Дисертації з теми "Microalgal bioreactor"
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Jones, Sarah Melissa Jane. "Mixing, mass transfer and energy analysis across bioreactor types in microalgal cultivation and lipid production." Doctoral thesis, University of Cape Town, 2015. http://hdl.handle.net/11427/20064.
Повний текст джерелаKlein, Bruno Colling 1987. "Cultivo de microalgas para produção de bioetanol de terceira geração." [s.n.], 2013. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/266647.
Повний текст джерелаDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química
Made available in DSpace on 2018-08-22T08:48:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Klein_BrunoColling_M.pdf: 2562214 bytes, checksum: f891de86d253786cf5d2101fec1f3eba (MD5) Previous issue date: 2013
Resumo: A busca por uma maior sustentabilidade tem levado a uma mudança em direção à utilização de fontes renováveis para geração de energia em detrimento do uso de combustíveis fósseis, visando a uma modificação na matriz energética global. A utilização da biomassa de microalgas para produção de biocombustíveis vem sendo vista como uma alternativa promissora, uma vez que o seu cultivo proporciona produtividades em carboidratos e lipídios superiores às matérias-primas vegetais convencionalmente utilizadas na obtenção de etanol e biodiesel. Neste contexto, o objetivo da presente dissertação de mestrado foi avaliar a produção de biomassa da microalga clorofícea Chlorella vulgaris em fotobiorreator de placa plana em diferentes condições de fluxo luminoso, concentração de CO2 na alimentação gasosa e concentração de NaNO3 no meio de cultivo, visando o acúmulo de carboidratos para obtenção de bioetanol de terceira geração. As influências das variáveis nutricionais e de processo sobre a eficiência fotossintética das microalgas também foram estimadas para determinação do estado fisiológico das culturas. A produtividade média de biomassa e a concentração máxima final das microalgas foram significativamente afetadas pela incidência de radiação luminosa e pela suplementação de CO2 gasoso, obtendo-se maiores produtividades de carboidratos em cultivos com alto fluxo luminoso e concentrações de CO2 intermediárias (7,5%). Também foi observado o efeito positivo do aumento do fotoperíodo sobre o crescimento das microalgas. Através de hidrólise ácida foi possível atingir concentrações de até 2 g L-1 de açúcares fermentescíveis no hidrolisado a partir de biomassa de microalgas cultivadas em meio com baixo teor de nitrogênio. A fermentação etanólica foi então conduzida com a levedura Dekkerabruxellensis capaz de converter diferentes hexoses e pentoses em bioetanol, dada a presença de ambos os tipos de açúcares no hidrolisado
Abstract: The search for industrial processes with higher sustainability has led to a change towards the utilization of renewable sources for energy generation in substitution of fossil fuels, aiming the modification of the global energy matrix. The utilization of microalgal biomass for the production of biofuels is viewed as a promising alternative, since its cultivation yields carbohydrate and lipid productivities superior to those of conventional sources used in the obtention of bioethanol and biodiesel. In this context, the goal of this master thesis was to evaluate the biomass production of the chlorophycean microalga Chlorella vulgaris in a flat plate photobioreactor under different conditions of light flux, CO2 concentration in the gas feed and NaNO3 concentration in the culture medium, aiming carbohydrate accumulation for the production of third generation bioethanol. The influences of both process and nutritional variables on the photosynthetic efficiency of microalgae were estimated for the determination of the physiological condition of the cultures. The mean biomass productivity and the maximum final microalgae concentration were significantly affected by the incidence of light radiation and by the supplementation of gaseous CO2, the highest carbohydrate productivities being obtained in cultivations with high light flux and intermediate CO2 concentrations (7,5%). It was also observed the positive effect of increasing the photoperiod over microalgae growth. Through acid hydrolysis, it was possible to attain fermentable sugar concentration of up to 2 g L-1 from biomass of microalgae cultivated in low-nitrogen medium. The ethanolic fermentation was then carried out with the Dekkerabruxellensis yeast, capable of converting different hexoses and pentoses into ethanol, due to the presence of both sugar types in the hydrolysate
Mestrado
Desenvolvimento de Processos Químicos
Mestre em Engenharia Química
Wong, Yih Han. "Growth modelling and analysis of microalgae cultivation in photo-bioreactor." Thesis, Curtin University, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11937/2324.
Повний текст джерелаGera, G. "Treatment of sewage water by using microalgae coupled with membrane bioreactor (MBR) system." Thesis(Ph.D.), CSIR-National Chemical Laboratory, 2017. http://dspace.ncl.res.in:8080/xmlui/handle/20.500.12252/4354.
Повний текст джерела“Microalgae in combination with membrane technology is an emerging process to combat the ever increasing pollution in the water bodies (rivers, lakes and sea) along with CO2 sequestration in a eco-friendly way without using the chemicals. As a microalga cultivates under four different conditions (photoautotrophic, heterotrophic, mixotrophic and photohetrotrophic), it can uptake nutrients, organic compounds, inorganic carbon (in the form of CO2)in the presence of bacteria and uses natural sunlight as a energy source for their growth. In short, microalgae are versatile unicellular species which not only prevents the eutrophication of the water bodies but also helps to increase the dissolved oxygen concentration thereby, helping the aquatic habitat to flourish in a natural way. As, microalgae were generally dispersed and suspended in the water, its harvesting is one of the bottleneck issue of the microalgal industries to grow forits mass production for various applications like fertilizers, biofuel, animal feed etc. Recently membrane technology shows sustainable solution for the harvesting of microalgae from water. Membrane filtration in combination with microalgal treatment for sewage water not only reduces the water footprints but also reduce the energy requirement as it does not require extensive oxygen like the conventional sewage water treatment plants. Therefore, microalgae in combination with membrane technology will be the futuristic technology for the treatment of sewage water. Conventional sewage water treatment plant required huge amount of air for aeration which is costly and also space required for plant is very large. The main objective of this dissertation is to (1) Screen and isolate microalgae from its natural habitat having potential to remove nutrients from sewage water.(2) Sewage water treatment using starved isolated microalgae species for the efficient removal of nutrients (TN and TP) (3)Optimization of process parameters for improving growth rate of microalgae and effective removal of nutrients.(4) Study the kinetics of nutrients uptake from the sewage water by immobilizing microalgae as well as to make effort for the reduction in the residence time. (5) Harvesting of microalgal biomass by applying membrane technology using different types of membranes. (6) Study the effects of various operational parameters such as Tran-membrane pressure (TMP), fluxes and membranes physicochemical properties parameters to get higher fluxes with maximum biomass recovery. (7) Economical analysis of the whole process for the treatment of sewage water using microalgae in combination with membrane technology for a small village. The microalgae-membrane based technology has a huge potential for the treatment of sewage as well as industrial wastewater in the near future. However, efficient design of photo-bioreactors or raceway pond using artificial radiation or solar radiation is essential. The commercial viability for the treatment of sewage water/industrial wastewater using microalgae-membrane based process will be depend upon the efficiency of microalgae for uptake of nutrients, design of photo-bioreactor for growth of microalgae and its harvesting using suitable membrane technology.”
