工业烟气或厌氧沼气中CO₂的捕集和资源化利用是碳中和的重要方向。微藻是高效固碳的生物工厂,但传统向藻液中直接通入含CO₂烟气的方法,传质效率低,且烟气中的酸性气体会导致藻液pH剧烈波动,抑制藻类生长。本研究采用膜接触器,将CO₂的吸收与藻类培养分隔开。在膜接触器内,烟气走管程,碱性吸收液(如碳酸钠/碳酸氢钠溶液)走壳程。烟气中的CO₂通过膜孔被碱性溶液高效化学吸收,生成富含HCO₃⁻的碳源溶液。通过控制吸收液的pH和碱度,可以精确地向藻液提供稳定、无毒、高浓度的溶解态无机碳,而烟气中的SO₂、NOₓ等杂质则留在气相被洗掉。实验将这套CO₂供应系统连接至螺旋藻光生物反应器。与传统直接曝气(含10%CO₂的空气)相比,膜供碳系统的CO₂利用效率提高了80%以上,微藻的生长速率和最终生物量密度均提升了50%,且藻液pH维持稳定。该耦合系统为将工业废气资源化用于高价值微藻养殖,提供了一种高效、稳定、可控的技术平台。
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