微藻可以通过自身的光合作用高效固定二氧化碳，同时生产生物燃料以及高 附加值产品，已成为国内外技术开发的热点。在微藻能源利用工艺流程中，用于 微藻培养的光生物反应器占总设备投资和运行成本的一半。由于相关研究工作的 缺乏，生物反应器受微藻光合效率、传质以及光照的限制，体积大、占地宽、成 本高、产率和效率低。为了强化微藻光生物反应器中光传递，提高光分布的均匀 性，构建了内嵌空心导光管的新型平板式微藻光生物反应器，通过空心导光管的 引入实现了将光能导入反应器中光衰减严重区域，提高了反应器内藻细胞的产量。 在此基础上，为了优化反应器的光分布，设计了内置导光板的光生物反应器，并 将其用于工业化中常用的跑道池反应器中（如图1所示），使微藻产量提到了 193. 33%,生物质产量达到2. 31g/L,油脂产量达到1258. 65mg/L。导光板目前工 艺成熟，成本低廉，对微藻无毒害作用，因此将其用于微藻产业化培养的跑道池 反应器中，基本不会增加建造及运营成本。按目前藻粉市场价来算，微藻150 元/千克，传统跑道池反应器的收益为0.18元/升，而利用内置导光板的跑道池 光生物反应器可获得0.35元/升的收益。同时，在工业化常用的管式反应器的基 础上，创新性的提出了一种新型非连续光照管式光生物反应器，通过间断遮光方 式，形成了反应器内明区和暗区的周期性分布，实现了微藻在反应器内流动时的 规律性明暗交替，从而触发闪光效应，使微藻生长速率提高了 15%。 在微藻生长到稳定期后，需对反应器中的微藻进行采收。传统的采收方式包 括离心、絮凝、气浮、膜过滤等，这些方法均耗能较多。为了降低采收成本，提出聚丙烯酸系高吸水性树脂吸收培养基浓缩微藻，吸收后可通过高温烟气脱水回 收再利用。利用采收后的湿藻进行水热液化的预处理方式，将藻细胞破壁，使细 胞内的多糖、蛋白质、油脂等析出并解聚成小分子的单糖、氨基酸、脂肪酸，之 后这些小分子物质经微生物发酵，产出甲烷、氢气等高热值的生物燃料。此外， 微藻破壁后，可直接经萃取等过程，得到硫代多糖、二十碳五烯酸（EPA）、二十 二碳六烯酸（DHA）、虾青素等高附加值产品。其中，硫代多糖具有抗氧化、抗肿 瘤、抗炎、抗病毒等活性，并且可以作为抗凝血剂和免疫调节剂。EPA被称为“血 管清道夫"，能促进循环系统的健康和防止胆固醇和脂肪在动脉壁上积聚，并对 治疗由自身免疫缺陷引起的炎症有效。DHA俗称“脑黄金”，是神经系统细胞生 长及维持的一种主要成分，是大脑和视网膜的重要构成成分，在人体大脑皮层中 含量高达20%,在眼睛视网膜中所占比例最大约50%。虾青素是已知氧自由基清 除能力最强的天然色素，其抗氧化能力是维生素E的1000倍，雨生红球藻是最 佳的天然虾青素来源，含量达到3%-5%,是目前唯一被美国FDA审核准许可用于 人类直接使用的虾青素产品，我国于2010年批准纳入食品新资源产品目录。 针对微藻生物质高效能源化利用的问题，提出太阳能加热实现微藻水热预处理， 再利用水解液和固态残渣厌氧发酵制取富氢甲烷气，实现微藻全组分转化利用， 并建立了中试系统（如图2, 3）o通过太阳能水热水解，微藻发酵产甲烷过程的 速率和转化率得到显著提升。

利用市政污水培养产油微藻可有效解决环境水污染和能源危机的双重挑战：微藻能够利用市政污水中的碳、氮、磷等营养物质进行生长，并在细胞内积累油脂。降解污水中的污染物的同时提供了生产生物柴油的原料，极大限度地降低生物柴油的生产成本和污水处理厂的运营成本。通过对微藻能源生产工艺进行中试，构建微藻能源规模化集成系统，以实现各个单元之间高效率的耦合。其主要流程为：微藻培养、微藻收获、微藻油脂提取与转酯化。