CSIR and Goverment of India. project code #ESC0306
AcSIR
Rengel, Ana. "Energy and environmental analyses of a bioreactor for microalgae culture for energy production." Paris, ENMP, 2010. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00631067.
Повний текст джерелаMicroalgae are photosynthetic organisms considered today for energy production. Photobioreactors are closed systems that present higher productivities than open ponds. In this study, a hydrodynamic model is developed for an internal airlift reactor and validated experimentally. Microparticles are added to the reactor at concentrations found in current microalgae cultures. Results show that gas hold-up and liquid velocities are not affected by the presence of particles. Light distribution and availability in the internal airlift reactor is calculated, taking into account biomass concentrations and algae optical properties. Light is attenuated from the wall to the reactor center while this attenuation increases with biomass concentrations. Based on two biological models, biomass productivities achieved in photobioreactors are higher than in open ponds. From biomass productivities, the reactor capacity to absorb CO2 and to release O2 is estimated. Results show that at moderate irradiances, dissolved O2 levels do not reach intoxication at low air flow rates. If natural air is injected into the reactor, CO2 and TIC become limiting therefore, it is necessary to inject CO2-enriched air. The hydrodynamics of a helical airlift reactor is also presented. Two pipe diameters are tested in the helical section. A mathematical correlation is proposed to estimate the friction factor as a function of the Reynolds number and curvature ratios. To perform microalgae culture at large scale, it is necessary to obtain a positive energy and GHGs balance. Therefore, microalgae culture has to be integrated in a system where conversion processes such as biodiesel production and anaerobic digestion are performed
Larronde-Larretche, Mathieu. "Development of a novel membrane bioreactor for cost-effective wastewater treatment and microalgae harvesting." Thesis, University of Glasgow, 2018. http://theses.gla.ac.uk/30805/.
Повний текст джерелаWalker, Tara L. "The Development Of Microalgae As A Bioreactor System For The Production Of Recombinant Proteins." Thesis, Queensland University of Technology, 2004. https://eprints.qut.edu.au/15905/1/Tara_Walker_Thesis.pdf.
Повний текст джерелаWalker, Tara L. "The Development Of Microalgae As A Bioreactor System For The Production Of Recombinant Proteins." Queensland University of Technology, 2004. http://eprints.qut.edu.au/15905/.
Повний текст джерелаRuiz, Martínez Ana. "Nutrient removal from an anaerobic membrane bioreactor effluent using microalgae. Study and modeling of the process." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2016. http://hdl.handle.net/10251/59409.
Повний текст джерела[ES] En el tratamiento de aguas residuales urbanas, los bioreactores anaerobios de membranas presentan ventajas interesantes frente a los tratamientos aerobios. Algunas de estas ventajas son la menor producción de fangos, un menor consumo energético y la producción de biogás. Sin embargo, y generalmente, el efluente obtenido no puede ser vertido al medio sin una etapa previa de eliminación de amonio y fosfato. La presente tesis estudia la eliminación de dichos nutrientes inorgánicos empleando para ello un cultivo de microalgas. El objetivo principal de este trabajo es, por tanto, la obtención de un cultivo autóctono de microalgas y la evaluación de la capacidad que éstas tienen tanto de crecer en un efluente anaerobio como de eliminar el amonio y el fosfato presentes. Asimismo, se pretenden proporcionar las bases para la simulación y el diseño del sistema de depuración propuesto, mediante la obtención de las expresiones cinéticas que reproducen los principales procesos involucrados. En primer lugar se ha demostrado la capacidad de las microalgas, aisladas en una estación depuradora de aguas residuales, de crecer en el efluente anaerobio y de eliminar con éxito el amonio y fosfato en éste presente. El agua tratada, obtenida a mediante un proceso semicontinuo y con iluminación constante, presenta una excelente calidad. Los géneros Scenedesmus y Chlorococcum han proliferado más eficientemente y han llegado a ser los predominantes en el cultivo. Los resultados obtenidos indican que el nutriente limitante en el efluente a tratar es el fósforo, y por tanto la influencia de la limitación de fósforo en la eliminación de nutrientes ha sido estudiada en condiciones de laboratorio, junto con la influencia de la temperatura en la velocidad de eliminación de amonio. Han sido propuestas y validadas las correspondientes expresiones cinéticas que reproducen los efectos observados, teniendo en cuenta en todo momento la influencia de la intensidad de la luz. Por otro lado, un cultivo de Scenedesmus ha sido cultivado en el exterior, bajo condiciones cambiantes de luz y temperatura, que a su vez han sido monitorizadas constantemente, junto con la concentración de amonio. Los datos obtenidos han sido reproducidos mediante modelación matemática con resultados aceptables, aunque la precisión obtenida es menor que en condiciones de laboratorio. La presente tesis demuestra la viabilidad de combinar un cultivo de microalgas con un bioreactor de membranas para el tratamiento de agua residual urbana. Se exponen asimismo los factores básicos que influyen en la velocidad de eliminación de nutrientes, y se presentan los modelos matemáticos necesarios para reproducir los efectos observados. La presente tesis doctoral se incluye en el marco de un proyecto nacional de investigación financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad de título "Estudio experimental de la recuperación como biogás de la energía de la materia orgánica y nutrientes del agua residual, acoplando un AnBRM y un cultivo de microalgas" (CTM2011-28595-C02-01/02). La presente tesis doctoral ha sido también financiada por el Ministerio de Educación, Cultura y Deporte a través de una ayuda para contratos predoctorales de Formación del Profesorado Universitario (AP2009-4903).
