综述：通过集成厌氧消化、生物电化学系统和藻类生物精炼技术将废水转化为生物燃料和生物制品：一项关于技术经济性和生命周期影响的系统评价

《Biotechnology for Biofuels and Bioproducts》：Wastewater-to-biofuels and bioproducts through integrated anaerobic digestion, bioelectrochemical systems, and algal biorefineries: a systematic review of techno-economic and life-cycle evidence

　　

摘要

废水管理正逐渐从传统的污染控制方式转向资源回收系统，这些系统有助于实现清洁水源的供应、可再生能源的生产以及循环生物经济的发展。本系统综述通过整合厌氧消化、生物电化学系统和藻类生物精炼技术，综合了关于将废水转化为生物燃料和生物产品的相关文献，特别关注了技术经济分析和生命周期评估的证据。研究人员对2005年至2025年间发表的同行评审研究进行了系统文献回顾，筛选出90篇相关文章，并通过主题分析和比较研究进行了综合分析。研究结果表明，废水管理正从单一技术的优化转向基于水-能源-养分相互关系的综合系统。厌氧消化技术在减少有机负荷和生产沼气方面最为成熟，而生物电化学系统则为电力和氢气的回收提供了额外的机会。藻类生物精炼技术则增强了养分的回收能力，并扩大了基于生物质的生物产品的生产规模。比较分析表明，当有机负荷、养分可用性、工艺兼容性、运营规模和产品价值化等因素相匹配时，综合系统通常比单一技术更具优势。然而，当额外的资本成本、运营复杂性、能源需求或下游处理负担超过所回收资源的价值时，系统整合可能会适得其反。技术经济分析（TEA）与生命周期评估（LCA）的综合结果表明，技术选择应基于经济可行性和环境绩效之间的权衡，而不仅仅是技术效率。本综述为选择技术上可行、经济上可行且环境可持续的废水转化为生物燃料的方案提供了决策依据。