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अर्ध-औद्योगिक उच्च दर शैवाल तालाबों में एक माइक्रोएल्गे-बैक्टीरियल सिस्टम के उपयोग के माध्यम से बायोगैस शोधन

Published: March 22, 2024 doi: 10.3791/65968
Automatic Translation
1, 2, 1, 1
1Instituto de Ingeniería, Ciudad Universitaria, Universidad Nacional Autónoma de México, 2Granos y Servicios Integrales

Summary

वायु प्रदूषण सभी जीवों के जीवन की गुणवत्ता को प्रभावित करता है। यहां, हम बायोगैस के उपचार के लिए माइक्रोएल्गे जैव प्रौद्योगिकी के उपयोग का वर्णन करते हैं (कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन सल्फाइड को एक साथ हटाने) और अर्ध-औद्योगिक खुले उच्च दर वाले शैवाल तालाबों के माध्यम से बायोमीथेन का उत्पादन और उपचार दक्षता, पीएच, घुलित ऑक्सीजन और सूक्ष्मजीव विकास के बाद के विश्लेषण।

Abstract

हाल के वर्षों में, बायोगैस को बायोमीथेन में शुद्ध करने के लिए कई प्रौद्योगिकियां उभरी हैं। यह शुद्धिकरण मीथेन की सामग्री को बढ़ाने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन सल्फाइड जैसी प्रदूषणकारी गैसों की एकाग्रता में कमी पर जोर देता है। इस अध्ययन में, हमने उपयोग के लिए तैयार बायोमीथेन प्राप्त करने के लिए सूअर उद्योग से जैविक कचरे से उत्पादित बायोगैस के उपचार और शुद्ध करने के लिए एक माइक्रोएल्गल खेती तकनीक का उपयोग किया। खेती और शुद्धिकरण के लिए, सैन जुआन डे लॉस लागोस, मैक्सिको में अवशोषण-विशोषण स्तंभ प्रणाली के साथ युग्मित दो 22.2 मीटर3 ओपन-पॉन्ड फोटोबायोरिएक्टर स्थापित किए गए थे। उच्चतम हटाने की क्षमता प्राप्त करने के लिए कई पुनरावर्तन तरल/बायोगैस अनुपात (एल/जी) का परीक्षण किया गया; अन्य पैरामीटर, जैसे पीएच, घुलित ऑक्सीजन (डीओ), तापमान और बायोमास वृद्धि को मापा गया। सबसे कुशल एल / जीएस 1.6 और 2.5 थे, जिसके परिणामस्वरूप क्रमशः सीओ2 में 6.8% वॉल्यूम और 6.6% वॉल्यूम की संरचना के साथ एक उपचारित बायोगैस प्रवाह होता है, और एच2एस के लिए 98.9% तक हटाने की क्षमता, साथ ही 2% वॉल्यूम से कम के ओ2 संदूषण मूल्यों को बनाए रखता है। हमने पाया कि पीएच सीओ2 हटाने को बहुत निर्धारित करता है, एल / जी से अधिक, खेती के दौरान माइक्रोएल्गे की प्रकाश संश्लेषक प्रक्रिया में इसकी भागीदारी और इसकी अम्लीय प्रकृति के कारण घुलनशील होने पर पीएच को बदलने की क्षमता के कारण। डीओ, और तापमान क्रमशः प्रकाश संश्लेषण के प्रकाश-अंधेरे प्राकृतिक चक्रों और दिन के समय से अपेक्षित रूप से दोलन करता है। सीओ2 और पोषक तत्वों के खिलाने के साथ-साथ रिएक्टर कटाई के साथ बायोमास विकास भिन्न होता है; हालांकि, यह रुझान वृद्धि के लिए प्रमुख बना रहा।

Introduction

हाल के वर्षों में, बायोगैस को बायोमीथेन में शुद्ध करने के लिए कई प्रौद्योगिकियां उभरी हैं, गैर-जीवाश्म ईंधन के रूप में इसके उपयोग को बढ़ावा देती हैं, इसलिए अपरिवर्तनीय मीथेन उत्सर्जनको कम करती हैं। वायु प्रदूषण एक ऐसी समस्या है जो दुनिया की अधिकांश आबादी को प्रभावित करती है, खासकर शहरी क्षेत्रों में; अंततः, दुनिया की लगभग 92% आबादी प्रदूषित हवा में सांस लेती है2. लैटिन अमेरिका में, वायु प्रदूषण की दर ज्यादातर ईंधन के उपयोग से बनाई जाती है, जिससे 2014 में, वायु प्रदूषण का 48% बिजली और गर्मी उत्पादन क्षेत्र3 द्वारा लाया गया था।

पिछले दशक में, हवा में प्रदूषकों के बीच संबंधों और मृत्यु दर में वृद्धि पर अधिक से अधिक अध्ययन प्रस्तावित किए गए हैं, यह तर्क देते हुए कि दोनों डेटासेट के बीच एक मजबूत संबंध है, खासकर बच्चों की आबादी में।

वायु प्रदूषण की निरंतरता से बचने के तरीके के रूप में, कई रणनीतियों का प्रस्ताव किया गया है; इनमें से एक पवन टर्बाइन और फोटोवोल्टिक कोशिकाओं सहित अक्षय ऊर्जा स्रोतों का उपयोग है, जो वातावरण मेंसीओ 2 रिलीज को कम करते हैं 4,5. एक अन्य अक्षय ऊर्जा स्रोत बायोगैस से आता है, जो कार्बनिक पदार्थों के अवायवीय पाचन का एक उपोत्पाद है, जो एक तरल कार्बनिक डाइजेस्ट6 के साथ उत्पादित होता है। यह गैस गैसों के मिश्रण से बनी होती है, और उनका अनुपात एनारोबिक पाचन (सीवेज कीचड़, मवेशी खाद, या कृषि-औद्योगिक जैव अपशिष्ट) के लिए उपयोग किए जाने वाले कार्बनिक पदार्थों के स्रोत पर निर्भर करता है। आम तौर पर, ये अनुपात सीएच4 (53% -70% वॉल्यूम), सीओ2 (30% -47% वॉल्यूम), एन2 (0% -3% वॉल्यूम), एच2ओ (5% -10% वॉल्यूम), ओ2 (0% -1% वॉल्यूम), एच2एस (0-10,000 पीपीएमवी), एनएच3 (0-100 पीपीएमवी), हाइड्रोकार्बन (0-200 मिलीग्राम/एम3) और सिलोक्सेन (0-41 मिलीग्राम/एम3)7,8,9, जहां वैज्ञानिक समुदाय मीथेन गैस में रुचि रखता है क्योंकि यह मिश्रण का अक्षय ऊर्जावान घटक है।

हालांकि, बायोगैस को केवल प्राप्त के रूप में जलाया नहीं जा सकता है क्योंकि प्रतिक्रिया के उपोत्पाद हानिकारक और दूषित हो सकते हैं; यह मीथेन के प्रतिशत को बढ़ाने और बाकी को कम करने के लिए मिश्रण का इलाज और शुद्ध करने की आवश्यकता को बढ़ाता है, अनिवार्य रूप से इसे बायोमेथेन10 में परिवर्तित करता है। इस प्रक्रिया को अपग्रेड करने के रूप में भी जाना जाता है। हालांकि, वर्तमान में, इस उपचार के लिए वाणिज्यिक प्रौद्योगिकियां हैं, इन प्रौद्योगिकियों में कई आर्थिक और पर्यावरणीय कमियांहैं 11,12,13. उदाहरण के लिए, सक्रिय कार्बन और पानी धोने (एसीएफ-डब्ल्यूएस), दबाव पानी धोने (पीडब्ल्यूएस), गैस पारगम्यता (जीपीएचआर), और दबाव स्विंग सोखना (पीएसए) वाले सिस्टम पर्यावरणीय प्रभाव के कुछ आर्थिक या अन्य कमियां पेश करते हैं। एक व्यवहार्य विकल्प (चित्रा 1) जैविक प्रणालियों का उपयोग है जैसे कि वे जो फोटोबायोरिएक्टर में उगाए गए माइक्रोएल्गे और बैक्टीरिया को जोड़ते हैं; कुछ फायदों में डिजाइन और संचालन की सादगी, कम परिचालन लागत और इसके पर्यावरण के अनुकूल संचालन और उपोत्पाद10,13,14 शामिल हैं। जब बायोगैस को बायोमीथेन में शुद्ध किया जाता है, तो बाद वाले को प्राकृतिक गैस के विकल्प के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, और डाइजेस्ट को सिस्टम10 में सूक्ष्मजीव विकास का समर्थन करने के लिए पोषक तत्वों के स्रोत के रूप में लागू किया जा सकता है।