[CAT] En el tractament d'aigües residuals urbanes, els bioreactors anaerobis de membrana tenen avantatges interessants respecte als tractaments aerobis. Alguns d'aquests avantatges són: menys producció de fangs, menys consum energètic i la producció de biogàs. No obstant això, i en general, l'efluent obtingut no es pot tornar al medi sense una etapa prèvia d'eliminació d'amoni i fosfat. Aquesta tesi estudia l'eliminació d'aquests nutrients inorgànics emprant per a fer-ho un cultiu de microalgues. L'objectiu principal d'aquest treball és, per tant, l'obtenció d'un cultiu autòcton de microalgues i l'avaluació de la capacitat que aquestes tenen tant de créixer en un efluent anaerobi com d'eliminar l'amoni i el fosfat presents. Així mateix, volem proporcionar les bases per a la simulació i el disseny del sistema de depuració proposat, mitjançant l'obtenció de les expressions cinètiques que reprodueixen els principals processos involucrats. En primer lloc, s'ha demostrat la capacitat de les microalgues, aïllades en una estació depuradora d'aigües residuals, de créixer en l'efluent anaerobi i d'eliminar amb èxit l'amoni i el fosfat presents. L'aigua tractada, obtinguda mitjançant un procés semicontinu i amb il·luminació constant, presenta una qualitat excel·lent. Els gèneres Scenedesmus i Chlorococcum han proliferat més eficientment i han arribat a ser els predominants en el cultiu. Els resultats obtinguts indiquen que el nutrient limitant en l'efluent per tractar és el fòsfor, i per tant la influència de la limitació de fòsfor en l'eliminació tant d'amoni com de fosfat ha sigut estudiada en condicions de laboratori, juntament amb la influència de la temperatura en la velocitat d'eliminació d'amoni. S'han proposat i validat les expressions cinètiques corresponents que reprodueixen els efectes observats, tenint en compte en tot moment la influència de la intensitat de la llum. D'altra banda, s'ha cultivat a l'exterior un cultiu predominat per Scenedesmus, sota condicions canviants de llum i temperatura, que al seu torn s'han monitorat constantment, juntament amb la concentració d'amoni. Les dades obtingudes s'han reproduït mitjançant simulació matemàtica amb resultats acceptables, encara que la precisió obtinguda és més baixa que en condicions de laboratori. La nostra tesi demostra la viabilitat de combinar un cultiu de microalgues amb un bioreactor de membrana per al tractament d'aigua residual urbana. La tesi exposa així mateix els factors bàsics que influeixen en la velocitat d'eliminació de nutrients, i presenta els models matemàtics necessaris per a reproduir els efectes observats. Aquesta tesi doctoral s'inclou en el marc d'un projecte nacional de recerca finançat pel Ministeri d'Economia i Competitivitat amb el títol "Estudio experimental de la recuperación como biogás de la energía de la materia orgánica y nutrientes del agua residual, acoplando un AnBRM y un cultivo de microalgas" (CTM2011-28595-C02-01/02). La tesi doctoral ha sigut també finançada pel Ministeri d'Educació, Cultura i Esport a través d'una ajuda per a contractes predoctorals de formació del professorat universitari (AP2009-4903).
Ruiz Martínez, A. (2015). Nutrient removal from an anaerobic membrane bioreactor effluent using microalgae. Study and modeling of the process [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59409
TESIS
Macedo, Hugo José Santana. "Projecto mecânico de um fotobiorreactor para crescimento de biomassa." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2008. http://hdl.handle.net/10773/2443.
Повний текст джерелаEste trabalho visou a elaboração do projecto de construção mecânica dum protótipo de um fotobiorreactor que permita a cultura de microalgas num meio artificial controlado, de forma a obter biomassa com elevado teor de lípidos para posterior extracção do óleo. Numa primeira fase deste trabalho consistiu no estudo das actuais estratégias e tecnologias utilizadas para cultura de microalgas. De forma a definir a linha de projecto. Posteriormente foi elaborado o projecto e dimensionamento final do fotobiorreactor, apresentando soluções mecânicas de forma a melhorar as actuais dificuldades técnicas associadas a este tipo de culturas Por fim realizou-se uma análise energética e análise de um possível scale-up para esta tecnologia de produção biomassa de microalgas. ABSTRACT: This work aimed at drafting the mechanical construction of a photobioreactor prototype to allow the cultivation of microalgae in a controlled artificial medium, in order to obtain biomass with high fat content for subsequent extraction of oil for production of biodiesel. The first phase of this work was the study of existing stategies and technologies used for cultivation of microalgae. In order to define the line of project. Subsequently was prepared the project and final design of fotobiorreactor, presenting mechanical solutions to improve the current technical difficulties associated with this type of cultures. Finally we did an energy and scale-up analysis of this technology of biomass production of microalgae.
Roso, Gabriela Rigo. "MODELAGEM TÉCNICO-ECONÔMICA DA APLICAÇÃO DE BIORREATORES HETEROTRÓFICOS MICROALGAIS NO TRATAMENTO DE EFLUENTES AGROINDUSTRIAIS." Universidade Federal de Santa Maria, 2015. http://repositorio.ufsm.br/handle/1/5776.
Повний текст джерелаThe project aimed to carry out the techno-economic modeling of the heterotrophic microalgae bioreactors application in the poultry and swine abattoirs and processing wastewater treatment and possible exploitation of bioproducts from biomass generated in the process. The project focus was directed to the techno-economic modeling of bioprocesses following: (i) agroindustrial wastewater treatment and integral biomass production (ii) obtaining of bulk oil and lipid extracted algal (LEA) as feedstock for biodiesel conversion process and protein production (iii) obtaining of microalgal carotenoid-rich oleoresin solubilized in soybean oil. The results indicated that the agroindustrial wastewater treatment costs and production of microalgal biomass were USD 2.66 per cubic meter and USD 30 per ton of dried biomass respectively. The obtaining of bulk oil and LEA had a production cost of approx. USD 386.5 and 70.4 per ton. Finally, the oleoresin produced had an estimated production cost in USD 146.9 per kilogram. The results evidenced that the techno-economic modeling of the heterotrophic microalgae bioreactors application are an alternative to substantially minimize the production costs, giving economic sustainability to the agroindustry of poultry and swine processing.
O projeto teve por objetivo realizar a modelagem técnico-econômica da aplicação de biorreatores heterotróficos microalgais no tratamento de efluentes provenientes do abate e processamento de aves e suínos e possível exploração dos bioprodutos provenientes da biomassa gerada no processo. O foco do projeto foi direcionado à modelagem técnicoeconômica dos seguintes bioprocessos: (i) tratamento do efluente agroindustrial e produção de biomassa integral (ii) obtenção de óleo a granel e farelo microalgal desengordurado, como matéria-prima para o processo de conversão de biodiesel microalgal e produção de proteína (iii) obtenção de oleorresina de carotenóides mistos solubilizada em óleo de soja a partir de microalgas. Os resultados indicaram que os custos de tratamento do efluente agroindustrial e produção de biomassa microalgal foram US$ 2,66 por m³ de efluente e US$ 30 por tonelada de biomassa seca respectivamente. A obtenção de óleo a granel e farelo de microalgas obtiveram um custo de produção de US$ 386,5 e 70,4 por tonelada de óleo e farelo, respectivamente. Por fim, a oleorresina produzida teve um custo de produção estimado em US$ 146,9 por quilograma. Os resultados evidenciaram que a modelagem técnico-econômica da aplicação do biorreator heterotrófico microalgal, são uma alternativa para minimizar substancialmente os custos de produção, dando sustentabilidade econômica às agroindústrias de processamento de aves e suínos.
