Summary
En experimentell metod presenteras för att jämföra prestandan hos små (100 L) och stora (1000 L) skala reaktorer utformade för alger sanering av deponier avloppsvatten. Systemegenskaper, inklusive yta till volym, uppehållstid, biomassadensitet, och avloppsvatten foder koncentrationer kan justeras baserat på ansökan.
Abstract
En experimentell metod presenteras för att jämföra resultatet för två olika stora reaktorer avsedda för rening av avloppsvatten. I denna studie är ammoniak bort, kväverening och algtillväxt jämfört under en 8-veckors period i parade uppsättningar av små (100 L) och stora (1000 L) reaktorer utformade för alger sanering av deponier avloppsvatten. Innehållet i de små och storskaliga reaktorer blandades före början av varje vecka testa intervall för att bibehålla motsvarande initiala förhållanden över de två skalor. Systemegenskaper, inklusive yta till volym, uppehållstid, biomassadensitet, och avloppsvatten foder koncentrationer kan justeras för att bättre utjämna förhållanden förekommer på båda skalorna. Under den korta åtta veckor representativ tidsperiod, börjar ammoniak och totalkvävehalterna varierade från 3,1 till 14 mg NH3-N / L och 8,1 till 20,1 mg N / L, respektive. Utförandet av behandlingssystemet utvärderades baserat pådess förmåga att avlägsna ammoniak och totalt kväve och att producera algbiomassa. Medelvärde ± standardavvikelse av ammoniak avlägsnande, fullständigt avlägsnande av kväve och biomassatillväxthastigheter var 0,95 ± 0,3 mg NH3-N / l / dag, 0,89 ± 0,3 mg N / l / dag, och 0,02 ± 0,03 g biomassa / l / dag, respektive. Alla fartyg visade ett positivt samband mellan den initiala ammoniakkoncentrationen och ammoniak avverkning (R2 = 0,76). Jämförelse av processeffektivitet och produktions värden som uppmätts i reaktorer av annan skala kan vara användbara vid bestämning av om lab-skala experimentella data är lämpliga för prediktion av kommersiell skala produktionsvärden.
Introduction
Översättning av bänkskaledata till storskaliga tillämpningar är ett viktigt steg i kommersialiseringen av bioprocesser. Produktionseffektivitet i småskaliga reaktorsystem, särskilt de som fokuserar på användningen av mikroorganismer, har visat sig konsekvent över förutsäga effektiviteten som förekommer i kommersiell skala system 1, 2, 3, 4. Utmaningar finns också i skala upp foto odling av alger och cyanobakterier från laboratorieskala till större system i syfte att tillverka värdefulla produkter, såsom kosmetika och läkemedel, för produktion av biobränslen, och för behandling av avloppsvatten. Efterfrågan på storskalig produktion algbiomassan växer med den framväxande industrin för alger i biobränsle, läkemedel / nutraceuticals, och djurfoder 5. Den metod som beskrivs idetta manuskript syftar till att utvärdera inverkan av ökande skala av en fotosyntetisk reaktorsystem på tillväxt av biomassa hastighet och avlägsnande av näringsämnen. Systemet presenteras här använder alger att sanera lakvatten avloppsvatten men kan anpassas för en mängd olika tillämpningar.
Produktionseffektivitet av storskaliga system ofta förutsägas med hjälp av mindre skaleförsök; dock måste flera faktorer beaktas för att bestämma riktigheten av dessa påståenden, då skala har visat sig påverka prestanda för bioprocesser. Till exempel, Junker (2004) presenterade resultat från en jämförelse mellan åtta olika storlekar jäsningsreaktorer, som sträcker sig från 30 L till 19.000 L, som visade att den faktiska produktiviteten i pilot- eller kommersiella skalor var nästan alltid lägre än de värden förutsägas med hjälp små -Scale studier 4. Skillnader i kärlet dimension, blanda makt, agitation typ, näringskvalitet, och gasöverföring förutsågs att varaviktigaste orsakerna till den minskade produktiviteten fyra. På samma sätt har det visat sig i algtillväxt reaktorer att tillväxten av biomassa och biomassa relaterade produkter är nästan alltid reduceras när skala ökar 6.