इस उन्नयन प्रक्रिया में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली एक विधि खुले रेसवे फोटोरिएक्टरों में माइक्रोएल्गे की वृद्धि है जो कम ऑपरेशन लागत और न्यूनतम निवेश पूंजी की आवश्यकता के कारण अवशोषण कॉलम के साथ मिलकरहै। इस एप्लिकेशन के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला रेसवे रिएक्टर उच्च दर वाला अल्गल तालाब (HRAP) है, जो एक उथला रेसवे तालाब है जहां अल्गल शोरबा का संचलन कम-शक्ति वाले पैडल व्हील14 के माध्यम से होता है। इन रिएक्टरों को उनकी स्थापना के लिए बड़े क्षेत्रों की आवश्यकता होती है और बाहरी परिस्थितियों में उपयोग किए जाने पर संदूषण के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं; बायोगैस शुद्धि प्रक्रियाओं में, क्षारीय स्थितियों (पीएच > 9.5) का उपयोग करने और संदूषण15,16 से बचने के दौरान सीओ2 और एच2एस को हटाने को बढ़ाने के लिए उच्च पीएच स्तर में पनपने वाली शैवाल प्रजातियों के उपयोग की सलाह दी जाती है।

इस शोध का उद्देश्य बायोगैस उपचार क्षमता और एचआरएपी फोटोबायोरिएक्टरों का उपयोग करके बायोमेथेन के अंतिम उत्पादन को अवशोषण-सोखना स्तंभ प्रणाली और एक माइक्रोएल्गे कंसोर्टियम के साथ निर्धारित करना है।

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Protocol

1. सिस्टम सेट-अप

नोट: इस प्रोटोकॉल में वर्णित प्रणाली का एक पाइपिंग और इंस्ट्रूमेंटेशन आरेख (पी एंड आईडी) चित्र 2में दिखाया गया है।

  1. रिएक्टर सेट-अप
    1. रिएक्टर स्थिरता में सुधार के लिए जमीन को समतल और संकुचित करके तैयार करें।
    2. एक खुले मैदान में, दो लम्बी छेद और अंत से 3 मीटर खोदें, आगे 3 मीटर2 और 1 मीटर गहरा छेद खोदें (एक वातन कुएं के रूप में जाना जाता है)।
    3. जियोमेम्ब्रेन से ढके धातु के समर्थन पर अंतरिक्ष के भीतर दो एचआरएपी (चित्रा 3) रखें। प्रत्येक रिएक्टर की प्रचालन क्षमता 222 मीटरहोनी चाहिए।
    4. एचआरएपी के बिंदु के करीब 1728.42 वाट (2.35 एचपी) के प्रति रिएक्टर में एक वायु पंप रखें जहां वातन कुएं खोदे गए थे।
    5. बायोमास और मीडिया के बीच संपर्क को बढ़ावा देने के लिए रिएक्टर में एक पैडल व्हील (1103.24 वाट [1.5 एचपी] इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा ले जाया गया) को ठीक करें।
  2. गैस उपचार सेट-अप (चित्र 4)
    1. एक 6 "पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी) ट्यूब, जहां इनलेट वर्तमान कवर शीर्ष से 2 मीटर में प्रवेश करता है, और आउटलेट वर्तमान नीचे (चित्रा 2) से बहती है के साथ desorption स्तंभ बनाएँ.
    2. अवशोषण टैंक (वीटी: 2.55 मीटर3) सेट करें, जहां गैसीय इनलेट (गैर-उपचारित बायोगैस) वर्तमान 11 विसारक ट्यूबों के माध्यम से नीचे से बुदबुदाया जाता है और एनारोबिक डाइजेस्टर से 4 "पीवीसी पाइपलाइन के माध्यम से बायोगैस ब्लोअर, 1" रोटामीटर और एक नमूना बंदरगाह से गुजरता है, जबकि तरल टैंक के तल पर सोखना स्तंभ के बाद मीडिया पुनरावर्तन से आता है। तरल आउटलेट टैंक के किनारे पर स्थित है। यह सीओ2-समृद्ध मीडिया को स्तर-नियंत्रण कॉलम में स्थानांतरित करता है, और गैस टैंक के शीर्ष पर आउटलेट से बाहर निकलती है, जो 1 "पीवीसी पाइपलाइन से जुड़ी होती है ताकि इसके निरंतर दहन के लिए बर्नर को प्राप्त बायोमेथेन का संचालन किया जा सके (चित्र 2)।
    3. अवशोषण टैंक को 4 "पीवीसी ट्यूब के माध्यम से अवशोषण कॉलम से कनेक्ट करें, दोनों ऑपरेशनों (चित्रा 2) के बीच एक नमूना बंदरगाह से गुजर रहा है।
    4. 6 "पीवीसी ट्यूब के साथ स्तर-नियंत्रण कॉलम बनाएं जहां इनलेट नीचे स्थित है। सिस्टम की जरूरतों के आधार पर इसके दो आउटलेट (तितली वाल्व के साथ नियंत्रित) हैं; पहला 2.5 मीटर की ऊंचाई पर स्थित है और दूसरा जमीन से 3 मीटर (चित्र 2) पर स्थित है।
    5. एचआरएपी फोटोबायोरिएक्टर को 2 "पीवीसी पाइपलाइन के माध्यम से 6" डिसोर्प्शन कॉलम से कनेक्ट करें, जो एक पुनरावर्तन केन्द्रापसारक पंप (1103.24 वाट [1.5 एचपी]) और 1" रोटामीटर (चित्र 2) से गुजरता है।
    6. एक 4 "पीवीसी ट्यूब के माध्यम से स्तर-नियंत्रण कॉलम को एक अनुसूची 40 पीवीसी ट्यूब से कनेक्ट करें, जो एक नमूना बंदरगाह से गुजरता है। अगला, लचीला पीवीसी टयूबिंग के एक हिस्से के लिए यह कनेक्ट, एक और अनुसूची 40 पीवीसी ट्यूब, और अंत में, एक 4 "पीवीसी ट्यूब, जो HRAP photobioreactor(चित्रा 2) के लिए खुलता है के बाद.
    7. 2 "पीवीसी पाइपलाइन के साथ desorption स्तंभ के बाईपास सेट करें और नमूना बंदरगाह (चित्रा 2) से पहले मुख्य ट्यूब से कनेक्ट करें।

2. सिस्टम का कार्यात्मक परीक्षण

  1. पुनरावर्तन केन्द्रापसारक पंप (1103.24 वाट [1.5 एचपी])
    1. पंप की अधिकतम प्रवाह दर निर्धारित करने के लिए, हवा चूषण से बचने के लिए कम से कम 10 मिनट के लिए इंटीरियर को प्राइम करें और इसे 230 वी और 1 चरण में शुरू करें।
    2. इसे 1 "rotameter के माध्यम से प्रवाह दे द्वारा पुनरावर्तन प्रवाह का परीक्षण करें.
  2. बायोगैस बुदबुदाती प्रणाली
    1. 200 एमबार के बराबर कम से कम एक वायु स्तंभ को बुलबुला करने के लिए आवश्यक बल निर्धारित करने के लिए, अवशोषण टैंक में हवा को बुदबुदाते हुए विभिन्न शक्तियों (485.52 वाट [0.66 एचपी], 1838.74 वाट [2.5 एचपी], और 3309.74 वाट [4.5 एचपी]) के साथ कम से कम 3 ब्लोअर का परीक्षण करें।
    2. टैंक के अंदर हवा के बुलबुले द्वारा पहुंचे आकार और वितरण को नेत्रहीन रूप से सत्यापित करें। यहां वर्णित परिचालन स्थितियों के तहत, बुलबुले का अनुमानित औसत व्यास 3 मिमी है।