Hejsek, Michal. "Využití odpadu ze zpracování fosforu za účelem produkce látek se zvýšenou přidanou hodnotou." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, 2015. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-217151.
Повний текст джерелаOrtiz, Ruiz Antonio. "Microalgae-based wastewater treatment systems at demonstrative scale : gravity harvesting and thickening of biomass, and advanced design of bioreactors." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2021. http://hdl.handle.net/10803/673377.
Повний текст джерелаEl cultiu de microalgues està rebent actualment una atenció considerable pel seu potencial en el tractament d'aigües residuals i la producció de biomassa d'algues de la qual es poden obtenir bioproductes d'alt valor i bioenergia, així com el segrest consegüent de diòxid de carboni mitjançant el procés de fotosíntesi. Tot i això, la recol·lecció de biomassa és un dels colls d'ampolla del cultiu de microalgues i dels sistemes de tractament d'aigües residuals basats en elles. La separació de la fase sòlida-líquida requereix tecnologies d'alt consum energètic a causa de la baixa densitat de les microalgues. Els processos de baix cost, com la sedimentació, no són prou eficaços a causa de la baixa velocitat de sedimentació de les microalgues. La sedimentació combinada amb la coagulació i la floculació s'ha estudiat àmpliament a escala de laboratori per augmentar la velocitat de sedimentació de la biomassa algal. Tot i això, pocs estudis han abordat l'augment d'escala d'aquests resultats experimentals per industrialitzar el procés. La tesi ha estat dividida en dues parts. La primera està formada per dos estudis i és el tema principal d'aquesta tesi. Un primer estudi va abordar els principis físics i teòrics de la sedimentació que s'utilitzen pel funcionament i optimització de la recol·lecció de biomassa d'un cultiu de microalgues pel tractament d'aigües residuals a escala demostrativa en el marc del projecte de recerca INCOVER "Innovative Eco-technologies for Resource Recovery from Wastewater" (GA 689242) (https://incover-project.eu/), l'objectiu del qual era validar tecnologies innovadores a escala demostrativa per convertir les aigües residuals en una font d’energia alternativa i en productes de valor afegit. Un segon estudi es va centrar en el funcionament i optimització del procés d'espessiment posterior de la biomassa prèviament collida a les mateixes instal·lacions mitjançant dos espessidors treballant en línia. Finalment, la segona part va consistir en l'estudi i l'optimització del comportament del licor barrejat en el trànsit per un estany d'algues d'alta taxa pel tractament d'aigües residuals mitjançant la modelització de la Dinàmica de Fluids Computacional per a la seva implantació a la ciutat d’Aligarh. Aquest estudi s'ha realitzat en el marc del projecte H2020 PAVITR (http://www.pavitr.net; GA 821410), l'objectiu del qual és la validació de tecnologies naturals i avançades sostenibles pel tractament de l'aigua i de les aigües residuals, control i la reutilització segura de l’aigua a l’Índia. Al primer estudi de la primera part, es van abordar els principis físics i teòrics de la sedimentació per utilitzar-los en el funcionament i l'optimització de la collita de biomassa en sedimentador de làmines (700 L) d'un cultiu de microalgues pel tractament d'aigües residuals en un fotobioreactor tubular semitancat de tres (11,7 m3 cadascun) a escala demostrativa. Durant 6 mesos es va ajustar el flux d'entrada (6900 m3-dia-1), la dosi de coagulant (1-12 mg·L-1) i les purgues de la biomassa (60-240 L·dia-1) per aconseguir una adequada separació de la fase sòlid-líquida. Els resultats d'aquest apartat van evidenciar l'eficàcia de les lamel·les en la tasca de separació sòlid-líquid obtenint una terbolesa de sortida inferior a 5 NTU després del període d'optimització. En el segon estudi, es van operar i optimitzar dos espessidors per aconseguir una concentració adequada (20 g·L-1) de la biomassa recol·lectada prèviament pel posterior procés de digestió anaeròbia a les mateixes instal·lacions. Els espessidors i les purgues es van optimitzar en quatre períodes durant dos mesos. Els resultats van mostrar una concentració final de 26,5 g·L-1 a l'últim període a causa d'un ús minimitzat dels rascadors per evitar la resuspensió de les partícules permetent una adequada sedimentació per compressió. A la segona part, es va dissenyar una Llacuna d'Alta Càrrega a escala demostrativa per ser implementada a Aligarh (Índia) amb una capacitat de tractament de 50 m3・dia-1. L'objectiu de l'estudi era assistir, verificar i optimitzar el dimensionament convencional de les llacunes d'alta càrrega mitjançant la modelització biocinètica i l'anàlisi hidrodinàmica mitjançant dinàmica de fluids computacional (CFD). Segons les simulacions del model biocinètic, el temps de retenció hidràulica òptim per millorar l'eliminació de nutrients va ser de 4 dies. Es va construir un model 3D de la llacuna per analitzar el comportament hidrodinàmic de 36 dissenys en forma de carrusel amb diferents configuracions. Es van simular les diferents combinacions de nombres de deflectors en les inversions, amples de paret central i mides de forma de llàgrima als extrems del mur central. Es va quantificar la presència de zones de baixa velocitat, així com l'àrea útil davant de l'àrea total ocupada. La configuració més eficient va ser la composta per dos deflectors i formes de llàgrima amb un diàmetre igual a . de l'amplada del canal. A més, una avaluació tecno-econòmica del sistema va determinar un cost d'inversió de 732 euros per població equivalent (PE) i un cost operatiu de 0,19 euros per m3 d'aigua residual tractada.
