La comparación de la escala en un sistema de reactor fotosintética de las algas Saneamiento de Aguas Residuales

Resumen

Una metodología experimental se presenta para comparar el rendimiento de los pequeños (100 L) y grandes (1,000 L) escala reactores diseñados para la remediación de las algas de las aguas residuales vertedero. Características del sistema, incluyendo el área de superficie a volumen, tiempo de retención, la densidad de la biomasa, y concentraciones de alimentación de aguas residuales, se pueden ajustar sobre la base de aplicación.

Resumen

Una metodología experimental se presenta para comparar el rendimiento de dos reactores de tamaño diferentes, diseñados para el tratamiento de aguas residuales. En este estudio, la eliminación de amoniaco, la eliminación de nitrógeno y el crecimiento de las algas se comparan durante un período de 8 semanas en conjuntos emparejados de los pequeños (100 l) y grandes (1.000 L) reactores diseñados para la remediación de las algas de las aguas residuales vertedero. El contenido de los pequeños y grandes reactores a escala se mezclaron antes del inicio de cada intervalo de pruebas semanales para mantener las condiciones iniciales equivalentes a través de los dos escalas. Características del sistema, incluyendo el área de superficie a volumen, tiempo de retención, la densidad de la biomasa, y concentraciones de alimentación de aguas residuales, se pueden ajustar para igualar mejor las condiciones que ocurren en ambas escalas. Durante el corto 8-semanas período de tiempo representativo, amoniaco de partida y las concentraciones totales de nitrógeno varió desde 3,1 hasta 14 mg NH ₃ -N / L, y 8,1 a 20,1 mg N / L, respectivamente. El rendimiento del sistema de tratamiento se evalúa en función desu capacidad para eliminar el amoníaco y nitrógeno total y para producir biomasa de algas. La media ± desviación estándar de eliminación de amoniaco, la eliminación de nitrógeno total y las tasas de crecimiento de biomasa fueron de 0,95 ± 0,3 mg _NH3-N / l / día, 0,89 ± 0,3 mg N / L / día, y 0,02 ± 0,03 g de biomasa / L / día, respectivamente. Todos los buques mostraron una relación positiva entre la tasa inicial de eliminación concentración de amoníaco y el amoníaco ^(R2 = 0,76). Comparación de la eficacia de los procesos y los valores de producción medidos en los reactores de diferente escala puede ser útil en la determinación de si los datos experimental a escala de laboratorio es apropiado para la predicción de los valores de producción a escala comercial.

Introducción

La traducción de los datos a escala de banco para aplicaciones de mayor escala es un paso clave en la comercialización de bioprocesos. Eficiencia de la producción en sistemas de reactor de pequeña escala, particularmente las que se centran en el uso de microorganismos, se ha demostrado que constantemente durante predecir la eficiencia que se producen en los sistemas a escala comercial ^{1, 2, 3, 4.} También existen desafíos en la expansión del cultivo de fotosíntesis de las algas y cianobacterias desde la escala de laboratorio a los sistemas m....

Protocolo

1. Configuración del Sistema

Nota: Un "sistema emparejado" se refiere a un tanque de acuario y un estanque de la pista de rodadura, se ejecutan en paralelo.

1. Para un sistema emparejado, utilice uno tanques de 100 L acuarios (TA), con un mezclador superior de la vasija pequeña escala, y un estanque de la pista de rodadura de 1.000 L (GTR), con un mezclador de rueda de paletas para el buque a gran escala. Los buques utilizados en este sistema se representan en la Figura 1.
2. Inocular a todos los buques con el mismo cultivo de algas. Utilice una alta densidad de la inoculación, lo que resulta en una densidad final de no menos d....

Resultados

El objetivo de este estudio es comparar el crecimiento de la biomasa y la capacidad para la eliminación de nutrientes de los cultivos de algas que crecen en los reactores de pequeña y gran escala. Este estudio utiliza dos sistemas emparejados, conocidos como Sistema 1 y 2, Sistema de duplicar sus hallazgos. Estos resultados son representativos de un período de 8 semanas, de febrero a abril de 2016. El primer estanque pista de rodadura se inoculó con algas procedentes originalmente de un .......

Discusión

Rendimiento de sistema:

En el transcurso de un estudio de 8 semanas, se comparó la productividad de las embarcaciones de pequeña y gran escala en un sistema. En este nitrógeno estudio y tasas de eliminación de amoníaco y las tasas de crecimiento de la biomasa se utilizaron como medidas de la productividad del sistema de tratamiento. El sistema se hizo funcionar como un reactor semi-discontinuo, donde cada semana se hizo funcionar en condiciones discretas. Los resultados representativos represen.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Tanque			Se puede utilizar cualquier tanque de acuario de 100+ L con vidrio ópticamente transparente
RW 3.5	MicroBio Engineering		Raceway Pond
Eurostar 100 digital	IKA	4238101	Mezcladores aéreos
Lexiviados	Sandtown
Nalgene			Plástico o vidrio, grado de laboratorio, 125-200
Bombas de transferencia de			tipo jardín con mangueras de calidad de agua potable será adecuada
AmVer Salicylate Test 'N Tube	Hach	2606945	High Range Ammonia
Tests NitraVer X Nitrogen - Conjunto de reactivos de nitrato	de	nitrato de alto rango	2605345 Hach
NitriVer 2 Almohadillas de polvo de reactivo de nitrito	Hach	2107569	Pruebas de nitrito de alto rango
Hach DR2400 Spectrophotmeter	Hach		El DR2400 fue descontinuado, pero cualquier espectrofotómetro Hach de la serie DR se puede utilizar en esta aplicación.
Filtros de membrana para análisis microbiológico EMD	Millipore	HAWG047S6	0.45 µ Filtros M

de acuario Botellas de muestreo de vertedero mL La bomba de Pruebas