3. इनडोर परिस्थितियों में टीकाकरण और विकास

  1. अगर प्लेटों से आर्थ्रोस्पिरा मैक्सिमा के शुद्ध तनाव को जलीय खनिज माध्यम15 एमएल (NaHCO3 [10 g/L], Na3PO4 ·12H2O [0.033 g/L], NaNO3 [0.185 g/L], MgSO4 ·7H2O [0.014 g/L], FeSO4 ·7H2O [0.0008 g/L], NaCl [0.4 g/L]) में स्थानांतरित करें।
  2. फ्लास्क वॉल्यूम के 100% का उपयोग करके, निर्दोष जॉर्डन जलीय माध्यम के साथ 500 एमएल बोतल तक संस्कृति को स्केल करें, और इसे सतह माउंट डिवाइस (एसएमडी) 2835 के साथ प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) लैंप का उपयोग करके 12 घंटे प्रकाश / 12 घंटे अंधेरे फोटोपेरियोड्स में बढ़ने दें, जबकि 2000 एलएम पर ठंडी रोशनी प्रदान करते हुए और एयर बुदबुदाहट (0.3 एल/मिनट या 0.6 वीवीएम) द्वारा निरंतर मिश्रण के तहत। (लगभग 1 महीने तक चलने वाला कदम)।
  3. पिछले वॉल्यूम का 20% नए वॉल्यूम में 50 L तक पहुंचने तक जोड़कर स्केलिंग-अप प्रक्रिया जारी रखें।
  4. 50 एल पारदर्शी बोरियों (लगभग 2 महीने तक चलने वाले कदम) में ग्रीनहाउस में ऑपरेशन और जॉर्डन कल्चर मीडिया की प्राकृतिक प्रकाश स्थितियों के लिए संस्कृति को अनुकूलित करें।
  5. इन स्थितियों में 5 मीटर3 एचआरएपी फोटोबायोरिएक्टर (लगभग 2 महीने तक चलने वाला कदम) तक स्केलिंग जारी रखें।

4. बाहरी परिस्थितियों में सिस्टम की परिचालन शुरुआत

  1. इन 5 मीटर3 एचआरएपी फोटोबायोरिएक्टरों की पूरी मात्रा को एचआरएपी में जोड़ें 13 मीटर3 बाहर स्थित फोटोबायोरिएक्टर और जॉर्डन संस्कृति माध्यम के साथ शेष मात्रा भरें। पैडल व्हील के माध्यम से 30 cm/s की गति से मिलाना शुरू करें, 15 दिनों के लिए बैच मोड में खेती करें या जब तक यह 0.7 g/L (लगभग 1 महीने तक चलने वाला चरण) तक न पहुंच जाए।
  2. एक बार वृद्धि 0.7 ग्राम/एल तक पहुंचने के बाद, वॉल्यूम को ऑपरेटिंग 22.2 मीटर3 एचआरएपी में स्थानांतरित करें, बाकी को जॉर्डन मीडिया से भरें, और पैडल व्हील को 30 सेमी/सेकेंड की गति से सेट करें। बायोमास को तब तक बढ़ने दें जब तक कि यह 0.7 g/L और 10 के pH तक न पहुंच जाए; एक बार इन शर्तों को पूरा करने के बाद, यदि आवश्यक हो तो नमूना और कटाई शुरू करें।
  3. बायोमास उत्पादकता बढ़ाने के लिए चर प्रवाह पर अवशोषण टैंक में एचआरएपी फोटोबायोरिएक्टर से तरल पुनरावर्तन शुरू करें। संस्कृति को अकार्बनिक कार्बन प्रदान करने के लिए 2 घंटे के बाद 3.5 मीटर3/घंटा के औसत प्रवाह पर बायोगैस बुदबुदाहट शुरू करें। पीएच पर ध्यान दें क्योंकि यह 9 से ऊपर रहना चाहिए।
    नोट: अवशोषण टैंक के माध्यम से मीडिया को पुन: प्रसारित करने से पहले, ऊपर वर्णित केन्द्रापसारक पंप को प्रधान करें।
  4. पोषक तत्व जोड़: कटाई के माध्यम से साप्ताहिक पोषक तत्वों की स्थिति की निगरानी करें और समग्र नाइट्रोजन संतुलन स्थिर स्थिति को मानते हुए दिखाया गया है:
    एमनैनो3 = (एमबायोमास x 0.10)/0.12 [जी]
    कहां:
    MNaNO3 = सोडियम नाइट्रेट द्रव्यमान [g]
    Mबायोमास = काटा गया बायोमास [g]
    1.10: नाइट्रोजन/बायोमास की बड़े पैमाने पर उपज16 [g/g]
    1.12: सोडियम नाइट्रेट में नाइट्रोजन का द्रव्यमान अंश [g/g]
  5. नाइट्रोजन संतुलन परिणामों के साथ, Na3PO4·12H2O, MgSO4·7H2O, और FeSO4·7H2O की आनुपातिक मात्रा को जोड़ने के लिए जॉर्डन मीडिया को सुधारें। अधिक सोडियम बाइकार्बोनेट या सोडियम क्लोराइड न डालें।
    नोट: रिएक्टरों में जोड़ने से पहले पोषक तत्वों को साफ पानी में घोलें।
  6. पानी के वाष्पीकरण की निगरानी करें और यदि आवश्यक हो तो साप्ताहिक जोड़ें।

