厨余垃圾压滤液厌氧消化液中微藻高效培养的资源化利用研究

针对厨余垃圾压滤液厌氧消化液(FWPD)处理难题，研究人员通过正交实验探究有机负荷(52.55-10.51 g VS·L?1)、光照强度(1000-3000 Lux)和光周期(8-16 h)对普通小球藻(Chlorella vulgaris)生长的影响，发现高有机负荷(52.55 g VS·L?1)最利于生物量积累(1.9 g·L?1)及氮磷回收，光周期则主导脂质合成。该研究为FWPD资源化提供了创新解决方案。

　　

随着城市化进程加速，厨余垃圾(Food Waste, FW)处理成为环境治理的痛点。这些富含淀粉、蛋白质的废弃物在压缩过程中会产生高浓度有机压滤液(FWPD)，其COD可达12.2 g·L^?1、氨氮高达4.1 g·L^?1，传统处理方式能耗高且浪费资源。厌氧消化虽能产沼气，但残留的消化液仍含大量营养盐，直接排放易造成水体富营养化。微藻因其卓越的光合效率（比陆生植物高20倍）和短生长周期，被视为第三代生物燃料的理想原料，更妙的是它们能"吃掉"污水中的氮磷——这些元素正是合成蛋白质、ATP的关键成分。

昆山利勇环保联合苏州华衍环境的研究团队在《Journal of Environmental Management》发表论文，首次系统探究了FWPD培养普通小球藻(Chlorella vulgaris)的优化策略。研究人员采用三因素三水平正交实验设计，重点考察了有机负荷(52.55/31.53/10.51 g VS·L^?1)、光照强度(1000/2000/3000 Lux)和光周期(8/12/16 h)的协同影响。通过离心预处理获得消化液，在3500 rpm条件下分离固体杂质，使用紫外分光光度计测定生物量及色素含量，结合范氏试剂法分析营养盐去除效率。

Dry weight yield
实验数据显示所有处理组在8天内均呈现典型生长曲线。其中高有机负荷组(T2)生物量达1.9 g·L^?1，是低负荷组的3.95倍，证实有机质是限制生长的最关键因素。

Nutrients removal efficiency
总氮(TN)和总磷(TP)回收率与有机负荷呈正相关，最高分别达78.3%和92.1%，而氨氮(NH₄⁺-N)在52.55 g VS·L^?1组去除率达96.8%，显示微藻对消化液中营养盐的超强富集能力。

Biomass composition
有趣的是，蛋白质和碳水化合物积累同样受有机负荷主导，但脂质合成却主要依赖光周期——16小时光照使脂质含量提升37.2%，这为定向调控生物燃料成分提供了依据。

该研究不仅证实FWPD可作为微藻培养基的可行性，更通过多参数优化揭示了资源化过程的调控机制。特别值得注意的是，高有机负荷虽促进生物量积累，但可能引发光抑制，因此实际应用中需结合光强调节。这些发现为厨余垃圾"变藻为宝"提供了关键技术支撑，既解决了污水处理难题，又生产出高附加值生物质，实现环境效益与经济效益的双赢。正如通讯作者Yixin Yan在讨论部分强调的，这种"以废治废"模式有望成为循环经济的典范，其团队正在探索基因工程改造藻株以进一步提升系统效能。