微藻生物修復在重金屬廢水治理中的應用進展
一、引言
重金屬污染已成為全球水環(huán)境污染的重要來源之一，尤其在電鍍、冶金、電子等行業(yè)廢水中普遍存在。傳統(tǒng)化學沉淀法存在污泥量大、選擇性差等問題，而微藻生物修復因其高效富集能力、環(huán)境友好性和潛在資源化價值，正成為重金屬廢水治理的新方向。
二、技術(shù)原理與去除機制
微藻通過以下機制實現(xiàn)對重金屬的去除：
表面吸附：細胞壁上的羧基、羥基等官能團與金屬離子發(fā)生絡(luò)合；
胞內(nèi)積累：金屬離子通過跨膜運輸進入細胞質(zhì)；
生物轉(zhuǎn)化：部分微藻可將有毒金屬轉(zhuǎn)化為低毒形態(tài)（如Cr(VI)→Cr(III)）；
生物礦化：形成碳酸鹽或磷酸鹽沉淀。
常見高效微藻包括：
小球藻（Chlorella vulgaris）；
柵藻（Scenedesmus obliquus）；
綠球藻（Chlorococcum sp.）等。
三、影響因素與參數(shù)優(yōu)化
影響微藻修復效率的關(guān)鍵因素包括：
pH值：一般控制在5–7范圍內(nèi)最有利于吸附；
溫度：20–30℃為最佳生長區(qū)間；
光照強度：影響微藻代謝活性；
初始金屬濃度：過高會抑制生長；
共存離子干擾：需調(diào)控離子競爭效應。
四、系統(tǒng)構(gòu)型與運行方式
目前主要運行模式包括：
批式反應器（Batch Reactor）；
連續(xù)流培養(yǎng)系統(tǒng)（CSTR）；
藻膜反應器（Biofilm Photobioreactor）；
微藻-細菌共生系統(tǒng)（Algal-Bacterial Symbiosis）。
五、工程應用案例
某電鍍園區(qū)采用小球藻連續(xù)流系統(tǒng)處理含Zn2?、Cu2?混合廢水，在最優(yōu)條件下Zn2?去除率達94%，Cu2?達91%，系統(tǒng)穩(wěn)定運行6個月以上，出水達到《污水綜合排放標準》二級標準。
六、未來發(fā)展方向
開發(fā)耐高鹽、耐低溫工程藻株；
構(gòu)建微藻-厭氧消化耦合系統(tǒng)實現(xiàn)能源回收；
探索重金屬回收與藻體資源化利用路徑；
結(jié)合AI模型預測微藻生長與去除效率；
推動模塊化裝置適應中小企業(yè)需求。