5. नमूनाकरण और विश्लेषण

  1. बायोगैस
    1. अवशोषण टैंक से पहले नमूना आउटलेट से बायोगैस का नमूना लें और टैंक के बाद नमूना आउटलेट से 10 एल पॉलीविनाइल फ्लोराइड बैग को उचित व्यास की एक लचीली ट्यूब के साथ आउटलेट से जोड़कर नमूना लें; प्रत्येक को अलग-अलग पॉलीविनाइल फ्लोराइड बैग में रखें।
    2. दबाव ट्रांसडक्टर को शून्य पर सेट करके और स्थिरीकरण की प्रतीक्षा करके पोर्टेबल गैस विश्लेषक को कैलिब्रेट करें। स्टार्ट, फिर नेक्स्ट, और विश्लेषक द्वारा निर्देशित एक स्पष्ट ट्यूब और एक पीली ट्यूब को जोड़कर ऐसा करें। अगला और अंत में, गैस रीडिंग दबाएं।
    3. पॉलीविनाइल फ्लोराइड बैग के भीतर निहित प्रत्येक नमूने को विश्लेषक से कनेक्ट करें, अगला दबाएं और सिस्टम के दोनों बिंदुओं से% वॉल्यूम के रूप में सीएच4, सीओ2, ओ2 और एच2एस सांद्रता को मापें।
    4. बायोगैस उत्पादन प्रवाह द्वारा तरल पुनरावर्तन प्रवाह को विभाजित करके वॉल्यूमेट्रिक पुनर्परिसंचरण तरल/बायोगैस अनुपात (L/G) निर्धारित करें। संबंधित गैस प्रवाह (m3/h) की गणना करें जो CO2 और H2S हटाने की उच्चतम दक्षता प्रस्तुत करता है।
  2. सिस्टम स्थितियों का ऑनलाइन मापन (पीएच, घुलित ऑक्सीजन, तापमान)
    1. निर्माता के विनिर्देशों के अनुसार सभी सेंसर को कैलिब्रेट करें।
    2. प्रत्येक HRAP के तरल में एक pH सेंसर, एक विघटित ऑक्सीजन (DO) सेंसर और एक तापमान सेंसर रखें।
      नोट: प्रत्येक सेंसर के लिए ब्रांड और विशिष्टताओं के लिए, सामग्री फ़ाइल की तालिका की समीक्षा करें।
    3. पीएच और डीओ सेंसर को डेटा-अधिग्रहण डिवाइस से कनेक्ट करें जिसमें पोर्टेबल स्क्रीन से जुड़ा 1.4 गीगाहर्ट्ज 64-बिट क्वाड-कोर प्रोसेसर होता है जो एकीकृत विकास और सीखने के पर्यावरण (आईडीएलई) 2.7 में लिखे गए पूर्व-निर्मित पायथन प्रोग्राम को संग्रहीत करता है।
      1. स्क्रीन के माध्यम से कार्यक्रम खोलें और (इस मामले में, हर 2 मिनट) प्रत्येक डेटा बिंदु को स्टोर करने के लिए समय अंतराल को इंगित करें।
      2. एक स्प्रेडशीट बनाएं जहां प्रोग्राम स्वचालित रूप से एकत्र किए गए डेटा को संग्रहीत करेगा।
      3. उस बटन पर क्लिक करें जो ऑन पढ़ता है, यह दर्शाता है कि यह डेटा संग्रहीत करना शुरू करने के लिए तैयार है।
      4. डेटा अधिग्रहण को रोकने के लिए, उस बटन पर क्लिक करें जो ऑफ पढ़ता है।
      5. जानकारी डाउनलोड करने के लिए, एक यूनिवर्सल सीरियल बस (USB) डालें और स्प्रेडशीट आयात करें।
    4. प्रयोगों के दौरान दर्ज किए गए डेटा को संग्रहीत करने के लिए तापमान संवेदक को थर्मो-रिकॉर्डर से कनेक्ट करें।
  3. लघु खोजपूर्ण परीक्षण
    1. सबसे कुशल L/G निर्धारित करें
      1. परीक्षण किए जाने वाले एल/जी मान का चयन करने के लिए आने वाले बायोगैस प्रवाह को विनियमित करें (0.5, 1, 1.5, 1.6, 2, 2.5, 3.3, 3.4)।
      2. पीएच और प्रत्येक गैस के इनलेट और आउटलेट सांद्रता को मापें (सीएच4, सीओ2, एच2एस, ओ2, एन2) शुरुआत में और हर 15 मिनट में एक घंटे (60 मिनट) के लिए, पहले वर्णित उपकरणों का उपयोग करके।
      3. आउटलेट मूल्यों की तुलना करके सबसे कुशल एल / जी निर्धारित करें और प्रयोग की जरूरतों के अनुसार सबसे सुविधाजनक चुनें।
    2. एल/जी, पीएच और सीओ2 के बीच संबंध
      1. तुलना करने के लिए कम से कम दो एल /
      2. प्रत्येक एल/जी के लिए, पीएच और सीओ2 के इनलेट और आउटलेट सांद्रता को मापें, और एच2एस, ओ2, और एन2 को शुरुआत में नियंत्रण के रूप में, 60 मिनट के लिए हर 15 मिनट, और फिर कुल 5 घंटे के लिए हर घंटे, पहले वर्णित उपकरणों का उपयोग करके।
      3. समीकरण का उपयोग करके सीओ2 हटाने के प्रतिशत की गणना करें:
        % CO2 निष्कासन = ((CO2in - CO2आउट)/(CO2in)) x 100
      4. परिणामों को ग्राफ करें और प्रत्येक एल/जी के परीक्षण के लिए पीएच और सीओ2 के व्यवहार की तुलना करें।
  4. 750 एनएम18 पर अवशोषण बनाम संस्कृति के प्रति लीटर बायोमास वजन को सहसंबंधित करने के लिए अंशांकन वक्र
    1. 1.0 का अवशोषण प्राप्त करने की कोशिश करने के लिए शैवाल संस्कृति का नमूना लें। यदि संस्कृति में 1.0 से नीचे एक अवशोषण है, तो संस्कृति के नमूने से निस्पंदन (0.45 माइक्रोन फिल्टर) द्वारा पानी निकालें। यदि अवशोषण 1 से अधिक है, तो इसे एक ताजा संस्कृति माध्यम जोड़कर कम किया जा सकता है।
    2. नमूने का उपयोग कर पांच शैवाल सेल निलंबन तैयार करें और ताजा संस्कृति माध्यम जोड़ें, मात्रा / मात्रा (वी / वी) प्रतिशत में: 100%, 80%, 60%, 40%, और 20%।
    3. प्लास्टिक क्यूवेट का उपयोग करके स्पेक्ट्रोफोटोमीटर के साथ पांच समाधानों के 750 एनएम पर अवशोषण को मापें और रिकॉर्ड करें, जहां ताजा संस्कृति माध्यम रिक्त है।
    4. पहले से वजन 0.45 माइक्रोन फिल्टर के माध्यम से 10 एमएल फ़िल्टर करके और 24 घंटे के लिए सिलिका डेसीकेटर में नमूना सुखाने और बाद में 48 घंटे के लिए सिलिका डेसीकेटर में नमूना सुखाने से प्रत्येक निलंबन की संस्कृति के प्रति लीटर बायोमास वजन निर्धारित करें ताकि निरंतर वजन सुनिश्चित हो सके। पांच समाधानों में से प्रत्येक के लिए इस चरण को दोहराएँ।
      नोट: कुछ प्रमुख यौगिकों के नुकसान के कारण सुखाने के लिए एक उच्च तापमान (60 डिग्री सेल्सियस से ऊपर) की सिफारिश नहीं की जाती है जो नमूने के वजन को अस्थिर और बदल सकते हैं।
    5. एक बार वजन की पुष्टि करने के बाद, समीकरण के साथ रिएक्टर के भीतर बायोमास एकाग्रता की गणना करें:
      बायोमास सांद्रता = (बायोमास वजन - फिल्टर वजन) x 1000/फ़िल्टर किया गया वॉल्यूम [जी/एल]
    6. स्प्रेडशीट या किसी अन्य सॉफ्टवेयर का उपयोग करके 750 एनएम पर मापा अवशोषण के एक समारोह के रूप में संस्कृति के प्रति लीटर ग्राम में बायोमास वजन डेटा का एक रैखिक प्रतिगमन करें। रैखिक प्रतिगमन गुणांक 0.95 से अधिक होना चाहिए; अन्यथा, वक्र उपयोगी नहीं है, और प्रोटोकॉल दोहराया जाना चाहिए।
      नोट: इसे बायोमास वजन के रूप में वर्णित किया गया है और अधिकांश तरीकों के रूप में शुष्क वजन के रूप में नहीं है क्योंकि सुखाने की विधि नमूने में पानी को पूरी तरह से हटाने की अनुमति नहीं देती है, जिससे पानी की मात्रा 5%19से कम हो जाती है।
  5. बायोमास वृद्धि
    1. हर दिन रिएक्टरों की निगरानी करें। पैडलव्हील और प्रत्येक संस्कृति से इसकी वापसी के बीच आधे रास्ते से 1 एल नमूना लें और इसे प्रयोगशाला में लाएं।
    2. माइक्रोस्कोप के तहत कॉलोनी विकास और संस्कृति की शुद्धता की जाँच करें।
    3. मापें और एक स्पेक्ट्रोफोटोमीटर के साथ नमूनों के 750 एनएम पर अवशोषण रिकॉर्ड करें, जहां ताजा संस्कृति माध्यम खाली है।
    4. ग्राम प्रति लीटर में अनुमानित बायोमास वजन प्राप्त करने के लिए अंशांकन वक्र के साथ तुलना करें।
    5. प्रत्येक रेसवे रिएक्टर की वृद्धि रिकॉर्ड करें।
  6. बायोमास उत्पादन - कटाई
    1. हर दिन रिएक्टरों की निगरानी करें। यदि नमूने के दौरान बायोमास की वृद्धि 0.7 g/L से ऊपर हो जाती है, तो कटाई की आवश्यकता होती है।
    2. दोनों एचआरएपी के बीच बारी-बारी से, रिएक्टर के एक छोर पर एक खंड के शीर्ष पर एक पॉलिएस्टर जाल रखें और तरल के प्रवाह के भीतर एक लचीली पीवीसी ट्यूब का अंत रखें ताकि दूसरा छोर जाल के ऊपर तरल को निकाल दे।
    3. जाल पर 4500 एल से 7500 एल (रिएक्टर की बायोमास संतृप्ति के आधार पर) के बीच नाली, संबंधित एचआरएपी में निरंतर प्रवाह बनाए रखना। बायोमास को जाल पर बनाए रखा जाएगा।
    4. कटाई के लिए, रिएक्टर के ऊपर से जाली को हटा दें और बायोमास को खुरचने के लिए इसे एक अलग सतह पर रखें और इसे एक फ़नल में रखें।
    5. एक साफ और सूखी जाली के शीर्ष पर लम्बी आकृतियाँ बनाने के लिए फ़नल के माध्यम से बायोमास को पुश करें; 48-72 घंटे के लिए एक गर्म, ढके हुए कमरे (34-36 डिग्री सेल्सियस) में जाल सेट करें।
    6. एक बार सूखने के बाद, बायोमास को जाल से हटा दें और इसका वजन करें। इन समीकरणों के साथ g/L में काटे गए बायोमास सांद्रता की गणना करें:
      सूखा तरल की मात्रा = पंप प्रवाह दर x नाली का समय [L]
      बायोमास काटा एकाग्रता = काटे गए बायोमास का बायोमास वजन/सूखा तरल की मात्रा [g/L]

