水處理集成微藻生物柴油生命周期系統(tǒng)環(huán)境影響評價

黃澤健，羅祎青，3，袁希鋼，3

（1化學工程聯(lián)合國家重點實驗室(天津大學),天津300072；2天津大學化工學院,天津300072；3天津大學化學工程研究所,天津300072）

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，以及對可持續(xù)綠色能源期望的增長，生物燃料作為替代能源受到了普遍關注[1]，采用生命周期分析對來自種植大豆[2]、玉米乙醇[3]、地溝油、光皮樹果油[4]以及微藻生產(chǎn)的生物柴油進行能源和環(huán)境影響的評價得到了一定的發(fā)展研究，其中微藻生產(chǎn)生物柴油頗受關注。微藻是一類廣泛分布于各類水域的浮游植物，可通過光合作用將水和CO2轉(zhuǎn)化成O2和有機大分子，其中的油脂可經(jīng)提取和轉(zhuǎn)化生產(chǎn)高品質(zhì)的微藻生物柴油（microalgae biodiesel，MABD）[5]。微藻具有光合作用效率高、生長周期短、油脂產(chǎn)量和質(zhì)量高、適應性好和不占用耕地等優(yōu)勢，因而MABD被認為是具有潛力的替代能源[6]。

微藻生物柴油的生產(chǎn)是耗水的過程，同時微藻培養(yǎng)需要消耗氮（N）和磷（P）元素。Lardon等[7]、羅祎青等[8]和宋春風等[9]均構建了具體的新鮮水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油技術路線，并進行了能耗和環(huán)境影響評價。結果均表明，N和P的加入對微藻生物柴油生命周期系統(tǒng)化石能耗及環(huán)境影響貢獻顯著[10-11]。

而如果將含N、P 廢水處理與微藻生物柴油過程相集成，讓微藻培養(yǎng)過程消耗廢水中的N、P 以及有機物[12-14]，使得微藻生物柴油生產(chǎn)過程同時具備相應的水處理功能，則可以有效提高微藻生物柴油生命周期系統(tǒng)的環(huán)境效益。Collotta等[15]和Rosana等[16]均對比了新鮮水和廢水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油技術路線的環(huán)境影響，由于減少了肥料投入，廢水培養(yǎng)技術路線的環(huán)境影響明顯低于新鮮水培養(yǎng)路線。……