1.4指标测定及计算方法
生物量质量浓度：通过已知干质量钝顶螺旋藻液在560 nm下的光密度值，做生物量质量浓度与OD560的相关性曲线，通过每天测定螺旋藻液OD560，计算生物量质量浓度[17]。
pH值：使用Delta 320型数字式酸度计（Mettler-Toledo，德国）测定。
硝态氮质量浓度：采用紫外分光光度法测定。
磷酸盐质量浓度：采用钼锑抗分光光度法测定。
表4不同稀释率下MPBR中每天采收藻液、获得过滤液，藻产品体积和补加去离子水的体积
溶解性无机碳浓度：采用酸碱指示剂滴定法。
稀释率：每天加入至反应器中Zarrouk培养基的体积与反应器中培养基总体积之比即为稀释率（dilution rate，D），计算公式：
式中：D为稀释率（d-1）；Vin为PBR中每天加入新鲜Zarrouk培养基的体积（L/d）；V为PBR中培养基总体积（7.4 L）。
膜通量：
式中：J为膜通量（L/（m2·min））；Q为流量（L/min）；A为膜表面积（m2）。
体积浓缩系数：
式中：υ为体积浓缩系数；Fin为加入至过滤槽中藻液体积（L）；Fretentate为过滤槽中剩余藻液体积（L）。
2结果与分析
2.1 PBR中钝顶螺旋藻的生长情况
考察钝顶螺旋藻在PBR中的生物量变化，结果见图3（a）。随着培养时间的进行，藻密度逐渐增大，第1～10天螺旋藻生长较快，生物量达到1.837 g/L；培养至第16天，生物量稳定在2.122 g/L左右；从3（b）中可以看出，随着螺旋藻的生长，pH值从初始9.14升高至9.88，在螺旋藻生长的适合范围内。为维持PBR中适宜的藻浓度，保证较高生物量质量浓度下螺旋藻的快速生长，提高生物量产率，同时避免PBR中藻质量浓度太高而产生光遮蔽现象，根据生长曲线知，螺旋藻在第7～10天生长较快，生物量较高，所以选择螺旋藻生物量质量浓度在1.5～1.8 g/L范围内进行后续实验。
图3钝顶螺旋藻在PBR中生物量和pH变化
分析培养始末培养液的营养盐浓度，结果见表5。经过16 d的培养，HCO3-和NO3--N浓度明显减小，分别减少了83.13 mmol/L和124.34 mg/L，表明藻类利用HCO3-和NO3--N作为生长的碳源和氮源；CO32-浓度从初始30.60 mmol/L升高至77.75 mmol/L；培养过程中HCO3-浓度减少，CO32-浓度升高的原因是在水溶液中无机碳以CO2、HCO3-、CO32-这3种碳源形式存在，三者存在相互转化的动态平衡：
Zarrouk培养基中采用碳酸氢钠作为无机碳源，主要以HCO3-形式存在，此时微藻同化来自HCO3-中的CO2，当CO2被利用后，再不断从HCO3-中重新释出CO2，使得上述平衡向左移动。PO43--P浓度变化不大，分析磷源利用较少的原因可能是需要磷元素参与合成的核酸，ATP等含磷化合物在藻细胞中的含量较低。同时发现培养结束时培养液中仍有一定浓度的HCO3-，NO3--N以及PO43--P剩余，表明初始添加量完全可以满足藻体的生长需要，因此基于成本考虑，可适当减少Zarrouk培养基中营养盐浓度。
2.2 PBR中不同稀释率和生物量质量浓度对钝顶螺旋藻生长和采收的影响
当PBR中螺旋藻生物量质量浓度达到1.540 g/L时，进行不同稀释率对螺旋藻生长和采收的影响实验，结果见图4。当D＝0.05 d-1和D＝0.08 d-1时，PBR中螺旋藻生物量能够保持稳定，即采收一定藻液后，一天时间内PBR中螺旋藻生物量质量浓度能够恢复到初始值1.540 g/L左右；当稀释率增大到0.10 d-1时，PBR中生物量质量浓度开始出现下降；当D＝0.13 d-1时，藻产品生物量质量浓度明显下降，至1.270 g/L，PBR中出现明显的冲刷现象，表明在一定时间内，采收的生物量大于反应器中微藻的增殖量，导致反应器中生物量质量浓度不断降低，无法稳定运行。据此得到螺旋藻初始生物量质量浓度为1.540 g/L，最佳稀释率为0.08 d-1。
表5培养初始和结束时营养盐浓度变化
为进一步增加螺旋藻的生物量产率，考察PBR中螺旋藻生物量质量浓度为1.802 g/L时稀释率为D＝0.05、0.08、0.10、0.13 d-1时的螺旋藻的生长情况，结果见图4。当D＝0.05 d-1和D＝0.08 d-1时，PBR中螺旋藻的生物量质量浓度能够稳定在1.8 g/L左右，表明此时较高的藻质量浓度下，并未产生明显的光遮蔽而影响螺旋藻生长速率；当D增大到0.10 d-1和0.13 d-1时，PBR中生物量质量浓度逐渐下降，出现冲刷现象，导致反应器中生物量质量浓度不断降低。因此，螺旋藻初始生物量质量浓度为1.802 g/L时，PBR的最佳稀释率为0.08 d-1。为提高螺旋藻的采收量，选择螺旋藻初始生物量质量浓度为1.8 g/L左右进行后续MPBR的相关实验。
2.3 MPBR中培养和预采收钝顶螺旋藻
2.3.1体积浓缩系数的确定
MPBR中利用膜组件对藻液进行过滤，浓缩时，增大藻液的体积浓缩系数可提高藻产品生物量浓度，但体积浓缩系数太高会加重膜污染，因此需选择合适的体积浓缩系数。藻液质量浓度为1.855 g/L时，于过滤槽中进行实验，结果见图5。随着体积浓缩系数的增大，藻液质量浓度变大，膜通量逐渐降低；第30分钟时藻液体积浓缩系数达到2.082，此时膜通量由初始值3.803 L/（m2·min）下降至2.970 L/（m2·min），下降了21.92%。在膜组件使用过程中，为保持较高的膜通量水平，提高膜的使用寿命，防止膜污染加重对膜造成损坏以及增加运行成本，在一定压力下，当膜通量下降20%左右时，需进行膜清洗。因此，利用PVDF膜组件过滤，浓缩生物量质量浓度约为1.8 g/L的藻液时，体积浓缩系数最大为2，可最大程度浓缩藻液。