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Representative Results

प्रोटोकॉल के बाद, सिस्टम का निर्माण, परीक्षण और टीका लगाया गया। शर्तों को मापा और संग्रहीत किया गया था, और नमूने लिए गए और विश्लेषण किया गया। प्रोटोकॉल एक वर्ष में किया गया था, अक्टूबर 2019 में शुरू हुआ और अक्टूबर 2020 तक चला। यह उल्लेख करना महत्वपूर्ण है कि यहां से एचआरएपी को आरटी 3 और आरटी 4 के रूप में संदर्भित किया जाएगा।

बायोमीथेन उत्पादकता
उच्चतम एच2एस और सीओ2 हटाने को बढ़ावा देने वाली स्थितियों को निर्धारित करने के लिए और, परिणामस्वरूप, मीथेन की उच्चतम सांद्रता, कई पुनरावर्तन तरल / बायोगैस अनुपात (एल / जी) को 0.5 से 3.4 की सीमा में आजमाया गया था। ये परिणाम 25सितंबर और 28सितंबर के बीच की अवधि में निरंतर बायोगैस बुदबुदाहट के कम से कम 60 मिनट (1 घंटे) की अवधि के साथ प्रयोगों के लिए प्राप्त किए गए थे। इन परीक्षणों के दौरान, माइक्रोएल्गे ने सीओ 2 को तय किया, और बैक्टीरिया ने एच2एस को ऑक्सीकरण किया, मीथेन (सीएच4) को केंद्रित किया और, अनिवार्य रूप से, गैस मिश्रण को शुद्ध किया।

पूरे सिस्टम की औसत सीओ2 उन्मूलन क्षमता (एचआरएपी वॉल्यूम + टैंक वॉल्यूम = 24.75 मीटर3) और 0.8 ग्राम/एल की एक स्थिर बायोमास एकाग्रता को ध्यान में रखते हुए, फिर एक विशिष्ट निर्धारण दर का अनुमान लगाया गया था, जिसके परिणामस्वरूप 65 एमजीसीओ2/जीबायोमास एच, जो अधिकतम सैद्धांतिक रिपोर्ट (300 एमजीसीओ2/जीबायोमास एच) से कम है। यह दर्शाता है कि सूक्ष्मशैवाल-बैक्टीरिया पर आधारित बायोगैस शुद्धिकरण प्रक्रिया को बढ़ाया जाना उपयुक्त है।

आम तौर पर, बायोगैस शुद्धि उच्च एल / जी मूल्यों में प्रभावकारिता में वृद्धि हुई थी, एच2एस के लिए 98% या उससे ऊपर और सीओ2 (चित्रा 5, चित्रा 6, और चित्रा 7) के लिए 7.5% से कम वॉल्यूम सामग्री मूल्यों पर हटाने की क्षमता बनाए रखना। हालांकि, इस गैस के प्रकाश संश्लेषक उत्पादन के कारण ओ2 बायोमेथेन संदूषण उच्च एल / जी मूल्यों पर बहुत अधिक था, जो ओ2 सांद्रता के रूप में व्यावसायिक उपयोग के लिए एक संभावित समस्या हो सकती है, कानून द्वारा, विस्फोट20 के जोखिम को कम करने के लिए काफी कम रहना चाहिए। एक अन्य कारण ओ2 कमजोर पड़ने से इसके कैलोरी मान को कम करने से बचने के लिए जुड़ा हुआ है। इसके बजाय, यह तर्क दिया जा सकता है कि एल/जीएस 1.6 और 2.5 समग्र रूप से सबसे कुशल परिणामों का प्रतिनिधित्व करते हैं, सीओ2 सांद्रता 6.6% वॉल्यूम और 6.8% वॉल्यूम के बीच, सीएच4 87% वॉल्यूम पर, और ओ2 1.5% वॉल्यूम से कम पर, साथ ही 98.5% से ऊपर की एच2एस हटाने की क्षमता पेश करते हैं (चित्र 5, चित्र 6, और चित्रा 7)। प्राप्त प्रतिशत और कानून द्वारा स्वीकार किए जाने के बीच तुलना तालिका 1 में पाई जा सकती है।

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि 2 के पुनरावर्तन तरल/बायोगैस अनुपात में उच्च सीओ2 एकाग्रता (7.4% वॉल्यूम) है, भले ही मूल्य सबसे कुशल एल / इसे इस तथ्य के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है कि इसका परीक्षण RT3 के बजाय RT4 में किया गया था। इस मामले में, सीओ2 हटाने के लिए स्थितियां कम अनुकूल थीं, संभवतः कम बायोमास एकाग्रता के कारण। कुल मिलाकर, इन स्थितियों में उत्पादित औसत बायोमेथेन 20.68 मीटर3 / दिन तक आया, जिसकी औसत प्रवाह दर 4.14 मीटर3 / घंटा थी।

परिणाम विकास की स्थिति, बायोगैस के प्रकार (सिंथेटिक या वास्तविक) और शैवाल के आधार पर भिन्न हो सकते हैं; उदाहरण के लिए, Serejo et al.21 ने 70% vol CH4, 29.5% vol CO2 और 0.5% vol H2S से बने नियमित बायोगैस के साथ तुलना करने के लिए सभी CO2 और N2 गैस मिश्रण का अनुकरण करते हुए दो सिंथेटिक बायोगैस मिश्रणों का उपयोग किया, इसे 180 L HRAP-अवशोषण कॉलम सिस्टम के माध्यम से शुद्ध किया क्लोरेला वल्गरिस की खेती। इस पत्र में, सेरेजो अलग-अलग एल / जी अनुपात का परीक्षण करता है, साथ ही 0.5 से 67 तक, कम पीएच मूल्यों और कृत्रिम प्रकाश व्यवस्था पर एक छोटी लेकिन समान प्रणाली में। एच2एस का पूर्ण निष्कासन और सर्वोत्तम अनुपात (80 से ऊपर) में 15% का औसत निष्कासन प्रतिशत हासिल किया गया था। ये हटाने की क्षमता अनुपात के साथ रैखिक रूप से बढ़ी; हालांकि, ऑक्सीजन संदूषण में भी वृद्धि हुई, जो परिणामी बायोमीथेन की समग्र गुणवत्ता में समस्याएं पैदा कर सकता है। हमारे सीओ2 हटाने की क्षमता में वृद्धि रैखिक नहीं थी; बहरहाल, बड़े अनुपात के साथ एक बेहतर सीओ2 उन्मूलन देखा जा सकता है। स्पष्टीकरण मल्टीकॉसल है, जिसमें पीएच, संस्कृति पोषक तत्वों की स्थिति, और बायोमास विकास, साथ ही बायोगैस बुदबुदाहट शामिल है।