Biologiska, fysikaliska och kemiska faktorer förändras med storleken på en reaktor, med många av dessa faktorer som påverkar mikrobiell aktivitet vid små skalor annorlunda än på större skala 2, 7. Eftersom de flesta fullskalesystem för alger, såsom löpbanor dammar, existerar utomhus, är en biologisk faktor att beakta att mikrobiella arter och bakteriofager kan införas från den omgivande miljön, vilka kan ändra de mikrobiella arter närvarande och således den mikrobiella funktion av systemet. Aktiviteten av den mikrobiella miljön kommer också att vara känslig för miljöfaktorer, såsom ljus och temperatur. Mass överföring av gaser och flytande rörelser ärexempel på fysiska faktorer som påverkas i skala upp av mikrobiella processer. Att uppnå perfekt blandning i små reaktorer är lätt; Men med ökande skala, blir det en utmaning att konstruera ideala blandningsförhållanden. Vid större skalor, reaktorer är mer benägna att ha döda zoner, icke-ideal blandning och minskad effektivitet i massöverföring 2. Eftersom alger är fotosyntetiska organismer, måste kommersiell tillväxt hänsyn till förändringar i ljusexponering på grund av förändringar i vattendjup och yta när ökande volym. Hög biomassadensitet och / eller låga överföringshastigheter massa kan orsaka minskad CO 2 koncentrationer och ökade O 2 halter, vilka båda kan leda till tillväxthämning biomassa 8. Kemiska faktorer i ett algtillväxt systemet drivs av pH dynamik vattenmiljön 2, vilket följaktligen påverkas av förändringar i pH-buffrande föreningar, såsom löst CO
Denna studie visar en parad reaktorsystem som syftar till att reglera och jämföra tillväxtbetingelser i kärl av två olika skalor. Experimentprotokollet fokuserar på att kvantifiera lakvatten behandling och algtillväxt; dock kan det anpassas för att övervaka andra mätvärden såsom förändringar i den mikrobiella miljön över tiden eller CO2 kvarstad potential alger. Protokollet som presenteras här är utformad för att utvärdera effekten av skalan på algtillväxt och avlägsnande av kväve i ett lakvatten behandlingssystemet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Systeminställningar
Notera: En 'parat system "hänför sig till ett akvarium tank och en löpbana damm, löpa parallellt.
- För ett parat systemet använder en 100 L akvarier tankar (AT), med en toppblandare för småskaliga fartyg, och ett 1000 L raceway damm (RWP), med ett skovelhjul blandare för storskalig fartyg. Fartyg som används i detta system är avbildad i Figur 1.
- Ympa alla fartyg med samma alger kultur. Använda en hög densitet av inokulationen, vilket ger en slutlig densitet av inte mindre än 0,1 g / L en gång utspädd till hela volymen i tanken eller dammen 10. Det kan ta en avsevärd tid (veckor till månader) att växa tillräckligt alger för detta steg.
- Använd obehandlat lakvatten som näringskälla. Använd lakvatten tas från en deponi som accepterar mestadels hushållsavfall och har låga halter av gifter. Kompositionsanalys för lakvattnet ska vara tillgänglig från deponin. Than mängd lakvatten som används i varje tank eller damm kan variera beroende på styrkan av avloppsvattnet, men slutliga ammoniakkoncentrationer bör mäta 5-75 mg NH3-N / L.
- Starta 100 L akvarier tank med en 60 L arbetsvolym, och löpbana damm med en 600 L arbetsvolym. Denna studie började med approximativt 1 L lakvatten i 59 L av vatten i akvarier tanken, och 10 L lakvatten i 590 liter vatten i löpbanan dammen. Öka koncentrationen av lakvatten som används under loppet av denna studie.
Figur 1. Exempel på ett akvarium och löpbana damm. Ett exempel på ett akvarium tank (A) och raceway sjö (B) visas. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
- Manövrera akvarier tanken och löpbana damm som semisatsreaktorer med hydrauliska retentionstider av tre veckor. Varje samplingsperioden omfattar en vecka.
- Ta en 125 ml prov från varje kärl. Detta är början av veckan provet. Testprov enligt provanalysprotokoll i avsnitten 3.1-3.3.
