微藻介导的钢铁工业反渗透浓水处理与烟气固碳集成技术：从实验室筛选到中试验证

本文创新性地构建了微藻(Chlorella LJ34)耦合体系，通过实验室筛选（1.26 g/L生物量，87.9% TN去除）和中试验证（6000 L光生物反应器，85.3% TN/76.7% TP去除），同步实现钢铁工业反渗透浓水(RO concentrate)净化与高浓度CO2(13%)烟气固定，年处理量达36.4 m3浓水/228.11 m3 CO2，为工业脱碳与资源循环提供新范式。

　　

Highlight

本研究亮点在于开发了基于微藻的双重环境挑战解决方案：针对钢铁行业CO₂排放与反渗透(RO)浓水问题，通过实验室规模筛选（8株藻类中优选Chlorella LJ34）与工业级中试验证（6000 L管式光生物反应器），实现"废水处理-碳固定-生物质增值"三位一体循环。

生理性能表现

八株候选微藻（LJ1-LJ307）在含20% CO₂的钢铁RO浓水中测试显示：Chlorella LJ34表现卓越，其生物量干重达1.26 g/L，总氮(TN)去除率87.9%，总磷(TP)去除率37.4%，碳固定速率0.19 g/L/天。培养体系pH从初始7.6降至6.3后，随藻类生长回升至7.0，展现强环境适应力。

结论

该微藻系统在真实工业条件下（13% CO₂烟气）验证成功：LJ34耐受高盐度/碱度，TN去除85.3%，TP去除76.7%，同步降低总有机碳(TOC)、硬度和铁含量。其脂肪酸组成中多不饱和脂肪酸(PUFAs)显著富集，兼具碳固定（年处理228.11 m³ CO₂/m³反应器）与生物柴油原料生产潜力，为工业级应用提供关键技术参数。