बायोगैस उन्नयन प्रणाली के प्रदर्शन पर एल/जी अनुपात के प्रभाव का मूल्यांकन बिना पुनरावृत्ति के किया गया था। यह उचित था क्योंकि परख 10:00 से 13:00 घंटे तक एक दैनिक अवधि में किए गए थे (यह स्थिर सौर विकिरण और बाहरी तापमान को प्रेरित करेगा); इसलिए, यह प्रकाश संश्लेषक सूक्ष्मजीवों के लिए लगभग इष्टतम बढ़ती परिस्थितियों को प्रेरित करता है, फिर पीएच को सीओ2 अवशोषण22 पर सबसे प्रभावशाली पैरामीटर माना जा सकता है, जहां सीओ2 अवशोषण हटाने की दक्षता पर एल/जी अनुपात के प्रभाव का आकलन करने वाले परख के लिए 2% से कम मानक विचलन की सूचना दी गई थी।

रिएक्टरों की खेती बाहर की तरफ की जाती है, जिसका अर्थ है कि, भले ही इनोकुलम आर्थ्रोस्पिरा मैक्सिमा शैवाल की शुद्ध संस्कृति थी, अन्य जीवों के साथ संदूषण की संभावना जो संस्कृति के भीतर कठोर पीएच स्थितियों में जीवित रह सकते हैं, अधिक है। सल्फर-ऑक्सीकरण बैक्टीरिया23,24 के लिए ऐसा मामला है। हालांकि, यह संदूषण प्रयोग के अंतिम उद्देश्य के लिए फायदेमंद साबित होता है क्योंकि ये बैक्टीरिया बायोगैस से एच2एस को हटाने में मदद करते हैं, अनिवार्य रूप से इस कार्य का प्रभार लेते हैं और परिणामी बायोमीथेन की गुणवत्ता में सहायता करते हैं।

सिस्टम ऑपरेशन के दौरान प्रचलित पर्यावरणीय और आयनिक शक्ति की स्थिति के तहत, भंग एच2एस को ऑक्सीक-अजैविक प्रतिक्रियाओं द्वारा पॉलीसल्फाइड और थायोसल्फेट में ऑक्सीकरण किया जा रहा था, जहां, कुछ दिनों के बाद, इसे सल्फेट25 में पूरी तरह से ऑक्सीकरण किया जाना चाहिए। जलीय पोषक माध्यम में धनायनों के साथ वर्षा द्वारा एच2एस हटाने एच2एस लोडिंग दर (2 एस से बहुत कम पिंजरे/एच2एस दाढ़ अनुपात तक पहुंचने) की तुलना में सिस्टम को खिलाए गए पिंजरों की अपर्याप्त मात्रा के कारण महत्वहीन है। बायोगैस उन्नयन प्रक्रिया के प्रदर्शन के दौरान हमारे दृश्य निरीक्षण द्वारा अवक्षेप की अनुपस्थिति की पुष्टि की गई थी। जैविक सल्फाइड ऑक्सीकरण को इस समय सत्यापित नहीं किया गया था क्योंकि सिस्टम पर्यावरण के लिए खुला है।

सिस्टम की स्थिति
घुलित ऑक्सीजन (डीओ) और पीएच विविधताओं को प्रकाश और अंधेरे दोनों स्थितियों में मापा गया था। दिन (प्रकाश की स्थिति) के दौरान, माइक्रोएल्गे द्वारा ऑक्सीजन के प्रकाश संश्लेषक उत्पादन के कारण डीओ में वृद्धि हुई, जबकि रात में (अंधेरे की स्थिति), यह प्रकाश संश्लेषण की कमी और हेटरोट्रॉफ़िक चयापचय के कारण दोनों में कमी आई, जो श्वसन (चित्रा 8) का उपयोग करता है।

पीएच का स्तर तरल (चित्रा 8) के भीतर सीओ2 की उपस्थिति के साथ भी भिन्न होता है, जब कम सीओ2 भंग हो जाता है और कम सीओ2 हटा दिया जाता है तो मूल्य में वृद्धि होती है; विशेष रूप से, उस समय के आसपास छोटी चोटियाँ हैं जब कोई और सीओ2 प्रदान नहीं किया जा रहा था, जिस पर आगे चर्चा की जाएगी। सुबह के दौरान, पीएच लगभग 11:00 बजे अपने चरम पर पहुंच गया और लगभग 18:00 बजे सबसे कम मान हो गया, जो शैवाल प्रकाश संश्लेषक गतिविधि के अनुरूप भी है। दिन 2 के आसपास प्रमुख गिरावट पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है; 1.64 के एल/जी का उपयोग करके लघु खोजपूर्ण परीक्षण 29सितंबर को किया गया था, जो लगभग 24 घंटे (लगभग 1 दिन) तक निरंतर बायोगैस की आपूर्ति करता था और इसने सिस्टम में बड़े पैमाने पर अस्थिरता को उकसाया, जिससे नाइट्रोजन वसूली में सहायता के लिए यूरिया की आपूर्ति की आवश्यकता होती है। 1.58 का उपयोग करके अन्य लघु खोजपूर्ण परीक्षण 5 अक्टूबर (लगभग 7 दिन) पर किया गया था, लेकिन बेहतर सिस्टम स्थितियों (दिन के उजाले की अवधि के दौरान बायोगैस की आपूर्ति) पर, यही वजह है कि पीएच केवल सामान्य व्यवहार पर लौटने से पहले दो दिनों के लिए नियमित चोटियों से थोड़ा भटक गया।

चित्रा 8 में पीएच में छोटे चोटियों को प्रकाश संश्लेषण से श्वसन में बदलते समय पर्यावरण के लिए शैवाल के स्व-नियमन की अवधि के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।

सीओ2 हटाने प्रतिशत (चित्रा 9) के साथ पीएच और एल/जी से संबंधित लघु खोजपूर्ण परीक्षणों का जिक्र करते हुए, हमने दो अनुपात, 1.64 और 1.58 का परीक्षण किया, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया था। ये दोनों प्रयोगों के दौरान दर्ज एल / दो अलग-अलग व्यवहारों पर ध्यान दिया जा सकता है, जहां हटाने का प्रतिशत और 1.58 के अनुपात में पीएच उल्लेखनीय रूप से कम स्थिर था और 1.64 के अनुपात के लिए दर्ज किए गए लोगों की तुलना में बहुत कम था।

