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使用高光强度和纳米二氧化硅促进四尾栅藻在厌氧消化液中的生长和自絮凝:一种受生物矿化启发的策略
Water Research ( IF 11.4 ) Pub Date : 2023-03-20 , DOI: 10.1016/j.watres.2023.119893 Haolian Xu 1 , Zhenzhen Tang 1 , Donghai Yang 1 , Xiaohu Dai 1 , Hongbin Chen 1
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更新日期:2023-03-20
Water Research ( IF 11.4 ) Pub Date : 2023-03-20 , DOI: 10.1016/j.watres.2023.119893 Haolian Xu 1 , Zhenzhen Tang 1 , Donghai Yang 1 , Xiaohu Dai 1 , Hongbin Chen 1
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将市政厌氧消化物 (MAD) 处理与微藻培养相结合可以同时实现养分去除和微藻生物能源生产。然而,稀释水和微藻收获带来的高成本是一个巨大的挑战。在这项研究中,由于四尾栅藻具有生长和自絮凝的潜力,因此筛选出最合适的藻类菌株,并且用污水处理厂污水稀释 5 倍的 MAD 被证明是四尾栅藻的理想培养基生长。此外,受自然产生的硅藻二氧化硅壳的启发,提出了一种结合高光强诱导和微藻硅化的低成本仿生自絮凝策略,以加速自絮凝过程。与低光强度组相比,该策略赋予了四尾藻细胞硅藻样特征,并在 30 分钟内使自絮凝效率提高了 3.07 倍。这是由于 150 μmol· m − 2 · s − 1的高光强刺激细胞外聚合物 (EPS) 分泌并诱导 EPS 的性质和组成发生变化,尤其是蛋白质二级结构,这使得二氧化硅纳米颗粒在粘性 EPS 存在下自发附着在四尾链尾鱼细胞上。此外,该策略显着提高了微藻生物量产量至干重 1.37 g· L − 1,同时 NH 4 + -N、TP 和 COD 分别去除了 93.78%、96.39% 和 91.36%。有价值的副产物,包括脂质、碳水化合物、蛋白质和色素的生产率分别达到 56.30、101.35、30.39 和 11.28 mg· L − 1 · d − 1, 分别。总的来说,这项研究为从 MAD 中生产低成本微藻生物能源和通过自动絮凝收获高能效微藻提供了一种新方法。
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