时，95% 收获率能耗低至 7.24×10?? kWh/L，近 100% 收获率能耗约 4.97×10?? kWh/L；5 mg/L PAM 在 30 A/m2 电流密度下收获性能最佳。表明该协同系统在能耗方面具有明显优势，优于多种传统方法。
3.4 微藻培养基响应
电解过程中温度、pH 变化不显著，电导率增幅低于 2.78%；磷酸盐浓度下降，溶解氧水平上升。说明该方法对培养基环境影响小，且具备废水处理潜力。
3.5 聚丙烯酰胺和电解对微藻光合作用的影响
低浓度 PAM（≤5 mg/L）和低电流密度（≤20 A/m2）处理后，微藻光合量子产率（QY-24h）高于对照组；高浓度 PAM、高电流密度或长电解时间则会抑制 QY-24h。表明在合适条件下，该方法对微藻光合活性影响较小，保证了微藻细胞活力。
研究表明，聚丙烯酰胺 - 电浮选协同系统通过 PAM 的絮凝作用和石墨电极产生的微气泡浮力协同，实现了微藻的高效收获。最佳条件为 5~10 mg/L PAM 浓度、30 A/m2 电流密度、60~120 秒电解时间，此时收获率高且能耗低，同时对微藻光合效率影响小，还能降低溶液中磷酸盐浓度、提升溶解氧，兼具废水处理潜力。该方法克服了传统方法的不足，具有高效、环保、经济、对微藻安全等优点，为微藻产业的大规模应用提供了重要的技术支持，在生物燃料生产、废水处理等领域具有广阔的应用前景。未来需进一步在中试规模试验中验证该方法，以优化其在大规模微藻收获中的实际性能。
