用于烟气微藻生长的气升式生物反应器：数学建模与中试规模研究

气升式反应器（ALRs）在工业生物过程中具有巨大的潜力，因为其流体动力剪切力低且分布均匀。一个不断扩展的应用领域是利用藻类吸收 CO2 进行烟气处理。在本文中，我们探讨了 ALR 中光合生物量生长的要求。使用考量了 ALR 几何构型、流体流动和光照对生物量生长影响的数学模型 Wu, X.; Merchuk, J. C. Simulation of Algae Growth in a Bench Scale Internal Loop Airlift Reactor. Chem. Eng. Sci. 2004, 59 (14), 2899 分析了操作变量的影响。基于 ALR 原理和光合过程的特定要求，我们开发了一种特别适合微藻生长的“三角形” ALR 构型。我们描述了这种新型生物反应器的设计和运行，并展示了在由小型发电厂供应烟气的中试规模装置中针对两种不同微藻物种获得的第一批实验数据。测得的 CO2 去除率显著（晴天为 82.3 ± 12.5%，阴天为 50.1 ± 6.5%），并且与微藻生物量的增加相一致。