餐厨垃圾等有机废弃物经厌氧消化后，其产生的消化液是一种氨氮浓度极高（可达2000-3000mg/L）、C/N比极低的特殊废水。采用传统的硝化-反硝化工艺处理，需要消耗巨大的曝气能耗（每处理1kg氨氮约需4.6kg氧气），且由于缺乏有机碳源，还需额外投加大量甲醇或乙酸钠等外碳源。将微藻与硝化细菌相耦合，构建藻-菌共生系统，为处理此类废水提供了一个无需机械曝气、且能回收资源的颠覆性低碳方案。

  在藻-菌共生序批式反应器中，微藻（本研究使用蛋白核小球藻）利用光能进行光合作用，吸收水中的CO₂（由细菌降解有机物产生）和无机氮磷，并释放出氧气。这些由微藻原位产生的溶解氧，被悬浮生长的好氧硝化菌（AOB和NOB）直接用作电子受体，将消化液中的高浓度氨氮依次氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，并产生H⁺。而H⁺恰好被微藻的光合作用消耗，使得整个体系的pH无需外部投加酸碱即可维持在中性附近。光合作用和硝化作用在微观上形成了一个完美耦合的氧气/CO₂和酸/碱的内循环。实验运行表明，在充足的光照条件下，该系统不消耗任何机械曝气能量，即可实现80%以上的氨氮去除率和超过95%的总磷去除率。

  处理过程中，微藻细胞持续增殖。定期从反应器中采收的微藻生物质，经分析，其粗蛋白含量高达45%以上，同时含有约20%的油脂和丰富的叶绿素、类胡萝卜素等生物活性物质。这些高价值生物质既可作为水产养殖的开口饵料，也可作为提取生物柴油或高值营养品的原料。整个系统不仅净化了高氨氮废水，还将废水中的氮、磷等污染物资源化回收为微藻生物质，实现了从“污水处理”到“生物制造”的模式跃升。该研究证实了藻-菌共生系统是处理高氨氮、低碳氮比工业废水的一条极具可持续发展前景的技术路线。

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