- Vid slutet av veckan, ta 125 ml prover från varje kärl för analys. Efter end-of-vecka prov har tagits, tömma hela volymen av akvariet i raceway dammen.
- Gång per vecka, pumpa hela volymen av akvariet tanken in raceway dammen.
- Ta bort en tredjedel av volymen (för en genomsnittlig hydraulisk uppehållstid av 3 veckor) från löpbanan dammen. Byt volym bort med vatten och obehandlat lakvatten.
- Överför ca 60 L från raceway dammen tillbaka till akvariet. Detta säkerställer att akvariet tank och raceway damm börjar med samma närings och biologiska förhållanden varje vecka.
- Ta 125 ml prover från alla fartyg för analys av startvillkoren för nästa vecka.
3. Provanalys
- Testa all början-of-the-veckan och end-of-the-veckan prover för ammoniak-N, nitrat-N, nitrit-N, och biomassadensitet.
- Mät biomassa med standard totalt suspenderat material (TSS) protokoll, ASTM-D5907, med hjälp av 0,45 um filter.
- Först väga ett filterpapper och sedan filtrera 20-40 mL prov med hjälp av en vakuumfiltreringssystem. Torka biomassa / filterpapper i en ugn vid 105 ° C under en timme, eller tills vikten av biomassan / filterpapperet inte längre förändras.
- Väg biomassa / filterpapper, och subtrahera den ursprungliga massan av filterpapper. Dividera denna massa med volymen filtrerades för att beräkna biomassadensiteten. Kördes i duplikat 11.
- Mäta ammoniak,nitrat och nitrit spektrofotometriskt med användning av en spektrofotometer.
- Använd 100 mikroliter av provet i kommersiella metoden kit för att bestämma ammoniakkoncentration. Hänvisa till tillverkarens protokoll.
- Använd 1 ml av provet i den kommersiella metoden kit för att bestämma nitrathalt. Hänvisa till tillverkarens protokoll.
- Använd 10 ml av provet i den kommersiella metoden kit för att bestämma nitrit koncentration. Hänvisa till tillverkarens protokoll.
- Övervaka miljöförhållanden (lufttemperatur, solstrålning, vindhastighet) med en kommersiell väderstation samt tank / damm förhållanden (vattentemperatur, pH, löst syre) med hjälp av kommersiella sonder och datalogger. Hänvisa till tillverkarens protokoll.
4. Statistisk analys av resultaten
- Ta reda på om de insamlade uppgifterna är statistiskt normala. Bestäm normalitet datamängden med hjälp av en QQ plot 12
- Bestämma korrelationer mellan parametrar med Pearson r eller Spearmans p för normala och icke-normala data, respektive 13. Korrelationsparametrar bör omfatta åtminstone följande parametrar: initial ammoniakkoncentration, initial total kvävekoncentration, initial biomassadensitet, ammoniak avverkning, totalkväve avverkning, biomassa tillväxt, och alla miljöförhållanden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Syftet med denna studie är att jämföra tillväxt biomassa och närsaltsreduktion kapacitet alger kulturer odlas i små och stora reaktorer. Denna studie använder två parade system, kallat System 1 och System 2, för att kopiera sina slutsatser. Dessa representativa resultat från en 8-veckorsperiod, februari till april, 2016. Den första löpbana dammen ympades med alger ursprungligen kommer från en utomhus damm i Philadelphia, PA 14. Denna kultur odlades till hög densitet i ett akvarium tank. Denna ympning resulterade i en biomassadensitet av 0,12 g / L i RWP. Efter 2,5 veckor, den andra löpbanan damm och akvarium ympas, vilket resulterar i att starta biomassa densiteter av cirka 0,18 g / L. Efter några veckor var alla ATS och RWPs blandas för en enhetlig biomassadensitet och mikrobiella populationen bland alla fartyg; regelbunden drift och övervakning började som beskrivs i ovan angivnaprotokoll.
