Культивирование микроводорослей для удаления биогенов из сточных вод (обзор)

Аннотация

За рубежом получили довольно широкое распространение исследовательские работы в области культивирования микроводорослей с использованием в качестве субстрата сточных вод. Таким путем обеспечивается удаление биогенных элементов, которые потребляются для роста биомассы, а также некоторых тяжелых металлов и других загрязняющих веществ. Приведено описание технологических схем очистки сточных вод, совмещенных с культивированием микроводорослей, и основные показатели работы очистных сооружений. Рассмотрены три варианта размещения участка культивирования микроводорослей: в конце технологической схемы для доочистки сточных вод от биогенных элементов и получения биомассы в качестве сырья для биотоплива; в начале технологической схемы с возможностью использования для культивирования микроводорослей не только биогенов, но и органического углерода, повышающего выход биомассы; схема, предусматривающая подачу только концентрированного по биогенам раствора после обезвоживания осадка аэробного сбраживания. Микроводоросли могут оказаться ценным сырьем для производства биотоплива, пищевых добавок, удобрений, почвоулучшителей и адсорбентов. Однако для реализации подобных схем требуются значительные производственные площади, поэтому их применение целесообразно для очистных сооружений небольшой производительности или расположенных в небольших городах или в сельской местности. Помимо этого требуется решение ряда технологических проблем. Повышенный интерес к исследованиям в данной области в разных странах мира свидетельствует, что технология очистки сточных вод с использованием культивирования микроводорослей представляет для специалистов перспективное направление.

Ключевые слова

сточные воды , удаление биогенных элементов , биомасса , культивирование микроводорослей , биодизельное топливо

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы

Van Wijnen J., Ivens W. P. M. F., Kroeze C., Lohr A. J. Coastal eutrophication in Europe caused by production of energy crops. Science of the Total Environment, 2015, no. 511, pp. 101–111.
Gavrilescu M., Chisti Y. Biotechnology – a sustainable alternative for chemical industry. Biotechnology Advances, 2005, no. 23, pp. 471–499.
Chisti Y. Biodiesel from microalgae. Biotechnology Advances, 2007, no. 25, pp. 294–306.
Spolaore P., Joannis-Cassan C., Duran E., et al. Commercial applications of microalgae. Journal of Bioscience and Biotechnology, 2006, no. 101, pp. 87–96.
Carvalho A. P., Meireles L. A., Malcata F. X. Microalgal reactors: A review of enclosed system design and performances. Biotechnology Progress, 2006, no. 22, pp. 1490–1506.
Shoener B. D., Bradley I. M., Cusick R. D., Guest J. S. Energy positive domestic wastewater treatment: the roles of anaerobic and phototrophic technologies. Environmental Science. Processes & Impacts, 2014, v. 16, no. 6, pp. 1204–1222.
Abis K. L., Mara D. D. Research on waste stabilization ponds in the United Kingdom – initial results from pilot-scale facultative ponds. Water Science and Technology, 2003, v. 48, no. 2, pp. 1–7.
Mulbry W., Kondrad S., Pizzaro C., Kebede-Westhead E. Treatment of dairy manure effluent using freshwater algae: algal productivity and recovery of manure nutrients using pilot-scale algal turf scrubbers. Bioresource Technology, 2008, no. 99, pp. 8137–8142.
Gao H., Scherson Y. D., Wells G. F. Towards energy neutral wastewater treatment: methodology and state of the art. Environmental Science. Processes & Impacts, 2014, v. 16, no. 6, pp. 1223–1246.
Shurin J. B., Abbott R. L., Deal M. S., et al. Industrial-strength ecology: trade-offs and opportunities in algal biofuel production. Ecology Letters, 2013, no. 16. pp. 1393–1404.
Zhang X., Hu Q., Sommerfeld M., et al. Harvesting algal biomass for biofuels using ultrafiltration membranes. Bioresource Technology, 2010, no. 101, pp. 5297–5304.
Liu K., Li J., Qiao H., et al. Immobilization of Chlorella sorokiniana GXNN 01 in alginate for removal of N and P from synthetic wastewater. Bioresource Technology, 2012, no. 114, pp. 26–32.
Yuan X., Wang M., Park C., et al. Microalgae growth using high strength wastewater followed by anaerobic co-digestion. Water Environment Research, 2012, no. 84, pp. 396–404.
Ma B., Zhang L., Zhang P., et al. The feasibility of using a two-stage autotrophic nitrogen removal process to treat sewage. Bioresource Technology, 2011, no. 102, pp. 8331–8334.
Steele M. M., Anctil A., Ladner D. A. Integrating algaculture into small wastewater treatment plants: process flow options and life cycle impacts. Environmental Science. Processes & Impacts, 2014, v. 16, no. 6, pp. 1387–1400.