यह बहर एट अल 15 द्वारा किए गए बायोगैस उन्नयन में समर्थित है, आर्थ्रोस्पिरा मैक्सिमा शैवाल की एक प्रजाति के साथ एचआरएपी-कॉलम सिस्टम के उपयोग के माध्यम से। बह्र ने विभिन्न पीएच स्थितियों और मीडिया तरल प्रवाह दरों पर सीओ2 की हटाने की क्षमता का आकलन किया, साथ ही साथ एच2एस और ओ2 संदूषण को हटाने के लिए, सीओ2-एन 2 से लेकर बायोगैस रचनाओं तक कई सिंथेटिक गैस रचनाओं पर अलग-अलग एच2एस सांद्रता (0.5% वॉल्यूम तक) के साथ। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि उच्च पीएच मान (9-10 तक) और उच्च संस्कृति मीडिया तरल प्रवाह दर (80 एमएल / मिनट) पर, सीओ2 हटाने प्रतिशत 100% के करीब थे, लेकिनउच्च पीएच मूल्यों (9-10 तक), और कम संस्कृति मीडिया तरल प्रवाह दर (20 एमएल / मिनट) पर, सीओ2 हटाने प्रतिशत 100% के करीब रहे और बहुत कम ओ2 संदूषण मनाया गया। उन्होंने इन स्थितियों में पूर्ण एच2एस हटाने की भी सूचना दी।

इसी तरह, डीओ दोलन (चित्रा 8) को शैवाल की प्रकाश संश्लेषक गतिविधि के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, क्योंकि दिन के दौरान, माइक्रोएल्गे द्वारा ऑक्सीजन के प्रकाश संश्लेषक उत्पादन के कारण डीओ में वृद्धि हुई, जबकि रात में, यह प्रकाश संश्लेषण की कमी के कारण और हेटरोट्रॉफ़िक चयापचय के कारण दोनों में कमी आई, जो श्वसन का उपयोग करता है।

HRAP फोटोबायोरिएक्टर (RT4) में तापमान दिन और शरद ऋतु के मौसम के समय के कारण भिन्न होता है, जो लगभग 17:00 बजे 23 डिग्री सेल्सियस और 28 डिग्री सेल्सियस के बीच अधिकांश दिनों में चरम पर होता है और लगभग 6:00 (चित्रा 10) पर 11 डिग्री सेल्सियस और 15 डिग्री सेल्सियस के बीच सबसे कम मूल्यों को मारता है। अवशोषण टैंक के इनलेट और आउटलेट पर तापमान कभी-कभी मापा जाता था, जिसके परिणामस्वरूप क्रमशः 30.1 डिग्री सेल्सियस और 32.5 डिग्री सेल्सियस का औसत तापमान होता था। इसलिए, उपचार के बाद पानी की मात्रा (वाष्प) बायोगैस उपचार से पहले की तुलना में थोड़ी अधिक (13.5%) होगी, यह मानते हुए कि दोनों मामलों में, बायोगैस में नमी ने संतृप्ति प्राप्त की। इष्टतम प्रबंधन और शुद्ध बायोगैस के आगे उपयोग के लिए बायोगैस ड्रायर स्थापित करने की अत्यधिक अनुशंसा की जाती है।

औसत L/G जो 28सितंबर और 10अक्टूबर के बीच की अवधि के लिए अभिप्रेत था, 1.6 था क्योंकि लघु परीक्षणों ने सुझाव दिया था कि यह अनुपात बेहतर परिणामों को बढ़ावा देगा; हालांकि, जलीय संस्कृति मीडिया की खराब पीएच बफरिंग क्षमता के कारण सूक्ष्म शैवाल संस्कृति के अत्यधिक अम्लीकरण के कारण रातों के दौरान इसे बनाए रखना संभव नहीं था। इसलिए, केवल दिन के उजाले के दौरान, बायोगैस को अवशोषण टैंक को खिलाया गया था, एल / जी मूल्यों को लगभग 1.5 तक समायोजित किया गया था।

बायोमास उत्पादकता
RT3 पर टीकाकरण 20 मई 2020 को और RT4 पर 27 मई 2020को किया गया था; परीक्षणों (सितंबर) और टीकाकरण के बीच के समय ने संस्कृति को स्थिर करने और परिचालन मुद्दों को हल करने के लिए कार्य किया, जैसे कि सिस्टम में विपत्तियां और खराबी, COVID वैश्विक महामारी को देखते हुए।

बायोमास वृद्धि को दो तरीकों से मापा गया: नमूनाकरण और कटाई। इस लेख के प्रयोजनों के लिए, नमूनाकरण रिएक्टर में किसी भी समय बायोमास की एकाग्रता को संदर्भित करता है, जबकि कटाई बायोमास की उत्पादन क्षमता को संदर्भित करती है, जिसका अर्थ है कि विकास अवरोध से बचने के लिए प्रक्रिया के दौरान बरामद किए गए बायोमास की मात्रा। परीक्षण 29 सितंबर से 9 अक्टूबर तक 1.5 के औसत एल / जी पर किया गया था, भले ही 1.6 के अनुपात को प्राथमिकता दी गई थी; इसके परिणामस्वरूप कम होने का कारण 11 दिन के आसपास दर्ज 1.15 अनुपात के कारण था।

नमूनाकरण (चित्रा 11) नियमित रूप से दिन 1 से दिन 11 (29सितंबर से 9 अक्टूबर तक) किया गया था, जहां दोनों रिएक्टरों में विकास की प्रवृत्ति बहुत समान थी: यह एक उच्च एकाग्रता के साथ शुरू हुआ, प्रयोग के लिए सबसे कम मूल्य को मारना 4 और 5 दिन, आरटी 4 में लगातार ठीक हो रहा है और आरटी 3 में कुछ बदलाव के साथ, अंत में फिर से गिर रहा है। हार्वेस्टिंग में बहुत ही व्यवहार देखा जाता है, जो तब बताता है कि एक घटना (सबसे अधिक संभावना एक बाहरी कारक) ने दोनों संस्कृतियों के विकास को एक साथ प्रभावित किया।

कटाई (चित्र 12) अर्ध-नियमित रूप से की जाती थी, RT3 के लिए एक फसल और RT4 के लिए अगली फसल बारी-बारी से। हालांकि, पैमाने पर विचार किया जाना चाहिए; नमूनाकरण और कटाई दोनों में, संख्याओं के बीच भिन्नता बहुत कम है, यह दर्शाता है कि दोनों रिएक्टरों को प्रभावित करने वाली घटना महत्वपूर्ण नहीं थी। चित्र 8 में लाल बिंदीदार रेखा उस समय की अवधि को दर्शाती है जब रिएक्टरों की कटाई नहीं की गई थी; यह दो कारकों के कारण था: सप्ताहांत के दौरान कुछ दिन थे, जब, दुर्भाग्य से, रिएक्टर नमूने या कटाई के लिए सुलभ नहीं थे (जिसे चित्र 11 में भी पुष्टि की जा सकती है), और कार्यप्रणाली रिएक्टर की कटाई के लिए कहती है जिसमें उच्चतम सांद्रता है। कॉम्प्लेक्स में, चार रिएक्टर थे, जिनमें से केवल दो (RT3 और RT4) ने इस अध्ययन में भाग लिया, जिससे सप्ताहांत के बाद के दिन बन गए, ऐसे दिन जब अन्य दो रिएक्टर (RT1 और RT2) टीम द्वारा काटे गए और परिणामस्वरूप RT3 और RT4 से कोई कटाई डेटा नहीं हुआ। कटाई का डेटा नमूना डेटा से लगभग 50% कम था; ऐसा इसलिए हो सकता है क्योंकि कार्यप्रणाली की दक्षता कम है।

प्रत्येक दिन मूल्यों के बीच भिन्नता छोटी थी (चित्र 11), जो एक लचीली संस्कृति की ओर इशारा करती है जो सिस्टम स्थितियों में परिवर्तन की अनुमति देती है और स्थिर रहती है। आर्थ्रोस्पिरा मैक्सिमा अधिमानतः उच्च पीएच पर अत्यधिक कार्बोनेटेड मीडिया में बढ़ता है और एनएच3 अवरोध15 के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है, जो चित्र 8में दिखाए गए परिणामों के अनुरूप है। अगस्त 2020 में किया गया अंशांकन चित्र 13 में दिखाया गया है।