Börjar och slutar parametrar mättes på en veckobasis som beskrivs i provanalyssektionen 15. Ursprungliga villkoren för biomassa, ammoniak och den totala kvävehalterna i alla fartyg varierade från 0,2 till 1,0 g / L, 3,1-14 mg NH3-N / L och 8,1 till 20,1 mg N / L, respektive. Medelvärdet och standardavvikelsen för borttagning och tillväxttakt som spelats in från varje fartyg presenteras i tabell 1. Dessa förhållanden gav biomassa tillväxt, och ammoniak och den totala kväverening som varierar från -0.04-0.07 g / l / dag, 0,39-1,61 mg N / l / dag, och 0,26-1,47 mg N / l / dag, respektive från alla fyra fartyg. Vecko kväverening priser och tillväxt biomassa priser från System 1 och System 2 kan ses i figur 2.
Figur2. Sammanfattning av produktiviteten under den representativa studieperioden. Ammoniak avverkningshastigheter (A), totalt kväverening priser (B), och tillväxt biomassa priser (C) presenteras i panelerna topp, mitten och botten, respektive. Resultat från systemet 1 presenteras till vänster, och systemet 2 till höger. Resultat från akvarier tankar och löpbanor dammar är representerade på alla grafer av X, och Δ, respektive. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Statistiska samband användes för att jämföra parametrar och identifiera eventuella trender. Inparametrar var: initial ammoniakkoncentration, initial nitratkoncentrationen, initial nitritkoncentration, initial total kvävekoncentration, startkoncentration av biomassa, ammoniak removal hastighet, nitrat avverkningsgrad, nitrit avverkningsgrad, totalkväve avverkning, biomassa tillväxt, vattentemperatur, pH. De insamlade uppgifterna inte var statistiskt normala så Spearmans rho, den nonparametric korrelation, användes. Den starkaste signifikant korrelation var mellan den initiala ammoniakkoncentrationen och ammoniak avverkning (ρ = 0,90). Trenden mellan initiala ammoniakkoncentrationen och ammoniaken borttagningshastigheten kan ses i fig 3.
Figur 3: Ammoniak flyt fo: keep-together.within-page = "1" l takt som en funktion av utgångsammoniakkoncentration. Data från alla fartyg över de representativa 8 veckor presenteras. Trendlinje R2 = 0,76. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
| Ammoniak avverkningshastighet (MGN / L) | Totalt kväverening Rate (MGN / L) | Biomassa Growth Rate (g biomassa / L) | |
| RWP 1 | 0,95 ± 0,36 | 0,79 ± 0,38 | 0,013 ± 0,029 |
| RWP 2 | 1,08 ± 0,30 | 1,01 ± 0,21 | 0,034 ± 0,036 |
| Akvariet en | 0,87 ± 0,23 | 0,803 ± 0,30 | 0,005 ± 0,028 |
| Akvariet 2 | 0,88 ± 0,33 | 0,94 ± 0,22 | 0,015 ± 0,019 |
Tabell 1. Medelvärde ± standardavvikelse av produktivitet i enskildakärl.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Systemets prestanda:
Under en 8-veckors studie, var produktiviteten hos små och stora fartyg i ett system jämförs. I denna studie kväve och ammoniak avverkningshastigheter och biomassa tillväxttakt användes som mått på produktiviteten i behandlingssystemet. Systemet drevs som en semi-satsvis reaktor, där varje vecka drevs under diskreta förhållanden. Representativa resultat redogöra för de första 8 veckorna av systemdriften, men en fullständig undersökning skulle sträcka sig mycket längre perioder för att ta hänsyn till säsongsvariation i miljöförhållanden.
Den metod som beskrivs ovan kräver att blanda den parade systemet (små och stora fartyg) tillsammans var 7 dagar. Därför skillnaden i produktivitet mellan de två skalorna under denna tidsperiod beror enbart på de olika villkoren i de två stora fartyg. Till exempel, om ljusexponering i en av reaktorerna är signifiligt mindre än i den andra, kommer biomassa tillväxttakten vara betydligt annorlunda. Döda zoner på grund av ofullständig blandning, dålig massöverföring, rörlig CO2 eller pH, tillsammans med några andra avvikande förhållanden mellan de båda skalorna kan orsaka skillnader i produktivitet för fartygen i de parade system.
