畜牧业在全球范围内产生了大量废水。高浓度畜禽养殖污水排入水泊中，由于含N、P量高，导致水体严重富营养化；大型畜牧场需要大量使用激素和抗生素，对周围的淡水生态系统也会产生负面影响。

科学家发表在 Environmental Science and Pollution Research 期刊上的论文，指出牲畜废水中的残留废物，包括各种农场流行病或疾病后存活的病原菌和寄生虫，以及抗生素、有机废物和农业活动中的重金属，都会对环境造成破坏，并对人类健康构成风险。随着畜牧业的发展对社会的未来产生越来越大的负面影响，解决畜牧废水排放中的残留废物问题势在必行。废水处理系统的持续进步不断更新和完善实践，以有效减少排放源的废物暴露，减轻对环境生态和人类健康的风险。

污水处理常用的方法有物理法、化学法和生物法三类。生物处理法可分为好氧处理法和厌氧处理法两类。前者处理效率高，效果好，使用广泛，是生物处理的主要方法。活性污泥法是当前应用最广泛的一种生物处理技术。传统的畜牧业废水处理过程采用两步法。首先，利用厌氧消化来极大地降低化学需氧量 （COD）。然后，使用好氧活性污泥氧化去除剩余的营养物质。

基于微藻的污水处理工艺，其好处在于微藻独特的生理和代谢途径使得其可以通过固定 CO₂ 合成有机碳源，从而生长在低化学需氧量/总氮（COD/TN）的污水环境中。发表在 Bioresource Technology 期刊上的研究表明，一种小球藻通过定向进化可适应在含有高氨氮和低碳氮比的畜牧业厌氧消化的污水中生长。通过合成生物学的方法对其处理污水的工艺系统进行优化后，进一步提高了污水中氨氮的去除效率，并缩短了水力停留时间（HRT）。与此同时，经过改造的菌株还有效地去除了废水中的多种抗生素。实验数据证实了该套工艺已经可以和传统的活性污泥法的处理效率不相上下，甚至在总氮的处理方面比污泥法更胜一筹。
 

连续反馈工艺系统处理畜牧业废水示意图

*图片节选自 Rui X; Chang T. Two-stage continuous cultivation of microalgae overexpressing cytochrome P450 improves nitrogen and antibiotics removal from livestock and poultry wastewater. Bioresource Technology. Volume 418, February 2025, 131994.

IKA 在混合分散、温控领域有着一百多年的技术研发经验，在此基础上创新开发了新一代HABITAT生物反应器。作为一款高度集成化的反应器，HABITAT photo 光照系列产品在光照、混合、温控、pH调节、DO和补料方面都专门为解决微藻培养的技术难点而设计！

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搅拌：强劲的顶置式机械搅拌，正反转及混沌混合可选，支持持续高效稳定混合；

温度：温控采用夹套罐搭配高低温水机，反应器软件可与水机联动并进行直接控制，稳定维持反应温度，不用加热毯控温，可充分保证微藻生长所需光照；

气体：标配四路气体接口，空气、氧气、氮气、二氧化碳，气体流速均由 MFC 进行精确控制，0.01-2L/min 或 0.1-20L/min 可调；

pH：pH 可实时在线监测，并可级联到蠕动泵及时补酸补碱或补 CO2 进行自动控制；

溶氧：DO 可实时监测，并可与气路、搅拌等进行级联自动控制。反应期间，所有培养参数均可进行实时图谱展示；

光照：随主机标配RGB三色光源灯板，可进行红光、蓝光、绿光按比例自主调配所需光谱！且光照强度、时间均可按需调节！


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IKA 集团是实验室前处理、分析技术、 工业混合分散技术的制造商。电化学合成仪、磁力搅拌器、顶置式搅拌器、分散均质机、混匀器、恒温摇床、恒温培养箱/烘箱、移液器、研磨机、旋转蒸发仪、加热板、恒温循环器、粘度计、量热仪、生物反应器、化学合成釜、实验室反应釜等相关产品构成了IKA 实验室前处理与分析技术的产品线；而工业技术主要包括用于规模生产的混合设备、分散乳化设备、捏合设备、以及从中试到扩大生产的整套解决方案。IKA 还与全球知名大学和科学家进行着密切的合作, 支持其在科研道路上不断探索。我们致力于为客户提供更好的技术, 帮助客户获得成功。
 
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