微藻生物精炼新策略：利用废水培养小球藻同步实现环境修复与生物柴油/生物油/生物炭联产

这篇研究开创性地构建了基于茶工业废水(TPI)培养小球藻(Chlorella homosphaera)的生物精炼(Biorefinery)体系，通过原位转酯化(in situ transesterification)和梯度热解(400-600°C)技术，实现35.39wt%生物油和64.44wt%生物炭的高效联产。FTIR和GC-MS证实产物含烃类及酯/酚/酸衍生物，燃料特性分析显示其适用于固定式发动机应用，为"零废弃"微藻能源开发提供新范式。

　　

亮点

本研究首次将茶加工工业(TPI)废水修复与小球藻(C. homosphaera)多联产精炼相结合，在100%废水浓度下实现卓越的生物量生产率（每日0.073 g/L）和脂质积累（28.6%干重）。通过创新的原位转酯化技术获得优质生物柴油，残余生物质经梯度热解（400-600°C）实现生物油（含29种GC-MS鉴定化合物）与生物炭的协同生产，构建了完整的"废水-能源"转化链条。

废水(WW)采集

从印度阿萨姆邦Nahoroni茶园未处理的茶加工工业废水中批量采集样本，使用灭菌聚丙烯容器(20L)在4±1°C避光保存。这种富含有机物的工业废水为后续微藻培养提供了独特的营养基质。

废水预处理

原始废水经过物理-化学联合预处理流程：先通过滤网(150μm)去除大颗粒杂质，再调节pH至7.0±0.2以适配微藻生长。有趣的是，未经稀释的原始废水(100%浓度)反而展现出最佳的微藻生长促进效果，这颠覆了传统废水稀释处理的认知。

微藻生长优化分析

在BG11培养基对照下，测试10%-100%梯度废水浓度。令人惊讶的是，100%原液培养的C. homosphaera展现出最高的生物量浓度(1.42 g/L)和比生长率(0.35/d)，同时实现惊人的营养盐去除率：总氮(89.7%)、总磷(94.3%)和COD(85.2%)。这种"越浓越强"的生长特性为工业废水直接利用提供了实证支持。

结论

该研究开创性地证明：C. homosphaera在未稀释TPI废水中不仅实现高效环境修复，其生物质通过阶梯式转化可生产符合ASTM标准的生物柴油（十六烷值52.3）、富含烃类的生物油（热值34.2 MJ/kg）以及多孔生物炭（比表面积217 m²/g）。这种"一藻三吃"的精炼模式，将1吨微藻生物质的综合收益提升至传统单产物模式的2.7倍，为循环经济树立了新标杆。