Å andra sidan, om produktivitetsvärdena för de små och stora fartyg i varje system är lika, då är det troligt att den småskaliga fartyg skapar liknande tillväxtbetingelser som storskaliga fartyg eller några skillnader mellan de två olika skalade reaktorer påverkar produktiviteten försumbart. I denna situation skulle värdena från småskaliga systemet som kan vara representativa prediktorer för produktiviteten i ett fullskaligt system.
Behandlingskapaciteten av detta system utvärderades baserat på dess förmåga att avlägsna kväve. Statistiska samband mellan alla faktorer visade en stark, positiv correlation (ρ = 0,90) mellan utgångsammoniakkoncentrationen och ammoniaken avverkningshastighet. Samma positiv korrelation sågs i en tidigare studie i akvarier tankarna 14. Den positiva utvecklingen mellan ammoniak avverkning och utgångsammoniakkoncentrationen kan ses i figur 3, som innehåller data som samlats in från alla RWPs och ATS. De kväverening priser från de två fartygstyper kan jämföras för att identifiera skala specifika trender gång data har samlats in.
Variabla reaktorparameters:
Nyckelreaktorvariablerna inkluderar ytarea till volymförhållande och uppehållstid. Reaktorer drivas på ett semi-satsvis sätt, med en komplett blandning av små och stora kärl och 1/3 totala reaktorsystemet volymersättning var 7 dagar. Medan blandningsperioden i denna studie var en vecka, som anges i avsnitt 2.3, den här gången kan ändras beroende på tillväxten och Nutrient konsumtionshastigheterna för de fotosyntetiska kulturer, såväl som den slutliga användningen av det fullskaligt system. Den ytarea och volym-förhållande, som kan modifieras genom att ändra volym, kommer att påverka massöverföringshastigheten av gaser samt ljusexponering för fotosyntetiska organismer.
Volymerna från raceway damm och akvarium i varje system blandades i början av varje vecka för att säkerställa att startvillkoren, särskilt ympkulturen, i båda skalorna var lika. Den tid mellan att blanda de två fartygen kan modifieras baserat på ansökan. Eftersom de flesta alg är relativt långsamt växande mikroorganismer, är en vecka rekommenderas som den kortaste tid som ska användas. En längre tidsperiod mellan blandnings kan avslöja en viss variation av produktiviteten på grund av små skillnader i miljöförhållanden mellan de två skalorna. Alltför mycket tid mellan att blanda skalorna skulle göra det möjligt för den mikrobiellasamhällen att avvika betydligt, då jämförelsen mellan skalorna inte längre vara korrekt av reaktorbetingelser. Även när förlänga tiden mellan blandning av de två skalorna är det viktigt att slutföra flera repetitioner för att verifiera att någon skillnad (eller brist på skillnader) i produktivitet är betydande.
Den ytarea till volym-förhållande kan modifieras genom justering av arbetsvolymen. Detta förhållande påverkar massöverföringen av gaser in och ut ur kärlet, samt på mängden ljus som algerna är utsatt för. Beroende på vilken typ av fartyg, den ytarea till volymkvot (SA: V) och ljuset exponerade ytarea till volymkvot (LE-SA: V) kan vara olika. I denna studie väggarna i akvarier tankarna är transparenta, vilket gör att ljus i på alla sidor och genom toppen, medan gasöverföring inträffar bara genom vattenytan, vilket innebär att SA: V och LE-SA: V är olika. Men raceway dammar användsi denna studie har ogenomskinliga väggar, så SA: V och LE-SA: V är lika.
När fokus på uppskalning, ljuset exponerade yta och volym (LE-SA: V) förhållandet är viktigt 1, 7. En tät alger kultur kommer att resultera i minimal ljuspenetrering efter de första några centimeter vatten. Kontinuerlig blandning av en tät kultur och en hög LE-SA: V-förhållande kommer att öka den totala ljusexponering och bör resultera i högre produktionsutbyten. Kontinuerlig blandning kommer också medhjälpare i massöverföring av gaser. För att verifiera att den småskaliga fartyg förutspår exakt storskalig produktivitet en fullständig jämförande studie skulle behöva göras.