自养型富油微藻具有光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、生物产量高的特点，是理想的生物质能源材料。利用藻类生物质生产液体燃料对缓解人类面临的粮食、能源、环境三大危机，有着巨大的潜力。本项目开发的富油舟形藻属硅藻类，是富油潜力藻种之一。对原始藻种驯化和筛选后，在不补充CO2的情况下，以自养方式培养藻细胞，干重可达3.66g/L，生长周期15天，油含量达到40%以上，达到了国际先进水平。现完成实验室3L规模的小试阶段，500L规模的中试培养正在进行中，10吨级规模的光生物反应器正在建设投产，可年产960kg的干藻粉。更大规模的光生物反应器正在筹备之中。富油小球藻是本实验室开发的第二个品种。以BG11为培养基，在100L光生物反应器中，优化后的藻细胞自养培养，干重可达5.5g/L培养基，总油脂含量可达藻细胞干重的50%左右，达到国内外先进水平。已达到500L的中试培养规模，10吨级规模的光生物反应器正在建设投产。以年产10 M gallons生物柴油的投资成本计，约10年即可完全收回投资成本。自养型微藻的无机盐占到总成本的60%以上。本项目已成功把沼气发酵和小球藻的培养两个体系进行偶联，即利用沼气发酵的沼液作为小球藻的培养基，同时把沼气中的CO2作为微藻培养的CO2来源。偶联后小球藻的各项指标和无机盐培养相近。这样既解决了微藻培养的培养基成本问题，又提高了沼气的纯度与质量，还减少了沼液的环境污染。已申请专利一项。

本发明公开了一种培养盐藻的方法。该方法是将盐藻在接种了芽孢杆菌的培养基中进行培养。实验证明，接种芽孢杆菌后，盐藻的生长速率、生物量及β-胡萝卜素积累量均得到显著提高，生长速率可达4.135×105/天，生物量可达846.88mg·L-1， β-胡萝卜素积累量可达125.4mg·L-1。本发明具有成本低，收益大，无污染，操作简单，易于进行规模化养殖的优点，将对盐藻和β-胡萝卜素产业的跨跃式发展起到重要的推动作用，应用前景广阔。

1 成果简介原料油脂费用占生物柴油生产成本的 80％以上，目前原料油脂价格高居不下并不断上涨，制约了生物柴油产业化和商业化。国内外生产生物柴油的主要原料是大豆油、菜籽油、花生油、棕榈油、地沟油等。它们与农业争地，与食品及饲料争原料，单位生物量的产油率低，生产周期长，消耗大量的水资源、化肥和能源。 清华大学发明了微藻异养发酵生产生物柴油的新技术，其技术特征在于：通过对一种特别藻株特殊品系的筛选和代谢途径的改变，Chlorella protothecoides 0710 strain 由光合自养转变为化能异养，细胞由绿变黄，生长繁殖更快，油脂含量提高 3－4 倍，达细胞干重的 61％以上。又将工业界成熟的发酵技术应用于高油脂异养微藻的生产，进一步提高发酵规模和细胞密度，现细胞发酵密度超过了 100 g/L，获取了大量异养干藻粉后提取油脂，经转酯化反应生成了高质量的生物柴油。 该技术的创新点： （ 1）发明了微藻异养发酵生产生物柴油新技术，打通了以糖、淀粉、有机废水、二氧图1 吉化工程新型塔及常规塔运行外观 图2 庆阳石化工程新型塔（ 左侧） 及常规塔（ 右侧）运行外观化碳等为原料、工业自动化条件下高效生产生物柴油的新途径； （ 2）异养藻细胞发酵产量和油脂含量不断创造新高（ 细胞干重 100 g/L，含油量 60％），提高了该技术工业化生产的经济性。 （ 3）在发酵前引入利用 CO2和光合作用来减少糖或淀粉的消耗，降低成本同时减少温室气体的排放。该技术获 3 项国家发明专利和 2007 年全国发明大会奖。2 应用说明应用目标：与有实力的企业界合作，在工业化规模上进一步降低微藻发酵过程的成本，实现该技术的商业化运作。 主要生产原料为以下 4 类之一：（ 1）二氧化碳；（ 2）甜高粱、甘蔗等糖质原料；（ 3）或木薯、玉米等淀粉质原料；（ 4）或含糖有机废水等。 生产设备：微藻培养池、光生物反应器、工业发酵设备及厂房为主。 生产消耗：电能、蒸汽等（无污染等环境问题）。 产品应用：微藻生物柴油质量好，应用范围与目前市场上销售的柴油完全相同。 投资风险：本技术创新性强，没有前人的实践、范例和经验；通过工业化和规模化来实现进一步降低成本的目标；高技术、高投入、预期高回报的同时也存在投资风险。  图 1 流程图3 应用说明中国境内的生物柴油能源市场等。4 效益分析全世界油脂价格和液体燃料价格疯狂上涨，对世界经济、政治和国家安全等产生重大影响。实现本技术商业化运作的经济效益和社会效益巨大。5 合作方式双方共同合作，在工业化规模上进一步降低微藻发酵过程的成本，实现该技术的商业化运作。6 所属行业领域能源环境。

