主题：【原创】微藻与生物燃料 --- 和倥偬飞人兄的生物燃料之藻类革命 -- piggy
家园 腐蚀性这东西,搞工业的怕 普通民众是不大CARE的
毒性正相反
家园 一开始人们总是这样认为 但是实际上城市生活污水中的有机物还是不少的， 我这里的西区污水处理厂就在做这个事情， 一开始也是很多人说是不可能的，但后来的事实证明是相反的结论。目前正在扩大应用规模， 根据测算去年大致可以达到产生的电力达到污水处理场本身耗电的80％（污水处理这个过程可是耗能的大户）。具体介绍如下：
At the same time, we are reducing greenhouse gas emissions (and odour) by capturing increasing quantities of biogas collected from the covered lagoons. We have constructed power-generating facilities under a partnership with AGL Ltd to produce electricity from this biogas, enabling us to meet our increased energy needs from our own green sources.
We are planning to expand power generation facilities, and by 2005/06, the plant is expected to produce about 80% of its energy needs and generate more than 60 GWh a year of green energy that would otherwise have to be imported.
We are also modifying treatment processes at the plant and will stop applying raw sewage to land. We have discontinued traditional grass filtration and will cease land filtration processes by 2005/06. This will eliminate direct emissions of methane and nitrous oxide from these traditional processes, and result in reductions in our annual greenhouse gas emissions of 170,000 tonnes (80% of our overall target) and a net financial benefit to the organisation of about $1 million a year.
http://www.melbournewater.com.au/content/publications/fact_sheets/sewerage/meeting_the_greenhouse_challenge.asp
用光合作用，关键的问题还是一个光能的转化率的问题，而利用甲烷菌产甲烷的过程，池子可以挖的很深而不影响效果，同样面积下产生的能量应该较多。
家园 直接培养可以和绿藻共生聚集的硅藻 分离多细胞生物比分离单细胞生物容易多了。如果能使用改基因生物的话可以考虑用能储存油脂的贝类，贝类是天然的过滤器。
家园 微生物发酵中有常用的板框式过滤，可以用在此 低能耗（最多用一台低速泵），高流量，高容量，可以做得非常大
家园 堵塞问题 不知道板框式过滤如何避免过滤中很常见的堵塞问题？微藻很小，一般的过滤处理会很快就堵塞了。
家园 外行的想法---你是Piggy我是沙 浓缩水分的方法（包括化学的，物理的），那肯定是很多了。但具体到微藻油脂上，可选择的余地恐怕有限，这方法要求低能耗，能大量（最好能连续化）处理，能回收使用，低污染，规模可控，等等等等，想起来是够头大的。
对这东东，俺是个彻底的外行，但依我的直觉，
1，特殊通透性膜类：应该是最有希望实现以上多种要求的。譬如：半透膜容器早已在化学生物中应用达到改变溶质浓度（其实也等同于是改变水浓度），当然其规模和成本不可能达到现在的要求，但原理上无疑是可行的。
2，工业配套：生物柴油的生产不应该是一个孤立的过程，如能与一些已经成形的（尤其是规模大的）工业配套，对于其实验测试，经济效益等，都会有好处。我的一个很粗犷的想法就是或许以上的除水浓缩过程与制（晒）盐产业的结合。在此构想中，富水的藻类溶液被高浓度的盐水浓缩（通过媒介），盐水嘛，随风或随阳光而干。除开膜材料不谈，盐这东西，一个字---便宜！
3，更粗犷的想法：什么比盐更多，更便宜呢？答案不是糖，也不是味精，而是沙子。对，就是沙子。为什么说沙子呢？因为他其实是自然界提供的一个非常高效的过滤器（e.g.一项野外生存的简单技巧就是利用沙土过滤净化脏水）。其实，从原理来说，这就是一个简单的液相色谱（LC）过程（包括物理的阻断和化学的吸附/解吸附过程），当然实验室用硅胶，用氧化铝，要是工业上也这么用，得赔死，所以咱用沙子。（注，这里的沙子并不特指咱盖房的那沙子，指的是这一类的材料，具体是啥尼？俺不知道，也不乱建议了。）