Reaktor begränsningar:
När du installerar och använder systemet för första gången finns det några saker som kan orsaka svårigheter. För det första är det mycket viktigt att ha åtminstone 0,1 g / L av alger biomassa i ett fartyg vid uppskalning. Omtätheten är för låg, det är mycket troligt att de ympade algerna kommer att dö ut snabbt 10. För det andra kan detta system hantera höga koncentrationer av ammoniak, men den ingående ammoniakkoncentrationen måste ökas långsamt under många veckor 14, 16, 17. I denna studie den ingående ammoniakkoncentrationen togs upp vid en mycket konservativ hastighet, en ungefärlig ökning med 10 MGN / L var 3 veckor. Slutligen är det viktigt samtidigt övervaka alla lösta kvävearter som de nitritkoncentrationerna hålls låga. Nitrit kan vara giftigt för alger och andra organismer vid höga koncentrationer 18. Om nitritkoncentrationer ökar över 150 mg N / L, sedan ytterligare volym bör tas bort och ersättas med vatten för att späda ut giftiga nitritkoncentrationer.
Potentiella tillämpningar:
Denna metodik kan tillämpas på verlikrikta riktigheten i indata som används för att simulera fullskaliga produktionsprocesser i livscykelanalyser (LCA) och teknisk-ekonomiska analyser (te) fullskaliga produktionssystem. Ofta tillväxt biomassa och näringsämnen konsumtion priser från småskaliga studier skattar förmågan hos en skalas upp systemet. Trots detta, den stora majoriteten av LCA och te använder ingångsvärden från småskaliga studier för att förutsäga fullskaliga produktionsvärden för sin uppskattning av fullskaliga teknik 19, 20, 21, 22, 23. Innan du använder resultaten från småskaliga studier på detta sätt bör det kontrolleras att dessa resultat är en bra representation av vad som kan förväntas från ett fullskaligt system. För närvarande finns det ingen standardiserad metod för insamling av uppgifter för prediktiva studier av storskaliga system. Den metod som presenteras härskulle kunna tillämpas som ett kontrollundersökning.
I denna studie var kväverening och tillväxt av biomassa används som mått för att bestämma effektiviteten av behandlingen. Systemet kan enkelt anpassas för andra program, inklusive andra avfallsflöden (inhemsk eller jordbruks avloppsvatten), övervakas för andra parametrar (BOD, heavy metal, patogen borttagning), observationer på förändringar i mikrobiella, eller ändras från en semi-satsreaktor till en kontinuerligt blandad reaktorsystemet. I någon av dessa applikationer det protokoll som beskrivs här kan användas för att utvärdera laboratorieskala och mer storskaliga system.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har ingenting att lämna ut.
Acknowledgments
Författarna vill tacka Sand deponering i Felton, DE för att dela sina kunskaper och lakvatten.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Aquarium Tank | Any 100+ L aquarium tank with optically clear glass can be used | ||
| RW 3.5 | MicroBio Engineering | Raceway Pond | |
| Eurostar 100 digital | IKA | 4238101 | Overhead mixers |
| Leachate | Sandtown Landfill | ||
| Sampling Bottles | Nalgene | Plastic or glass, lab grade, 125-200 mL | |
| Transfer Pumps | Garden type pump with drinking water quality hoses will be suitable | ||
| AmVer Salicylate Test 'N Tube | Hach | 2606945 | High Range Ammonia Tests |
| NitraVer X Nitrogen - Nitrate Reagent Set | Hach | 2605345 | High Range Nitrate Tests |
| NitriVer 2 Nitrite Reagent Powder Pillows | Hach | 2107569 | High Range Nitrite Tests |
| Hach DR2400 Spectrophotmeter | Hach | The DR2400 was discontinued, but any DR series Hach spectrophotometer can be used in this application. | |
| EMD Microbiological Analysis Membrane Filters | Millipore | HAWG047S6 | 0.45 µm filters |
References
- Janssen, M., Tramper, J., Mur, L. R., Wijffels, R. H. Enclosed outdoor photobioreactors: light regime, photosynthetic efficiency, scale-up, and future prospects. Biotechnol. Bioeng. 81 (2), 193-210 (2003).