El cultivo de microalgas está recibiendo actualmente una atención considerable por su potencial en el tratamiento de aguas residuales y la producción de biomasa de algas de la que se pueden obtener bioproductos de alto valor y bioenergía, así como el consiguiente secuestro de dióxido de carbono mediante el proceso de fotosíntesis. Sin embargo, la recolección de biomasa es uno de los cuellos de botella del cultivo de microalgas y de los sistemas de tratamiento de aguas residuales basados en ellas. La separación de la fase sólida-líquida requiere tecnologías de alto consumo energético debido a la baja densidad de las microalgas. Los procesos de bajo coste, como la sedimentación, no son lo suficientemente eficaces debido a la baja velocidad de sedimentación de las microalgas. La sedimentación combinada con la coagulación y la floculación se ha estudiado ampliamente a escala de laboratorio para aumentar la velocidad de sedimentación de la biomasa algal. Sin embargo, pocos estudios han abordado el aumento de escala de estos resultados experimentales con el fin de industrializar el proceso. La tesis se ha dividido en dos partes principales. La primera está conforma por dos estudios y es el tema principal de esta tesis. Un primer estudio abordó los principios físicos y teóricos de la sedimentación que se utilizan para el funcionamiento y la optimización de la recolección de biomasa de un cultivo de microalgas para el tratamiento de aguas residuales a escala demostrativa en el marco del proyecto de investigación INCOVER "Innovative Eco-technologies for Resource Recovery from Wastewater" (GA 689242) (https://incover-project.eu/), cuyo objetivo era validar tecnologías innovadoras a escala demostrativa para convertir las aguas residuales en una fuente de energía alternativa y en productos de valor añadido. Un segundo estudio se centró en el funcionamiento y optimización del proceso de espesamiento posterior de la biomasa previamente cosechada en las mismas instalaciones mediante dos espesadores trabajando en línea. Por último, la segunda parte consistió en el estudio y optimización del comportamiento del licor mezclado en su tránsito por un estanque de algas de alta tasa para el tratamiento de aguas residuales mediante la modelización de la Dinámica de Fluidos Computacional para su implantación en la ciudad de Aligarh. Este estudio se ha realizado en el marco del proyecto H2020 PAVITR (http://www.pavitr.net; GA 821410), cuyo objetivo es la validación de tecnologías naturales y avanzadas sostenibles para el tratamiento del agua y de las aguas residuales, el control y la reutilización segura del agua en la India. En el primer estudio de la primera parte, se abordaron los principios físicos y teóricos de la sedimentación para utilizarlos en el funcionamiento y la optimización de la cosecha de biomasa en sedimentador de láminas (700 L) de un cultivo de microalgas para el tratamiento de aguas residuales en un fotobiorreactor tubular semicerrado de tres (11,7 m3 cada uno) a escala demostrativa. Durante 6 meses se ajustó el flujo de entrada (6900 m3·día-1), la dosis de coagulante (1-12 mg·L-1) y las purgas de la biomasa (60-240 L·día-1) para conseguir una adecuada separación de la fase sólido-líquida. Los resultados de este apartado evidenciaron la eficacia de las lamelas en la tarea de separación sólidolíquido obteniendo una turbidez de salida inferior a 5 NTU tras el periodo de optimización. En el segundo estudio, se operaron y optimizaron dos espesadores para conseguir una concentración adecuada (20 g·L-1) de la biomasa recolectada previamente para el posterior proceso de digestión anaerobia en las mismas instalaciones. Los espesadores y las purgas se optimizaron en cuatro periodos durante dos meses. Los resultados mostraron una concentración final de 26,5 g·L-1 en el último periodo debido a un uso minimizado de los rascadores para evitar la resuspensión de las partículas permitiendo una adecuada sedimentación por compresión. En la segunda parte, se diseñó una Laguna de Alta Carga a escala demostrativa para ser implementada en Aligarh (India) con una capacidad de tratamiento de 50 m3·día-1. El objetivo del estudio era asistir, verificar y optimizar el dimensionamiento convencional de las Lagunas de Alta Carga mediante la modelización biocinética y el análisis hidrodinámico mediante Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). Según las simulaciones del modelo biocinético, el tiempo de retención hidráulica óptimo para mejorar la eliminación de nutrientes fue de 4 días. Se construyó un modelo 3D de la laguna para analizar el comportamiento hidrodinámico de 36 diseños en forma de carrusel con diferentes configuraciones. Se simularon las diferentes combinaciones de números de deflectores en las inversiones, anchos de pared central y tamaños de forma de lágrima en os extremos del muro central. Se cuantificó la presencia de zonas de baja velocidad, así como el área útil frente al área total ocupada. La configuración más eficiente resultó ser la compuesta por dos deflectores y formas de lágrima con un diámetro igual a ¼ de la anchura del canal. Además, una evaluación técnico-económica del sistema determinó un coste de inversión de 732 euros por población equivalente (PE) y un coste operativo de 0,19 euros por m3 de agua residual tratada.
Enginyeria ambiental
Abad, Sánchez Sergi. "Biotechnological production of polyunsaturated fatty acids omega-3 by heterotrophic microalgae." Doctoral thesis, Universitat Ramon Llull, 2017. http://hdl.handle.net/10803/400556.
Повний текст джерелаLa tesis describe el desarrollo de un proceso biotecnológico para la obtención de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) omega-3 mediante microalgas heterotróficas. El microorganismo seleccionado es Aurantiochytrium limacinum SR21 debido a su capacidad para producir diferentes PUFA, crecer utilizando subproductos Industriales y su tolerancia a elevadas salinidades. Durante la investigación descrita en esta tesis, diferentes métodos analíticos fueron desarrollados para monitorizar el crecimiento de A. limacinum. Diferentes herramientas de diseño de experiencias y modelización tales como, matrices ortogonales de Taguchi, redes neuronales artificiales o superficies de respuesta, han sido utilizadas para desarrollar el medio de cultivo específico para A. limacinum. En lugar de utilizar fuentes de carbono tradicionales, el proceso biotecnológico se ha desarrollado utilizando un subproducto industrial como el glicerol crudo. Las mismas herramientas de diseño y modelización han sido utilizadas para determinar las mejores condiciones de aireación y agitación para estimular la producción de ácido docosahexaenoico (DHA). Se han estudiado diferentes estrategias de cultivo como el batch, fed-batch, continuo y “multi-stage” continuo para determinar cual ofrece mayores productividades de DHA. Los cultivos operados en batch y fed-batch han ofrecido mejores rendimientos de DHA (g DHA/ g biomasa). Sin embargo, los cultivos operados en continuo han ofrecido una mayor productividad de DHA (g DHA/l·h). Utilizando la estrategia de cultivo continuo “multi-stage”, el primer biorreactor se orienta a la producción de biomasa y los siguientes biorreactores se programan para la estimulación de producción de DHA. Los productos de DHA que se comercializan actualmente, se formulan como esteres metílicos o triglicéridos re-esterificados, pero en ningún caso como triglicéridos naturales sin modificar. En esta tesis se presenta una propuesta de purificación por cromatografía (a escala industrial i de laboratorio) para obtener triglicéridos naturales con cadenas de DHA.