为了探索行之有效的抑制藻类水华暴发的途径，更好的了解藻类水华爆发的自然条件，就需要进行大量的实验室模拟培养。但是作为水华爆发的主要藻类，微囊藻的实验室纯培养比较困难，特别是现有的培养基及培养条件很难达到实验室纯培养铜绿微囊藻的要求。为解决铜绿微囊藻实验室纯培养较困难的问题，本发明提供一种利于铜绿微囊藻生长的培养基及培养条件

本发明提供了一种适用于提高固碳效率的微藻规模培养装置，包括具有至少一条跑道的跑道池和安装于所述跑道池中的搅拌桨，所述搅拌桨安装在所述跑道的一端，通过搅拌桨的旋转使跑道中的藻液流动；其特征在于：还包括若干透明盖板，所述透明盖板成间断地分布在所述跑道的上方，所述透明盖板的底部和所述藻液的上表面相接触。实现了气‑液‑盖的接触，延长了气液接触的时间，提高了CO2溶解效率。跑道池内的曝气单元能产生微小气泡，并且产生的气泡不聚并，提高了CO2溶解的效率，与此同时，曝气单元还具有通畅性不易堵、具有抗压性不易破碎的特性，并且，制作成本低廉、易安装易维护，能够在规模化培养的跑道池内实现多点间断放置。

本发明公开了一种培养新月菱形藻的方法及其专用培养基。本发明所提供的培养基，其配方为：硝酸钠，180-220mg；磷酸二氢钾，18-22mg；硅酸钠，90-110mg；碳酸氢钠，400-500mg；柠檬酸铁，0.45-0.55mg；维生素B12，0.35-0.55μg；维生素B1，350-450μg；乙二胺四乙酸二钠，1.8-2.2mg；脲素，3.5-4.5mg；海水定容至1000ml。应用本发明所提供的培养基培养新月菱形藻，包括如下步骤：1) 用海水配置培养基；2)新月菱形藻藻种密度为3×105细胞/毫升，按与培养基体积比为1:5-9的比例将新月菱形藻接种到培养基中，在19-25℃，光照强度3000-6000Lux，光照时间8-12h/天条件下通气培养。本发明所提供的ZBNC培养基采用开放式的培养方式即可获得新月菱形藻及其目标产物，具有重要的应用价值。

本发明提供了一种微藻水热液化制取生物油的连续式反应系统及方法，通过设置两级预热器可以充分利用液化反应后的余热，进而降低反应系统的整体能耗。此外该系统通过固液分离器、气液分离器和离心机的联合作用可以连续、高效地实现液化产物的分离，无需额外的有机溶剂对生物油进行分离。相比其他水热液化系统，本发明系统运行费用低、产物分离彻底、系统连续性好，可以广泛应用于微藻水热液化生产生物油。

本发明公开了舟形藻的一种开放式培养方法及其专用培养基。本发明所提供的培养基为ZWN，其配方为：硝酸钾，180-220mg；磷酸二氢钠，18-22mg；硅酸钠，270 -330mg；脲素，7-9mg；维生素B1，350-450μg；乙二胺四乙酸二钠，5-7mg；氯化铁，5-7mg；海水定容至1升。应用本发明所提供的培养基培养舟形藻，包括如下步骤：1)用海水配置培养基；2)在藻种密度为3×105细胞/毫升是，按舟形藻与培养基体积比为1:5-9的比例将舟形藻接种到培养基中，在19-25℃，光照强度3000 -6000Lux，光照时间8-12h/天条件下通气培养。舟形藻在本发明所提供的ZWN培养基中生长速度快，生物量高；加入碘化钾，能有效达到防治绿藻污染的目的，可以采用开放式的培养方式大规模获得舟形藻及其目标产物，具有重要的应用价值。