Энергоэффективные очистные сооружения

Содержание
1. Микроводоросли для биодизельного топлива 2. Культивирование биомассы микроводорослей 3. Сточные воды для культивирования микроводорослей 4. Схема культивирования микроводорослей 5. Характеристики сточных вод 6. Технологические схемы очистки сточных вод 7. Производительность по биомассе 8. Список литературы

Микроводоросли для биодизельного топлива

Микроводоросли являются своего рода клеточной фабрикой, преобразующей путем фотосинтеза диоксид углерода в биотопливо, пищевые продукты и биоактивные добавки. Кроме этого, микроводоросли, представляющие собой фотосинтезирующие микроорганизмы (фототрофы), могут найти применение в процессах биоремедиации сточных вод.

Биомасса микроводорослей, в которой фиксируется содержащийся в субстрате азот, может найти применение в качестве удобрений.

Потенциал микроводорослей в качестве сырья для получения биодизельного топлива

Микроводоросли позволяют получить несколько видов возобновляемого биотоплива. К таковым относятся метан, выделяющийся при анаэробном сбраживании биомассы микроводорослей, биодизельное топливо из жиров, содержащихся в микроводорослях, и получаемый в фотобиологическом процессе биоводород.

В принципе, идея использования микроводорослей в качестве энергетического сырья не нова, но лишь в настоящее время стала актуальной из-за прогнозируемого дефицита и высокой стоимости нефтепродуктов, а также проблемы глобального потепления в результате сжигания ископаемых видов топлива [1].

В настоящее время биодизельное топливо производят из растительных и животных масел. Это проверенный вид топлива, технология его производства и использования известна уже около 60 лет. В США биодизельное топливо производят главным образом из соевых бобов. Другими источниками биодизельного топлива являются масло канола, животный жир, пальмовое и кукурузное масло, отходы кулинарного жира.

По оценкам для замены всего моторного топлива в США потребуется 0,53 млрд м3 биодизельного топлива ежегодно. Перечисленные виды сырья не могут обеспечить такой объем производства. Во всяком случае для выращивания биомассы на их основе потребуются нереально большие земельные площади [2].

Табл. 1. Сравнительные данные по источникам биодизельного топлива в США
Культура для производства маслаВыход масла, л/гаНеобходимая земельная площадь, млн гаПроцент от существующих с/х площадей в США
Кукуруза1721540846
Соевые бобы446594326
Канола1190223122
Кокосовое масло26899954
Пальмовое масло59504524
Ятрофа189214077
Микроводоросли?13690021,1
Микроводоросли?587004,52,5

Вместе с тем из данных Табл. 1 следует, что микроводоросли являются единственным источником биодизельного топлива, обладающим потенциалом полной замены ископаемых видов топлива в США. В отличие от прочих культур микроводоросли растут чрезвычайно быстро и удваивают биомассу за 24 часа. Содержание масла в пределах 20-50% характерно для многих видов водорослей (Табл. 2).

Некоторые их виды содержат до 80% масла. В зависимости от вида микроводоросли содержат различные типы липидов, углеводородов и сложных масел [2].

Табл. 2. Содержание масла в некоторых видах водорослей
МикроводорослиСодержание масла (% от сухого веса)
Botryococcus braunii25-75
Chlorella sp.28-32
Crypthecodinium cohnii20
Cylindrotheca sp.16-37
Dunaliella primolecta23
Isochrysis sp.25-33
Monallanthus salina>20
Nannochloris sp.20-35
Nanochloropsis sp.31-68
Neochloris oleoabundans35-54
Nitzschia sp.45-47
Phaeodactylum tricornutum20-30
Schizochytrium sp.50-77
Tetraselmis sueica15-23

Аавтор статьи: Кофман Владимир Яковлевич