利用微藻类处理猪场粪污

　　猪场的污水处理是长久以来全球养猪业关注的重点。在众多处理方法中，第一步采取厌氧发酵可有效控制气味、降低污水中有机物及有害物。目前需要进一步改进厌氧发酵后的污水，使其循环成为可供猪场使用的干净水源。

 

　　寻找最适合猪场粪污的藻株

 

　　微藻培养可能是一种潜在关键技术。微藻是指能在艰苦环境中依靠光合自养、混合营养生长的一类微生物。微藻可除去猪场粪便厌氧发酵后污水中的污染物，并使其成为对猪场有利的生物质。在经过几十年的研究，这个目的还没有实现。猪场污水中的污染物主要包括氨、磷、高浊度，这些污染物对大多数藻类、其它生命物质有毒。

 

　　但西澳大利亚州的默多克大学的一项研究证实，已在猪场粪便厌氧发酵后污水中成功分离出几种生长良好的微藻。

 

　　研究者们曾在未稀释过的猪场粪便厌氧发酵后污水中寻找微藻。因为这种原始污水中除了含污染物外，还含有大量可供微藻生长的营养物质。但这种研究均告以失败。除非将原始污水稀释100倍，但这种处理在现实中明显没有操作意义。

 

　　默多克大学的藻类研发中心先从类似未稀释猪场粪便厌氧发酵污水环境中筛选出潜在的微藻，然后再用未稀释猪场粪便厌氧发酵污水作培养基，在旋转式培养器中培养混合的微藻。试验结果表明，这些微藻生长良好，且可进一步扩大生长。

 

　　筛选的微藻必须确保其对猪的安全性

 

　　已成功筛选出3株适合此环境的微藻，但要想其输出最有效的产物还需作进一步的研究。这些微藻处理后的生物质可能是一种很好的猪饲料，因为其中含有丰富的蛋白质、脂肪等。但仍需要对其进行病原体排查、执行安全措施来确保其作为猪饲料的安全度。微藻处理可进一步提高厌氧发酵程度。目前厌氧发酵处理的猪场污水可用于产热、发电，微藻处理可进一步提高其效率。这两种处理方法获得的生物质，均面临着同一个问题。即如果作为饲料或生产沼气原料，如何打开细胞壁才能更好被猪胃肠道或厌氧发酵充分利用。这些需要未来作进一步的研究。

 

　　将污水转化为可用资源

 

　　假如能将猪场令人讨厌且处理成本昂贵的粪便污水转变为一种有用资料，那该是一件多么让人振奋的事。一旦这方面研究获得更多数据，这无疑将引导这方面的改革。澳大利亚猪肉合作研究中心（Pork CRC）已对此项目投资$300,000。参与该项目的默多克大学的学生Jeremy Ayre，花费了三年时间（2015-2017）用于微藻筛选、培养。这对养猪业发展意义重大。

 

　　污水中高氨、高浊度是长期培养的限制因素，研究者们也以此为重点。磷、碳等其它污染物可能作为营养源而促进微藻生长，但在特定浓度也有可能有毒。微藻处理过程中营养物质水平、污水量处于时刻变化中。这些变化均会影响微藻的生长。因此，研究者们需要培养生命力更强的藻株来满足未来发展需求。

 

　　关闭光合反应系统

 

　　Jeremy Ayre也研究了微藻的避光发酵，以寻找其最好的培养系统。项目还致力于降低培养基氨的释放，实现可利用氮最大利用化，以降低对环境的影响。整个项目涉及面非常广，包括产生新的营养物质、降低氨的释放、降低温室效应气体排放量、输出可循环利用的水等。微藻处理的最后产物将可能用作猪饲料，或生产沼气原料。