当然用沙子就不能傻用。我能想到的因素包括：沙子堆的外形，排列，连接等结构，几何因素；堆积密集度，颗粒度分布（不一定只用单一沙子成分），微观分相等形态学(morphology)等物理因素；添加物（比如加入高分子树脂固化沙堆，或者特殊的功能材料增强LC塔板数）等化学因素；沙堆的稳定性（物理的，化学的和生物的），露天还是有遮盖（Green House）；对环境的需求和影响等等……………….FT, 本清单没完没了，没完没了
对了，写本文前，俺没做啥调研，纯粹信马由缰，想到哪儿，说到哪儿，要是已经有人提出过了，或者已经被试过，甚至被证明不灵了的，本精概不负责。
家园 问题是你要的是微藻而不是水。 用沙子的话把沙子和微藻分离也是个麻烦事。
家园 谢谢 
你的建议已经考虑到成本问题，一直在实验室做的人就完全不同了。有的同事就是用真空低温干燥，虽然这是制药行业的标准做法，但是用在价值很低的微藻就是大笑话了；就是用阳光晒干也不是很理想的――阳光也是能源（所占面积可以用于培养微藻），而且晒干太慢。各种过滤处理很常遇见的堵塞问题，不好解决。- 复 谢谢
家园 嘿嘿，补充一下 要大量生产，一定要便宜、便宜、再便宜，否则没前途。
阳光并不是俺的浓缩力直接来源，俺的想法中的浓缩是通过盐（或盐溶液）实现的。
换个角度，晒盐费时且不划算，那么现成的盐矿如何？在西北有广阔的干涸的盐湖，在西南有深厚的地下盐层。用反渗透的办法，也没必要用氯化钠或其他纯盐，是个盐就成，混合物也成。当然这可能会限制地点的选择。
单纯从能量角度来看，水油分离所需能量并不会很多（无需化学反应），难的是如何使不同的相有效分开。这反而从另一个角度说明盐浓缩法的好处，盐是一种很有效的破相剂（比如，胶体溶液常用盐来破相）。
想象一下，我们生产了一万公升的混合液（10%油），我们来到了辽阔的盐湖上，扔手榴弹炸了个坑，倒进去混合液，三天（要么三周）后来看看，耶---分层了，拿马勺把上层的东西捞走，耶--浓缩了(也许50%了,who knows）。于是下次再刨个更大的坑,接着灌，这次是一百万升...最后干脆刨上一条小河得了，动态平衡，耶---。
呵呵，外行又多嘴了，您了多包涵。
家园 建议没有， 顶一下还是可以的 河里还有搞这个的吗？
家园 【原创】微藻与生物燃料 二 在讨论利用微藻来生产生物燃料之前，有必要先谈谈目前大红大紫的生物乙醇和生物柴油。有比较才能更好地理解利用微藻来生产生物燃料的优、缺点不是？
正如飞人兄所指出的，利用玉米来生产乙醇的成本太高，如果没有补贴的话，在经济上根本就不可行。更麻烦的是，这样做在环保和节约能源上都是得不偿失的！一直有科学家坚持认为，利用玉米造酒精一定会消耗大量的能源，这些能源不但消耗在种植和收割玉米上，同时还要把大量的水从酒精中除去，直到得到无水酒精才能使用。我的同事就坚称，用玉米生产替代汽油的乙醇一定会消耗比乙醇自己所能产生的能源要多的能源！
另外一种办法是用甘蔗生产乙醇，因为甘蔗利用阳光的效率比玉米高，用甘蔗生产乙醇能节约一些能源，这也是巴西能用甘蔗大量生产乙醇的原因。但是，巴西这样做是因为她的糖厂都有两套设备，当世界的糖价高时，就用甘蔗大量产糖；当世界的糖价低时，就用甘蔗大量产酒精。这样的生产设计有保付糖价的目的，用甘蔗生产乙醇单从环保和节约能源上来说，是否得不偿失还未十分肯定，特别是如果考虑道很多热带雨林被烧毁以便种植甘蔗的情况下。
相对来说，生物柴油就有较好的前景。生物柴油来自动物的下脚料（脂肪）和植物油，脂肪和植物油中的甘油可以通过一步酯交换反应被甲醇或者乙醇置换出来就可得到生物柴油。因为酯交换反应是非常简单的， 一般的生物柴油生产厂可以办得很小，并不需要象石化炼油厂那样非得上千万吨才可以盈利。小的生物柴油生产厂（so called “Community Based Biodiesel Factory”）可以根据原料的来源分散设计建设，避免原料和产品的长途运输，充分利用回收的动物脂肪、废弃的食用油等下脚料。但是，这种状况也是由于没有足够的动、植物油供大型的生物柴油生产厂消耗。目前，欧洲和美国的农民利用轮空的土地种植油料植物用作生物柴油的原料，因为轮空的土地已经有政府的补贴，卖给生物柴油生产厂的原料是白赚的，能赚一分是一分。如果没有补贴的话，种植油料植物作生物柴油在经济上也是不可行的。夏威夷州正在评估利用山地种植树科油料植物，我个人认为树科植物产油率低，用作大量生产生物柴油的原料应该困难不少。
说了一大通，如果光是从经济性上考虑的话，陆地上还真的没有很理想的植物可以用来大量生产生物燃料。有的科学家就说了，陆地没有，我们可以去水里弄不是？是的，微藻就是一大类生长很快，光合作用效率很高的生物，例如蓝藻就是一直是科学家们研究光合作用的最爱。有一种理论就说，不用太担心温室效应，只要我们往海里放一些铁离子，海里的大量微藻的生长速度就会加快，足以吸收大气中多余的二氧化碳。不管这个理论的対错、是否可行，起码我们可以知道微藻一旦生长开来，那个量就是和其他的植物完全不同的一个数量级的！记得有一种说法，很多的石油就是从古代的微藻转化而来的。
既然微藻比其他的植物有这么多的优点，那为什么直到现在还没有被大量地用于生产生物燃料呢？
对不起，还是再喝几口水 。。。。(BTW, how to attach pictures to here? I'd like to add some pictures of microalgae. Sorry that I am not able to write more for each part. I must go slowly due to my poor pinyin skill.)
利用共养虾、微藻和贝类的体系生产出来的蚝是给人生吃的。生蚝的价值比提取生物柴油高多了， HO HO