This dissertation describes the development of a biotechnological process to obtain polyunsaturated fatty acids (PUFA) omega-3 by heterotrophic microalgae. The selected heterotrophic microorganism was Aurantiochytrium limacinum SR21 due to its capacity to produce PUFA, grow with different carbon sources and tolerate high salinity. During the thesis investigation, diverse analytical methods have been developed in order to monitor A. limacinum growth. Moreover, different experimental design strategies/tools, such us Taguchi orthogonal matrices, Artificial neural network, Response surface methodology, etc. have been used to develop a growth medium specifically optimized for A. limacinum. Instead of using traditional carbon sources, the process has been developed to grow A. limacinum with crude glycerol, an industrial by‐product. The same experimental design tools served to find the best oxygen supply conditions to stimulate either biomass or DHA production. Batch, fed‐batch, continuous and multi‐stage continuous bioreactors have been studied to find the most prolific strategy. Batch and fed‐batch reactor generated the highest DHA yields (g DHA /g biomass). However, continuous cultivations produced higher DHA productivity values DHA (g DHA/l·h), especially the multi‐stage strategy. In a multi‐stage, continuous bioreactor, the first tank/s were dedicated to biomass production whereas the following tanks were set to stimulate DHA production. DHA products currently in market are formulated as DHA methyl esters or re‐esterified triglycerides, but not as unmodified triglycerides. In this thesis, an approach for preparative and process scale chromatography purification of unmodified triglycerides containing DHA has been developed.
Foix-Cablé, Mathilde [Verfasser], Matthias [Akademischer Betreuer] Kraume, Matthias [Gutachter] Kraume, and Anja [Gutachter] Drews. "Combination of an anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) with microalgae production for decentralized wastewater treatment / Mathilde Foix-Cablé ; Gutachter: Matthias Kraume, Anja Drews ; Betreuer: Matthias Kraume." Berlin : Technische Universität Berlin, 2020. http://d-nb.info/1216173389/34.
Повний текст джерелаCaldeira, Maria Leonor Duarte. "Produção de SCO (Single Cell Oil) para biodiesel a partir da microalga Chlorella protothecoides em diversos bioreactores com troca simbiótica de correntes gasosas." Master's thesis, Faculdade de Ciências e Tecnologia, 2011. http://hdl.handle.net/10362/6315.
Повний текст джерелаA associação de dois bioreactores, um fotoautotrófico e um heterotrófico, ligados entre si através das suas correntes gasosas de entrada e saída com troca de gases, nomeadamente CO2 e O2, pode gerar um benefício em ambas as culturas. A corrente gasosa de saída do fotobioreactor, rica em O2, é usada como corrente de entrada no biorector heterotrófico, fermentador, e em paralelo, a corrente de saída do fermentador, rica em CO2 é usada como corrente de entrada no fotobioreactor, proporcionando um melhor crescimento de biomassa e uma melhor produtividade em biomassa e lípidos para posterior transformação em biodiesel. A microalga Chlorella protothecoides e a levedura Rhodotorula glutinis foram escolhidas como microrganismos modelo uma vez que, aliadas à sua robustez, apresentam elevadas produtividades de biomassa e lípidos em regime autotrófico (microalga) e heterotrófico (microalga e levedura). Neste trabalho foram realizados estudos de optimização sobre o crescimento heterotrófico da microalga em meio simples com diferentes fontes de carbono, no qual a glucose apresentou a mais elevada taxa de crescimento (μ), 0,037 h-1, e a melhor produtividade em biomassa (PXmax), 1,55 g/l.d. A simbiose entre Chlorella protothecoides autotrófica e a levedura heterotrófica Rhodotorula glutinis, revelaram resultados bastante promissores no sentido de fornecimento de ar rico em CO2 ao fotobioreactor, proveniente da fermentação da levedura, aumentando a taxa de crescimento da alga autotrófica 30%, o que leva a um aumento da produtividade em biomassa em 100%, e consequentemente a um aumento na produtividade em lípidos. Este resultado é de interesse biotecnológico e passível de levar a futuros estudos de ampliação de escala com possibilidade de diminuição dos custos de produção de biomassa e seus produtos sem a necessidade de investimentos adicionais.
Hu, Weiwei. "Characterization of hydrodynamic forces and interfacial phenomena in cell culture processes." Columbus, Ohio : Ohio State University, 2007. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc%5Fnum=osu1167409370.
Повний текст джерелаHillig, Friederike [Verfasser], Peter [Akademischer Betreuer] Neubauer, Regine [Akademischer Betreuer] Eibl-Schindler, and Leif-Alexander [Akademischer Betreuer] Garbe. "Impact of cultivation conditions and bioreactor design on docosahexaenoic acid production by a heterotrophic marine microalga : a scale up study / Friederike Hillig. Gutachter: Peter Neubauer ; Regine Eibl-Schindler ; Leif-Alexander Garbe. Betreuer: Peter Neubauer." Berlin : Technische Universität Berlin, 2014. http://d-nb.info/1065669658/34.
Повний текст джерелаSurisetty, Kartik. "Non-linear reparameterization of complex models with applications to a microalgal heterotrophic fed-batch bioreactor." Master's thesis, 2009. http://hdl.handle.net/10048/836.
Повний текст джерелаTitle from pdf file main screen (viewed on Jan. 22, 2010). A thesis submitted to the Faculty of Graduate Studies and Research in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in Process Control, Department of Chemical and Materials Engineering, University of Alberta. Includes bibliographical references.
Gunasekaran, Saranya. "Biodiesel from Estuarine Microalgae - Diatoms." Thesis, 2021. https://etd.iisc.ac.in/handle/2005/5409.
Повний текст джерелаYi-JiaChai and 蔡翊家. "Cultivation and Analysis of Microalgae in Microfluidic Bioreactor." Thesis, 2015. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/57607444442968889375.
Повний текст джерела國立成功大學
化學工程學系
103
This study presents the cultivation and monitoring of Chlorella vulgaris and Scenedesmus abundans GH-D11 on a microfluidic platform, which is compatible to commercially and readily available plate readers. The properties of cell, including microalgae cell density (O.D.682) and total pigment (O.D.440), were determined by absorbance read by a plate reader during cultivation. Conventional screening methods for optimization of microalgae culture are time-consuming and complicated. Therefore, this research aims for developing prompt culture and rapid quantification of microalgae cellular contents using microfluidic bioreactor. In this study, the effects of carbon source and electric field on microalgae cultivation are investigated. The results show microalgae were cultivated better, indicated by more abundant pigment and cell density, by applying suitable carbon source and electric field. Chlorella vulgaris had high cell density (O.D.682=2.57, biomass = 2.71 g/L) and abundant pigment (O.D.440=2.71) after 120 hour of cultivation with sodium acetate as carbon source and 10 V/cm electric field. Scenedesmus abundans had the absorbance value of 2.25 and 1.92 in pigment and cell density after 120 hour of cultivation with glucose and 10 V/cm electric field and the biomass was 2.23 g/L. In summary, our microfluidic platform provides not only fast and convenient way to determining microalgae cellular contents but also considerably decreases the amount of microalgae cell culture size for screening cultivation parameters.
Wang, Chun-Yen, and 王群彥. "Cultivation and Analysis of Microalgae in Microscale Bioreactor." Thesis, 2017. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/yee788.
