WLX十堰地埋式一体化屠宰污水处理设备
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底物水平
N、P等营养元素的缺乏将刺激微藻EPS的生产，这与细菌、真菌等微生物*. 基于此，在运行中可采用高密度培养以获得较低的F/M值，以自然形成底物受限的工艺条件. 而微藻生长的另一重要底物——无机碳(IC)受限则将抑制EPS的生产. 如，Cordoba-Castro等发现斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的EPS生产随CO2的供给而增加：在高CO2供给条件下(4%)，微藻的生长和EPS产量都大;而CO2供给下降后EPS的生产也随之降低.从强化EPS生产的角度来看，在实际运行中无疑应加强IC的供给. 然而，如Pragya等所指出，为强化基于高pH的自絮凝则应限制IC供给，以达到尽可能高的pH条件.因此，对IC的调控应权衡其对高pH和EPS两种自絮凝正反两方面的综合效应.
4.4.5 微藻种属
无论是基于高pH的自絮凝还是基于EPS的自絮凝，其絮凝条件和效果都将随目标藻种不同而异(参见4.2节和4.3节部分). 这可能是由于藻细胞在表面特性和特性上的不同而导致的. 如，电负性较高的藻细胞需要更多带正电的沉淀物生成. 又如多细胞和大型丝状藻种比单细胞藻种更容易絮凝沉降. 在这方面需要综合考虑微藻种属的污水净化能力、藻细胞的利用价值等，选择性富集易于絮凝沉降的藻种.
4.4.6 溶解性有机物
与外加混凝剂类似(参见3.1.2部分)，水中溶解性有机物(DOM)对自絮凝也会产生显著的抑制作用. 这些DOM既可能是原水中带来的腐殖质，也可能是藻类代谢产生的有机物(AOM). Beuckels等(2013)表明，腐殖酸和藻酸盐将显著抑制磷酸钙诱导的自絮凝，而葡萄糖和乙酸等小分子却没有影响.同样，Wu等(2012)发现AOM对*诱导的自絮凝有强烈的抑制作用，当AOM从零增加至70 mg · L-1时，小球藻的自絮凝效率从92%降低至7%.其原因很可能是DOM将优先与Ca2+、Mg2+等离子结合，从而阻止了磷酸钙和*等沉淀物的产生. 另外，由于DOM本身带负电，因此会额外增加电性中和所需的絮凝剂用量. 鉴于此，Beuckels等(2013)指出，DOM的抑制作用很可能是很多实际情况下，磷酸钙/*等沉淀物的相关生成条件都已超过临界值，但自絮凝却没有发生的原因所在.在这方面迫切需要更进一步的系统研究.
5 各种絮凝分离方法的比较与展望
以铁盐和铝盐为代表的金属絮凝剂是各种絮凝方法中应用成熟的技术.其主要优点是药剂生产简单，絮凝条件容易控制，絮凝效果有保障. 但无机絮凝剂的用量一般很大(几百mg · L-1藻液)，从而产生大量污泥. 再者，絮凝效果受pH影响较大，其pH值很可能超出微藻培养系统的正常pH范围，且无机絮凝剂仅对部分微藻种属有效. 不利的效果是，金属盐类往往对藻细胞具有毒害作用: Chen等在使用氯化铁絮凝栅藻时发现，当投加量较高时，藻细胞在24 h后全部死亡;Papazi等也发现铝盐虽然絮凝效果，但会引起藻细胞裂解.此外，金属盐类残留在藻细胞中还将对藻细胞的利用和终处置造成不利影响.因此，从微藻培养的角度来看，金属盐类絮凝剂并不是技术选择. 有鉴于此，无机金属絮凝剂似乎不可能成为微藻分离采收的主要发展方向.
与无机絮凝剂相比，有机高分子絮凝剂具有更高的絮凝效率(10～30 mg · L-1藻液)，产生的污泥量小，能适用于更广泛的微藻种属.其中，聚丙烯酰胺虽然是水处理中应用较成熟的高分子絮凝剂，但其对微藻的絮凝效果却不如壳聚糖、阳离子淀粉等天然高分子絮凝剂. 且其在使用中可能会释放出一定量具有强烈毒性的单体丙烯酰胺，因此其应用前景有限. 天然高分子絮凝剂无毒，易生物降解，对微藻培养和藻细胞的后续利用基本无负作用，在微藻的分离采收中具有良好的应用潜力. 但天然高聚物中只有壳聚糖等少数是阳离子型的. 壳聚糖的絮凝效率很高，但其絮凝条件一般为酸性，超出了微藻生长的正常pH范围. 考虑到对大量藻液进行酸化所需投加的化学药剂用量，壳聚糖很可能在经济上不具备选择性. 阳离子淀粉在原料上可大量获取，价格低廉，投加量非常小(几mg · L-1藻液)，絮凝效果优异且基本不受pH影响，具有良好的工程化应用潜力. 后续研究的重点应在于优化其阳离子化过程，以进一步提高其适用性和絮凝效率，并显著降低加工制造成本.
