Integrating microalgae in wastewater treatment
(2024) In TVVR 5000 VVRM05 20241Division of Water Resources Engineering
- Abstract
- With the growing need for sustainable wastewater management solutions, this master's thesis explored the use of microalgae, specifically Chlorella vulgaris, in the treatment of anaerobically digested black water (AnBW). The study assessed the viability of using AnBW as a growth medium for microalgae to recover nutrients and produce biomass. Through controlled laboratory experiments, the effects of different dilutions of AnBW, CO2 enrichment, and the necessity of adding trace elements on the growth and nutrient uptake efficiency of Chlorella vulgaris were investigated. These findings suggest that by utilising this waste stream, microalgae could substantially decrease the nutrient load on wastewater treatment plants while providing a... (More)
- With the growing need for sustainable wastewater management solutions, this master's thesis explored the use of microalgae, specifically Chlorella vulgaris, in the treatment of anaerobically digested black water (AnBW). The study assessed the viability of using AnBW as a growth medium for microalgae to recover nutrients and produce biomass. Through controlled laboratory experiments, the effects of different dilutions of AnBW, CO2 enrichment, and the necessity of adding trace elements on the growth and nutrient uptake efficiency of Chlorella vulgaris were investigated. These findings suggest that by utilising this waste stream, microalgae could substantially decrease the nutrient load on wastewater treatment plants while providing a sustainable source of biomass for various applications. An external input of carbon, such as CO2, is essential for growth while the addition of trace elements needs to be investigated further, although results indicate an overall improvement of the performance specifically in phosphorus reduction. The study highlights the potential of integrating microalgal treatment in wastewater management to promote sustainability and resource recovery. Future research should focus on harvesting the biomass, scaling up the process, and exploring the economic viability of large-scale applications. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Grönare avloppshantering med mikroalger
I ett förändrat klimat ställs allt större krav på cirkulära lösningar. Från att ha varit ett kostsamt samhällsproblem, börjar avloppsvatten nu ses som en resurs som kan hjälpa till att minska människans avtryck på planeten. Men även som en resurs som kan generera inkomst för VA-bolag, och samtidigt minska kostnader för algindustrin. Det här examensarbetet undersöker hur mikroalger kan användas för att behandla anaerobt rötat svartvatten (AnBW) samtidigt som värdefull biomassa produceras för fortsatt förädling.
AnBW är en sidoström av avloppsvatten som bildas när svartvatten (toalettvatten) rötas till biogas och sen avvattnas. Detta vatten är rikt på de näringsämnen som mikroalger behöver för... (More) - Grönare avloppshantering med mikroalger
I ett förändrat klimat ställs allt större krav på cirkulära lösningar. Från att ha varit ett kostsamt samhällsproblem, börjar avloppsvatten nu ses som en resurs som kan hjälpa till att minska människans avtryck på planeten. Men även som en resurs som kan generera inkomst för VA-bolag, och samtidigt minska kostnader för algindustrin. Det här examensarbetet undersöker hur mikroalger kan användas för att behandla anaerobt rötat svartvatten (AnBW) samtidigt som värdefull biomassa produceras för fortsatt förädling.
AnBW är en sidoström av avloppsvatten som bildas när svartvatten (toalettvatten) rötas till biogas och sen avvattnas. Detta vatten är rikt på de näringsämnen som mikroalger behöver för att växa, och skulle kunna ersätta de dyra syntetiska odlingsmedier som idag används för att producera biomassa från mikroalger. I förhållande till resterande avloppsströmmar är den till volymen liten, men står för en betydande del av näringsbelastningen då den oftast återförs till inloppet av reningsverket. Genom riktad behandling till denna avloppsström kan synergistiska effekter hittas i minskad belastning på reningsverk och minskade kostnader för algproducenter. Men var finns AnBW? Även om svartvatten produceras i världens alla hörn, blandas det oftast med andra avloppsströmmar, såsom duschvatten, regnvatten, och industrivatten innan det når avloppsreningsverket. I Helsingborg ligger RecoLab, en utvecklingsanläggning som källsorterar avloppsvattnet i det nya bostadsområdet H+, vilket ger ett rent inflöde av svartvatten till reningsverket. Men även på tåg, flygplan, och campingplatser finns möjlighet att samla in svartvatten som resurs.
Genom kontrollerade laboratorieförsök har den här studien undersökt effekterna av olika utspädningar av AnBW, berikning med koldioxid, och behovet av att tillsätta spårämnen för att optimera tillväxten och näringsreduktionen hos mikroalgen Chlorella vulgaris. Resultaten visar att genom att utnyttja denna avloppsström kan mikroalger avsevärt minska näringsbelastningen på reningsverk, samtidigt som biomassa kan produceras i samma omfattning som med syntetiskt odlingsmedium. För att implementeras i stor skala behöver framtida forskning räta ut ett antal frågetecken. Men det här arbetet understryker den potential som finns i att integrera mikroalger i rening av avloppsvatten, vilket skulle kunna vara en viktig pusselbit i övergången till en grönare och mer cirkulär avloppshantering. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9169686
- author
- Östlund, Adrian LU
- supervisor
-
- Jing Li LU
- organization
- course
- VVRM05 20241
- year
- 2024
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- keywords
- Microalgae, Anaerobically digested black water, Chlorella vulgaris, wastewater treatment, nutrient recovery, trace elements
- publication/series
- TVVR 5000
- report number
- TVVR-24/5009
- ISSN
- 1101-9824
- language
- English
- additional info
- Examiner; Kenneth M. Persson
- id
- 9169686
- date added to LUP
- 2024-08-22 08:07:00
- date last changed
- 2024-08-22 08:07:00
@misc{9169686,
abstract = {{With the growing need for sustainable wastewater management solutions, this master's thesis explored the use of microalgae, specifically Chlorella vulgaris, in the treatment of anaerobically digested black water (AnBW). The study assessed the viability of using AnBW as a growth medium for microalgae to recover nutrients and produce biomass. Through controlled laboratory experiments, the effects of different dilutions of AnBW, CO2 enrichment, and the necessity of adding trace elements on the growth and nutrient uptake efficiency of Chlorella vulgaris were investigated. These findings suggest that by utilising this waste stream, microalgae could substantially decrease the nutrient load on wastewater treatment plants while providing a sustainable source of biomass for various applications. An external input of carbon, such as CO2, is essential for growth while the addition of trace elements needs to be investigated further, although results indicate an overall improvement of the performance specifically in phosphorus reduction. The study highlights the potential of integrating microalgal treatment in wastewater management to promote sustainability and resource recovery. Future research should focus on harvesting the biomass, scaling up the process, and exploring the economic viability of large-scale applications.}},
author = {{Östlund, Adrian}},
issn = {{1101-9824}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
series = {{TVVR 5000}},
title = {{Integrating microalgae in wastewater treatment}},
year = {{2024}},
}