Повний текст джерела國立清華大學
工程與系統科學系
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This study presents the cultivation and monitoring of Scenedesmus abundans GH-D11 on a microbioreactor, which is compatible to commercially and readily available plate reader. The properties of cell, including microalgae cell density (O.D.682) and carotenoids (O.D.440), were determined by absorbance read by a plate reader during cultivation. Conventional screening methods for optimization of microalgae culture are time-consuming and complicated. Therefor, this research aims for developing prompt culture and rapid quantification of microalgae cellular contents using microbioreactor. In this study, the effects of nitrogen resource, pH, salinity stress and spectral light on microalgae cultivation are investigated. The results show microalgae were cultivated better, indicated by more carotenoids and cell density, by applying suitable nitrogen source, adjusting a suitable pH value and using suitable light source. Scenedesmus abundans had high cell density (biomass = 2.126 g/L after 96 hour of cultivation) and carotenoids (total carotenoids = 1.014 mg/L) with sucrose as carbon source and ammonia as nitrogen source. The suitable pH value is 7 for Scenedesmus abundas cultivation and any shift of pH value may decrease the cell density and carotenoids. Salinity stress also decreased the cell density and carotenoids.The cultivation with salinity stress had the low cell density (biomass = 2.087 g/L after 96 hour of cultivation) and carotenoids (total carotenoids = 0.3580 mg/L) compared to the cultivation without salinity stress (biomass = 2.437 g/L after 96 hour of cultivation, total carotenoids = 0.504 mg/L). From the experimental results of effects of spectral light on microalgae cultivation, green LED exhibited the highest cell density (biomass = 2.412 g/L after 96 hour of cultivation) and red LED exhibited the highest carotenoids (total carotenoids = 0.2185 mg/L).In summary, our microbioreactor provides not only fast and convenient way to determining microalgae cellular contents but also considerably decreases the amount of microalgae cell culture size for screening cultivation parameters.
Miguel, Rodrigo da Costa. "Cost Analysis of biomass generation from microalgae." Master's thesis, 2013. http://hdl.handle.net/10316/38927.
Повний текст джерелаAs microalgas caracterizam um grupo grande e diversificado de organismos fotossintéticos. Presentemente, o cultivo de microalgas é tido como uma opção viável em lagoas e fotobiorreatores fechados. Embora os fotobiorreatores possam possuir certos benefícios, o seu custo pode revelar um enorme impedimento para um desenvolvimento em larga-escala. As microalgas apresentam um desenvolvimento rápido, precisando apenas para o seu crescimento de, água, luz solar, dióxido de carbono (CO2) e alguns nutrientes adicionais. Neste trabalho, o custo de produção assumido para os fotobiorreatores foi aproximadamente 24€/kg biomassa seca. Durante a análise de custo, foi possível identificar que os custos relativos à mão-de-obra, logo seguidos dos encargos com depreciações, correspondem aos elementos com maior dimensão na estrutura de custos final. A metodologia de análise de cenários foi aplicada para avaliar o nível de custos de um sistema de produção em larga escala. Foi possível identificar uma possível redução de custo de aproximadamente de 16 €/kg, obtendo um preço final de biomassa de, aproximadamente, 7,70 €/kg. Para o cenário de média escala, o preço final aproximado de biomassa foi de 14 €/kg. Através de um cenário em que se adoptaram diferentes níveis de produtividade, foi possível demonstrar que para um "cenário produtividade máxima", a redução é excecionalmente elevada, evidenciando-se valores próximos dos 5,25 €/kg. Já quando consideramos um "cenário de alta produtividade", o valor cai para cerca de 10,50€/kg.
Microalgae represent a large and diverse group of photosynthetic organisms. The cultivation of microalgae is currently feasible in ponds raceway (open system) and closed photo-bioreactors. Microalgae are characterized by rapid growth. The only elements that they need to grow are water, sunlight, carbon dioxide (CO2) emissions and some nutrients. This work performs a cost analysis for the production of biomass. The production cost for the Photobioreactors system was about 24 €/kg of dry biomass with labor and depreciation representing the major elements contributing to the final production cost of the microalgae biomass. Three different scenarios of microalgae biomass cultivation with different volumes were evaluate, for the large scale production system, a cost reduction of 16 €/kg is possible to achieve, with a final price of biomass of approximately, 7.70 €/kg. For the medium scale scenario, the final price of microalgae biomass was 14 €/kg. A further significant scenario is the possibility of assuming different productivities, for a “maximum productivity scenario”, the reduction is exceptionally high, to values close to 5.25 €/kg, for the “high productivity scenario” the value decreases to 10.50 €/kg.
Su, Bo-Rung, and 蘇柏融. "Microalgae Harvesting in a Membrane Bioreactor with Disc UF Membrane." Thesis, 2015. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/33188652510936833620.
Повний текст джерела東海大學
環境科學與工程學系
103
Membrane ultrafiltration (UF) method is a simply separation method which is usually used for microalgae harvesting. However, membrane fouling is an important problem that decreases the performance of microalgae harvesting. The aim of this research is study of different disc-type UF membrane filtrations (400B and 400HB) on harvesting of two different microalgae (Spirulina maxima and Scenedesmus obliquus), to investigate the optimum operating parameters for filtration-remediation process. Moreover, cause of membrane fouling was also studied in this research. The result indicated that 400HB membrane predominantly shows higher efficiency of membrane filtration than 400B membrane, corresponded with initial resistance, reversible resistance and irreversible resistance owning to higher porosity. Scenedesmus obliquus causes slower membrane fouling because of its smaller sizes and can be easily remediated than Spirulina maxima. The membrane fouling can also be caused by the polysaccharides and proteins from broken cells also not only for the cells, confirmed by FTIR study. It was found that fouling process can be temporized up to 20 % when applied aeration system during filtration process. Backwash cleaning method is the most effective cleaning method and the flux decline can be completely recovered when combining aeration with backwash cleaning method. Keywords: microalgae, UF, harvesting
Bhola, Virthie. "Design and operation of a laboratory scale photobioreactor for the cultivation of microalgae." Thesis, 2011. http://hdl.handle.net/10321/716.
