Advanced

Selecting and isolating an indigenous microalgal strain for wastewater treatment and biomass feedstock production in tubular photobioreactors

Knutsson, Gustav (2011) BIOM21 20102
Degree Projects in Biology
Abstract
Abstract

A few local microalgae was isolated and cultivated in vertical column with artificial
lighting in 12 h light cycles in wastewater at the local wastewater treatment plant. The growth
of the algae strains was observed and the fastest growing (Scenedesmus sp.) was subsequently
cultivated outdoors under natural sunlight. pH controlled CO2 input resulted in up to twice as
high biomass production during the production peak compared to treatments with no extra
CO2 supply. The highest specific growth rate was 0.57 grams L-1 day-1. The nutrient removal
by the algae was also investigated. During batch-cultures, over 99% of the phosphate and
ammonium and over 75% nitrate was removed by the algae. More importantly, at the end of
... (More)
Abstract

A few local microalgae was isolated and cultivated in vertical column with artificial
lighting in 12 h light cycles in wastewater at the local wastewater treatment plant. The growth
of the algae strains was observed and the fastest growing (Scenedesmus sp.) was subsequently
cultivated outdoors under natural sunlight. pH controlled CO2 input resulted in up to twice as
high biomass production during the production peak compared to treatments with no extra
CO2 supply. The highest specific growth rate was 0.57 grams L-1 day-1. The nutrient removal
by the algae was also investigated. During batch-cultures, over 99% of the phosphate and
ammonium and over 75% nitrate was removed by the algae. More importantly, at the end of
the growth period concentrations of these nutrients were well below the effluent limits set by
the county administrative board. (Less)
Abstract (Swedish)
Inhemsk mikroalg skapar hållbarhet genom kombination av produktion och vattenrening

Genom att använda snabbväxande mikroalger i avloppsvatten för produktion av biomassa har vattnet renats och det enda som tillsätts är solljus och koldioxid. Denna metod möjliggör hållbar produktion av en rad produkter, däribland biobränslen, samtidigt som samhällstjänster såsom vatten- och luftrening utförs på köpet.

Stora mängder vatten från hushåll, industri eller jordbruk slutar som avloppsvatten som förorenar omgivningen, orsakar övergödning och utgör en potentiell hälsofara för människor. Näringsämnen såsom ammonium, nitrat och fosfat har angivits som den största orsaken till övergödning och det är av största vikt att dessa avlägsnas. Samtidigt... (More)
Inhemsk mikroalg skapar hållbarhet genom kombination av produktion och vattenrening

Genom att använda snabbväxande mikroalger i avloppsvatten för produktion av biomassa har vattnet renats och det enda som tillsätts är solljus och koldioxid. Denna metod möjliggör hållbar produktion av en rad produkter, däribland biobränslen, samtidigt som samhällstjänster såsom vatten- och luftrening utförs på köpet.

Stora mängder vatten från hushåll, industri eller jordbruk slutar som avloppsvatten som förorenar omgivningen, orsakar övergödning och utgör en potentiell hälsofara för människor. Näringsämnen såsom ammonium, nitrat och fosfat har angivits som den största orsaken till övergödning och det är av största vikt att dessa avlägsnas. Samtidigt är den stora mängd koldioxid som släpps ut i atmosfären en orsak till den globala uppvärmningen. Dessa två faktorer anses idag vara bland de största miljöhoten vi står inför.

Mikroalger är encelliga organismer och utgör en komplex grupp som inte delar ett genensamt evolutionärt ursprung. De lever i nästan alla typer av vatten på planeten och konsumerar stora mängder näring och koldioxid i sin tillväxt. Jämfört med landbaserade grödor som raps eller majs är tillväxten hos mikroalger överlägsen och kan även producera en mängd värdefulla ämnen som kan utvinnas och användas som läkemedel, kosttillskott, livsmedel, foder, bränsle och mycket annat.

I denna studie isolerades flera mikroalger från vattendrag i södra Sverige. Efter tester med kontrollerade förhållanden valdes en stam från släktet Scenedesmus för tester under mer naturliga förhållanden. Odlingarna skedde i så kallade fotobioreaktorer som är slutna system bestående av vertikala tuber av mjukplast som håller fem liter vätska. Från botten bubblas luft för omrörning och bortförsel av syre. Till hälften av odlingarna tillfördes även koldioxid för att maximera tillväxten.

Näringsanalyser visade att vattnet, efter algernas rening, gott och väl uppfyllde de krav som ställs på vattenreningsverk, dessutom upptäcktes stor bakteriedödande potential hos algerna. Studien visade en mycket hög produktion som ytterligare fördubblades genom tillförsel av koldioxid. I förlängningen kan avgaser från industri utgöra koldioxidkälla så att de två samhällstjänsterna kombineras och skapar en hållbar produktion av exempelvis biobränslen.

Handledare: Tony Fagerberg
Examensarbete för masterexamen 30 hp i Marinbiologi 2010
Biologiska institutionen, Lunds universitet (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Knutsson, Gustav
supervisor
organization
course
BIOM21 20102
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
language
English
id
3563635
date added to LUP
2013-03-12 16:27:06
date last changed
2013-03-12 16:27:06
@misc{3563635,
  abstract     = {Abstract

A few local microalgae was isolated and cultivated in vertical column with artificial
lighting in 12 h light cycles in wastewater at the local wastewater treatment plant. The growth
of the algae strains was observed and the fastest growing (Scenedesmus sp.) was subsequently
cultivated outdoors under natural sunlight. pH controlled CO2 input resulted in up to twice as
high biomass production during the production peak compared to treatments with no extra
CO2 supply. The highest specific growth rate was 0.57 grams L-1 day-1. The nutrient removal
by the algae was also investigated. During batch-cultures, over 99% of the phosphate and
ammonium and over 75% nitrate was removed by the algae. More importantly, at the end of
the growth period concentrations of these nutrients were well below the effluent limits set by
the county administrative board.},
  author       = {Knutsson, Gustav},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Selecting and isolating an indigenous microalgal strain for wastewater treatment and biomass feedstock production in tubular photobioreactors},
  year         = {2011},
}