CO₂体积分数调控胞外有机物特性诱导小球藻自絮凝的实验研究

摘要

针对微藻收获过程中化学絮凝剂成本高、环境风险大以及自絮凝效率较低的问题，系统研究了通过调控CO₂体积分数诱导小球藻自絮凝的作用机制，重点探讨胞外有机物（EOM）在该过程中的关键调节作用。实验采用3种CO₂体积分数（约0.04%、15%、25%）培养条件，通过分析EOM特性、pH和无机盐质量浓度等参数，综合评估了不同培养条件下小球藻的自絮凝行为及其影响因素。实验结果表明，CO₂体积分数显著影响EOM的分泌量，进而改变小球藻的自絮凝效率。相较于CO₂体积分数为15%和25%的培养组，CO₂体积分数约为0.04%时培养的小球藻单位生物量分泌的蛋白质和多糖的质量浓度分别提高至其4～7倍和3～5倍，自絮凝效率最高达86%。去除EOM后，小球藻在12 h后的自絮凝效率下降了13%～24%,进一步验证了EOM在细胞自絮凝过程中的关键调控作用。相比之下，pH和无机盐质量浓度变化对自絮凝效率影响不显著。从CO₂供给角度出发，系统揭示了CO₂、EOM、自絮凝三者之间的关联机制，为低成本、高效率微藻的液固分离工艺的优化提供了实验参考。

关键词

小球藻 / 自絮凝 / CO₂体积分数 / 胞外有机物

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52488201）