Повний текст джерелаDue to greenhouse gas emissions from fossil fuel usage, the impending threat of global climate change has increased. The need for an alternative energy feedstock that is not in direct competition to food production has drawn the focus to microalgae. Research suggests that future advances in microalgal mass culture will require closed systems as most microalgal species of interest thrive in highly selective environments. A high lipid producing microalga, identified as Chlorella vulgaris was isolated from a freshwater pond. To appraise the biofuel potential of the isolated strain, the growth kinetics, pyroletic characteristics and photosynthetic efficiency of the Chlorella sp was evaluated in vitro. The optimised preliminary conditions for higher biomass yield of the selected strain were at 4% CO2, 0.5 g l-1 NaNO3 and 0.04 g l-1 PO4, respectively. Pulse amplitude modulation results indicated that C. vulgaris could withstand a light intensity ranging from 150-350 μmol photons m-2s-1. The pyrolitic studies under inert atmosphere at different heating rates of 15, 30, 40 and 50 ºC min-1 from ambient temperature to 800 oC showed that the overall final weight loss recorded for the four different heating rates was in the range of 78.9 to 81%. A tubular photobioreactor was then designed and utilised for biomass and lipid optimisation. The suspension of microalgae was circulated by a pump and propelled to give a sufficiently turbulent flow periodically through the illuminated part and the dark part of the photobioreactor. Microalgal density was determined daily using a Spectrophotometer. Spectrophotometric determinations of biomass were periodically verified by dry cell weight measurements. Results suggest that the optimal NaNO3 concentration for cell growth in the reactor was around 7.5 g l-1, yielding maximum biomass of 2.09 g l-1 on day 16. This was a significant 2.2 fold increase in biomass (p < 0.005) when compared to results achieved at the lowest NaNO3 cycle (of 3.8 g l-1), which yielded a biomass value of 0.95 g l-1 at an OD of 1.178. Lipid accumulation experiments revealed that the microalga did not accumulate significant amounts of lipids when NaNO3 concentrations in the reactor were beyond 1.5 g l-1 (p > 0.005). The largest lipid fraction occurred when the NaNO3 concentration in the medium was 0.5 g l-1. Results suggest that the optimal trade-off between maximising biomass and lipid content occurs at 0.9 g l-1 NaNO3 among the tested conditions within the photobioreactor. Gas chromatograms showed that even though a greater number of known lipids were produced in Run 8, the total lipid percentage was much lower when compared to Runs 9-13. For maximal biomass and lipid from C. vulgaris, it is therefore crucial to optimise nutritional parameters such as NaNO3. However, suitable growth conditions for C. vulgaris in a tubular photobioreactor calls for innovative technological breakthroughs and therefore work is ongoing globally to address this.
Najm, Yasmeen Hani Kamal. "Photosynthetic Oxygenation and Nutrient Utilization by Chlorella vulgaris in a Hybrid Membrane Bioreactor and Algal Membrane Photobioreactor System." Diss., 2019. http://hdl.handle.net/10754/660265.
Повний текст джерелаGonzález, Camejo Josué. "Assessment of the flat-pannel membrane photobioreactor technology for wastewater treatment: Outdoor application to treat the effluent of an anaerobic membrane bioreactor." Doctoral thesis, 2020. http://hdl.handle.net/10251/133056.
Повний текст джерела[CAT] La combinació de reactors anaerobis de membranes (AnMBRs) amb el cultiu de microalgues en un fotobioreactor de membranes (MPBR) apareix com una opció ideal dins el marc de tecnologies sostenibles per a la depuració d'aigües residuals. Amb aquesta combinació de tecnologies, es pot obtenir biogàs a partir de la matèria orgànica present en l'aigua residual, mentre que els nutrients de l'efluent de AnMBR es recuperen amb la biomassa algal. A més, la tecnologia de membranes permet obtenir un efluent net i apte per a la seua reutilització. Estudis previs han demostrat la capacitat d'un cultiu de microalgues per recuperar els nutrients presents en l'efluent d'un sistema AnMBR a escala laboratori. No obstant això, el trasllat d'aquesta tecnologia de condicions controlades de laboratori a condicions ambientals variables pot suposar una limitació en la seua aplicació industrial. Aquest treball consisteix en l'avaluació del procés de cultiu de microalgues en una planta pilot MPBR alimentada amb l'efluent d'un sistema AnMBR. Per a això s'han avaluat les condicions òptimes d'operació de la planta, tenint en compte tant el procés biològic de microalgues com la velocitat d'embrutiment de les membranes. També s'ha estudiat l'efecte d'altres paràmetres que influeixen en el procés, com la intensitat de llum aplicada als fotobioreactors (PBRs), temperatura, concentració de matèria orgànica, presència d'altres organismes, etc .; així com el pes específic de cada paràmetre dins del procés. Un altre objectiu consisteix en la recerca de nous paràmetres de control del procés que facilitin l'operació en continu del sistema. El sistema MPBR utilitzat en aquest estudi es va mostrar capaç de tractar un efluent de AnMBR, complint amb els límits legals d'abocament. No obstant això, aquesta operació es va aconseguir únicament quan es complien una sèrie de condicions: i) El gruix dels fotobioreactors era estret (10 cm). ii) Les condicions d'operació (BRT i HRT) es mantenien dins del rang adequat. iii) La temperatura es mantenia habitualment baix del límit màxim de 30 ºC. iv) No existia acumulació de nitrit. v) La font principal de nitrogen era amoni. vi) La matèria orgànica present en el cultiu no era excessiva.
[EN] The combination of anaerobic membrane reactors (AnMBRs) and microalgae membrane photobioreactor (MPBR) appears as an ideal option within the framework of sustainable technologies for wastewater treatment. This combination enables to produce biogas from the organic matter present in wastewater, while the nutrient content of the AnMBR effluent can be recovered from microalgae biomass. In addition, membrane technology allows obtaining a water effluent which can be suitable for reclamation. Previous studies have proved the capability of a microalgae culture to recover the nutrients present in AnMBR effluent at lab scale. However, up-scaling from controlled lab conditions to varying outdoor conditions could limit the industrial applications of this technology. This study consists of the assessment of a microalgae culture in an MPBR pilot plant fed by effluent of an AnMBR system. For this, optimal operating conditions of the MPBR plant were evaluated, considering both the microalgae biological process and the membrane fouling rate. The effect of other parameters that have an influence on the process such as light intensity applied to the photobioreactors (PBRs), temperature, organic matter concentration, presence of other organisms, etc., was also studied; as well as the specific weight of each parameter on the process. Another goal consisted of finding new controlling parameters that ease the continuous operation of the system. The MPBR system used in this study showed appeared to be capable of treating AnMBR effluent, successfully accomplishing legal discharge limits. However, this was only achieved when the following conditions were reached: i) PBR light path was as narrow as 10 cm. ii) Operating conditions (BRT and HRT) were in the appropriate range. iii) Temperature was under the máximum limit of around 30 ºC. iv) Nitrite was not accumulated. v) Ammonium was the main nitrogen source. vi) Organic matter concentration in the culture was not high.
González Camejo, J. (2019). Assessment of the flat-pannel membrane photobioreactor technology for wastewater treatment: Outdoor application to treat the effluent of an anaerobic membrane bioreactor [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/133056
TESIS
Murphy, Thomas Eugene. "Artificial Leaf for Biofuel Production and Harvesting: Transport Phenomena and Energy Conversion." 2013. http://hdl.handle.net/2152/21581.
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