利用细菌、真菌等微生物生产的生物絮凝剂具有高效、无毒、可生物降解等优点. 但其各种利用方式都存在明显缺陷：1)直接投加微生物细胞或菌-藻共同培养有对微藻培养系统造成污染的风险;2)投加培养液、抽取液、提取物等方式需要一个微藻培养系统以外的单独培养体系，尤其是后两者还涉及到复杂的分离和加工问题，这无疑会增加利用难度和成本. 可见，生物絮凝剂一般所宣称的低成本优势可能在实践中难以能成为现实. 生物絮凝剂另一缺点是，某一生物絮凝剂可能只对某些特定藻种絮凝效果较好. 利用自絮凝藻种产生的生物絮凝剂不需要额外的培养体系，且无污染微藻培养之虞. 但自絮凝种属的生长速度一般低于非自絮凝种属，其污水净化能力和产油潜力也可能不如非絮凝藻种.因此，控制自絮凝藻种在系统中的比例至关重要. 这就提出了在混合培养中进行种群控制的复杂要求. 与细菌、真菌等微生物产生的生物絮凝剂类似，自絮凝藻株的絮凝效果也将随目标藻种的不同而异. 理解自絮凝(EPS诱导)藻种的絮凝机理对促进其应用具有关键意义. 目前在这方面的研究还非常不足，基本上还处于对EPS的成分分析上. DCB理论虽然能解释很多实验现象，但存在不能解释为什么只有特定藻种才具有絮凝作用这一根本缺陷. 在此方面，由藻细胞亲/疏水性决定的Lewis酸-碱水合作用力是非常有前景的理论，应该成为后续研究的重点.
*沉淀虽然能有效诱导出自发性絮凝，但其形成一般要在pH>10.5以上. 而大部分微藻在pH>9时光合作用就会受到显著抑制甚至*停止，所以微藻的自然生长很可能达不到*沉淀的生成条件. 事实上，几乎所有基于*沉淀的自絮凝都是通过外加碱性物质达到所需pH值(表 6)，这无疑会带来额外的成本. 高pH还可能对藻细胞造成严重损伤，例如，高产油藻种Skeletoma costatum在pH = 10. 2时絮凝率达 80%，但回收藻体中相当一部分细胞发生解体及胞内成分外泄，严重影响后续二十碳五烯酸(EPA)提取工艺;螺旋藻(Spirulina platensis)在pH高于13时，细胞絮凝得又快又*，但此时藻细胞颜色发黄，表明其细胞已受到较为严重的“pH损伤”.此外，高pH值还很可能超出排放标准，需要再加酸调节到容许的范围. 因此，基于*沉淀的自絮凝只适用于单纯的微藻采收，对微藻污水处理系统来说并不是一个合适的选择.
基于磷酸钙沉淀的自絮凝无需任何额外投入，在微藻自然生长的pH范围内(8～10)就能形成，能同步实现除磷，对微藻活性和藻细胞的后续加工利用几乎没有不利影响. 因此，无论是从污水深度处理，还是从藻细胞的采收利用等角度来看都是分离采收方法之一. 尤其是随着磷酸盐浓度提高，其临界pH值将显著下降;而这在实际污水处理中恰恰是一个很容易控制的工艺条件. 鉴于此，可以提出以下几个强化基于磷酸钙沉淀自絮凝的思路：①在污水处理的主体工艺中取消强化生物除磷，为后续微藻处理系统保留高磷浓度;②采用高密度间歇培养方式，并*或在反应周期末端取消外部CO2供给，以迅速且自然地形成高pH条件;③通过适当延长反应周期、强化光合作用(光照、底物浓度)等进一步促进pH的提升. 目前存在的问题是大部分研究都只是考察高pH下瞬时的絮凝效果. 如果微藻培养系统*处于诱导自絮凝所需的高pH环境，几个非常值得关注的问题是：①微藻种群结构是否会发生显著变化?② 目标藻种能否维持优势?③ 微藻的特性(净化能力、油脂含量等)是否会发生改变?这些都需要进一步的系统研究来明确.