- Takors, R. Scale-up of microbial processes: impacts, tools and open questions. J. Biotechnol. 160 (1), 3-9 (2012).
- Sauer, M., Porro, D., Mattanovich, D., Branduardi, P. Microbial production of organic acids: expanding the markets. Trends in Biotechnol. 26 (2), 100-108 (2008).
- Junker, B. H. Scale-up methodologies for Escherichia coli and yeast fermentation processes. J. Biosci. Bioeng. 97 (6), 347-364 (2004).
- Brennan, L., Owende, P. Biofuels from microalgae-a review of technologies for production, processing, and extractions of biofuels and co-products. Renewable Sustainable Energy Rev. 14 (2), 557-577 (2010).
- Van Den Hende, S., Beelen, V., Bore, G., Boon, N., Vervaeren, H. Up-scaling aquaculture wastewater treatment by microalgal bacterial flocs: from lab reactors to an outdoor raceway pond. Bioresour. Technol. 159, 342-354 (2014).
- Hewitt, C. J., Nienow, A. W. The Scale-Up of Microbial Batch and Fed-Batch Fermentation Processes. Adv Appl Microbiol. 62, 105-135 (2007).
- Downton, W., Bishop, D., Larkum, A., Osmond, C. Oxygen Inhibition of Photosynthetic Oxygen Evolution in Marine Plants. Funct Plant Biol. 3 (1), 73-79 (1976).
- Pholchan, M. K., Baptista, J. dC., Davenport, R. J., Curtis, T. P. Systematic study of the effect of operating variables on reactor performance and microbial diversity in laboratory-scale activated sludge reactors. Water Res. 44 (5), 1341-1352 (2010).
- Richmond, A. Handbook of microalgal culture: biotechnology and applied phycology. , John Wiley & Sons. (2008).
- Clesceri, L. S., et al. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. , American Public Health Association. (1998).
- Statistics for Macintosh v.23.0. , IBM Corp. Armonk, NY. (2015).
- Devore, J. L. Probability and Statistics for Engineering and the Sciences. , Cengage Learning. (2015).
- Sniffen, K. D., Sales, C. M., Olson, M. S. Nitrogen removal from raw landfill leachate by an algae-bacteria consortium. Water Sci. Technol. 73 (3), 479-485 (2015).
- Paerl, H. W., Fulton, R., Moisander, P. H., Dyble, J. Harmful freshwater algal blooms, with an emphasis on cyanobacteria. Scientific World J. 1, 76-113 (2001).
- Abeliovich, A., Azov, Y. Toxicity of Ammonia to Algae in Sewage Oxidation Ponds. Appl. Environ. Microbiol. 31 (6), 801-806 (1976).
- Azov, Y., Goldman, J. C. Free ammonia inhibition of algal photosynthesis in intensive cultures. Appl. Environ. Microbiol. 43 (4), 735-739 (1982).
- Adamsson, M., Dave, G., Forsberg, L., Guterstam, B. Toxicity identification evaluation of ammonia, nitrite and heavy metals at the Stensund Wastewater Aquaculture Plant, Sweden. Water Sci. Technol. 38 (3), 151-157 (1998).
- Quinn, J. C., Davis, R. The potentials and challenges of algae based biofuels: a review of the techno-economic, life cycle, and resource assessment modeling. Bioresour. Technol. 184, 444-452 (2015).
- Liu, X., et al. Pilot-scale data provide enhanced estimates of the life cycle energy and emissions profile of algae biofuels produced via hydrothermal liquefaction. Bioresour. Technol. 148, 163-171 (2013).
- Van Den Hende, S., et al. Treatment of industrial wastewaters by microalgal bacterial flocs in sequencing batch reactors. Bioresour. Technol. 161, 245-254 (2014).
- Rawat, I., Kumar, R. R., Mutanda, T., Bux, F. Biodiesel from microalgae: A critical evaluation from laboratory to large scale production. Appl. Energy. 103, 444-467 (2013).
- Cloern, J. E. The relative importance of light and nutrient limitation of phytoplankton growth: a simple index of coastal ecosystem sensitivity to nutrient enrichment. Aquat Ecol. 33 (1), 3-15 (1999).