पोस्ट-प्रोडक्शन समीक्षा और उपोत्पाद
पर्यावरण के लिए हानिकारक उत्सर्जन को कम करने के लिए इस गैस की क्षमता की समीक्षा करने के लिए, एक बाहरी कंपनी द्वारा एक पूरी रिपोर्ट की गई थी, जहां निष्कर्षों में कहा गया था कि इस तकनीक के साथ उत्पादित बायोमीथेन ने कुल प्रत्यक्ष सीओ2 उत्सर्जन को 84% तक कम कर दिया, अवायवीय डाइजेस्टर से सीधे अशुद्ध बायोगैस का उपयोग करने की तुलना में। इसके अतिरिक्त, जब कच्चे बायोगैस और शुद्ध बायोमीथेन दोनों द्वारा उत्पन्न बिजली के जीवन चक्र विश्लेषण के माध्यम से लिया जाता है, तो बायोमीथेन प्रदान करने में सक्षम समग्र गर्मी क्षमता कच्चे बायोगैस की गर्मी क्षमता से 23,000 kJ अधिक थी।

अंत में, इस शुद्धिकरण प्रक्रिया का एक उपोत्पाद काटा हुआ सूक्ष्मजीव है, जो एक बार सूख जाने पर, अन्य उद्योगों में अनुप्रयोगों के असंख्य हैं, जो विधि में अधिक मूल्य जोड़ सकते हैं और प्रक्रिया को लागत प्रभावी26 बना सकते हैं। उदाहरण के लिए, तुलसी की फसलों पर एक अध्ययन किया गया था ताकि पत्तियों की संख्या, ताजा और सूखे वजन को शूट करने, और सूखे सीनडेसमस बायोमास बनाम एक नियमित अकार्बनिक उर्वरक का उपयोग करते समय पत्ती के ताजा वजन जैसे मापदंडों का मूल्यांकन किया जा सके; उन्होंने बायोमास और उर्वरक दोनों में इन मानदंडों में तुलनीय परिणाम पाए27. इसी तरह के परिणाम एक अन्य अध्ययन में पाए गए जहां उन्होंने पानी में निलंबित अल्गल बायोमास से बने उर्वरक के विभिन्न सांद्रता का उपयोग करते हुए चार वाणिज्यिक फसल पौधों के विकास की तुलना की; उर्वरक की कम सांद्रता (20%) पर भी, फसलें रासायनिक उर्वरकोंकी तुलना में अधिकतम वृद्धि तक पहुंच गईं।

Figure 1
चित्रा 1: माइक्रोएल्गे का उपयोग करके बायोगैस शुद्धि में होने वाली जैविक प्रक्रिया का दृश्य प्रतिनिधित्व कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 2
चित्रा 2: प्रोटोकॉल में वर्णित प्रणाली के लिए पी एंड आईडी आरेख। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्रा 3: प्रयोग के दौरान उपयोग किए गए एचआरएपी की तस्वीर। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्रा 4: अवशोषण टैंक। (ए) अवशोषण टैंक के लिए संस्कृति माध्यम और बायोगैस इनलेट की तस्वीरें। (बी) अवशोषण टैंक के सामने और पीछे का दृश्य। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्रा 5: एल / जी दक्षता निर्धारित करने के लिए आरटी 3 में लघु खोजपूर्ण परीक्षण। गहरा हरा सीएच4 से मेल खाता है, हरा सीओ2 से मेल खाता है, हल्का गुलाबी ओ2 से मेल खाता है, और गहरा गुलाबी एन2 से मेल खाता है। औसत पीएच 9.2435; तरल इनलेट 60-100 एल / मिनट; गैस इनलेट 50-120 एल/मिनट। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 6
चित्रा 6: एल / जी दक्षता निर्धारित करने के लिए आरटी 4 में लघु खोजपूर्ण परीक्षण। गहरा गुलाबी N2 से मेल खाता है, हल्का गुलाबी O2 से मेल खाता है, गहरा हरा CO2 से मेल खाता है, और हल्का हरा CH4 से मेल खाता है। औसत पीएच 9.95; तरल इनलेट 116-118 एल / मिनट; गैस इनलेट 35-75 एल/मिनट। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 7
चित्रा 7: लघु खोजपूर्ण परीक्षणों के दौरान प्रत्येक एल / जी में एच2एस के लिए सभी निष्कासन प्रतिशत की तुलना। 0.5, 1, 1.5, और 2 के L/Gs RT3 के अनुरूप हैं, और 1.6, 2.5, 3.3, और 3.4 RT4 के अनुरूप हैं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 8
चित्रा 8: पीएच और डीओ प्रोफाइल। 4 सितंबर और 28 अक्टूबर 10के बीच RT2020 के लिए pH (गहरा हरा) और DO (हल्का हरा) प्रोफ़ाइल। तरल इनलेट 75-118 एल / मिनट; गैस इनलेट 57-75 एल/मिनट। प्रत्येक गैस के लिए औसत फ़ीड सांद्रता: सीएच4- 60% वॉल्यूम, एच2एस - 2400 पीपीएमवी, सीओ2- 34% वॉल्यूम, ओ2- 0.6% वॉल्यूम। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 9
चित्रा 9: पीएच स्तर और एल / जी के आधार पर सीओ2 के लिए हटाने प्रतिशत प्रोफाइल। ग्रीन एल/जी अनुपात में सीओ2 हटाने के प्रतिशत से मेल खाती है: 1.58 (गहरे हरे त्रिकोण) और 1.64 (हल्के हरे घेरे)। गुलाबी L/G अनुपात में pH मानों से मेल खाती है: 1.58 (गहरे गुलाबी त्रिकोण) और 1.64 (हल्के गुलाबी घेरे)। तरल इनलेट 75-118 एल / मिनट; गैस इनलेट 57-75 एल/मिनट। प्रत्येक गैस के लिए औसत फ़ीड सांद्रता: सीएच4- 60% वॉल्यूम, एच2एस - 2400 पीपीएमवी, सीओ2- 34% वॉल्यूम, ओ2- 0.6% वॉल्यूम। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 10
चित्र 10: 4 सितंबर और 28 अक्टूबर 10के बीच RT2020 के लिए तापमान प्रोफ़ाइल। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 11
चित्र 11: 4 सितंबर और 3 अक्टूबर 28 के बीच RT10 (गहरे हरे रंग के घेरे) RT2020 (हल्के हरे वर्ग) के लिए नमूना परिणाम। L/G अनुपात तीरों के साथ इंगित किए जाते हैं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 12
चित्र 12: 4 सितंबर और 3 अक्टूबर 28 के बीच RT10 (गहरे हरे रंग के घेरे) RT2020 (हल्के हरे वर्ग) के लिए कटाई के परिणाम। L/G अनुपात तीरों के साथ इंगित किए जाते हैं। लाल बिंदीदार रेखाओं में, वह अवधि दिखाई जाती है जहां रिएक्टर के लिए कोई फसल नहीं थी। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 13
चित्र 13: अगस्त 2020 में किया गया अंशांकन वक्र, 750 एनएम पर अवशोषण के लिए प्रति लीटर ग्राम में अल्गल संस्कृति की एकाग्रता को सहसंबंधित करता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

घटक (% वॉल्यूम) बायोगैस संरचना प्राप्त की उन्नत बायोगैस संरचना वाणिज्यिक बायोमीथेन संरचना NOM-001-SECRE-2010
चौधरी4 64.2 ± 0.8 85.1 ± 2.0 >84
सीओ2 33.8 ± 0.1 7.2 ± 1.2 <3
एच2एस (पीपीएमवी) 2539 ± 32 30.5 ± 4.2 <6
ओ2 0.3 ± 0.1 1.7 ± 0.5 <0.2

तालिका 1: बायोगैस की तुलनात्मक रचनाएँ

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Discussion

वर्षों के दौरान, इस अल्गल तकनीक का परीक्षण किया गया है और बायोगैस को शुद्ध करने के लिए कठोर और महंगी भौतिक रासायनिक तकनीकों के विकल्प के रूप में उपयोग किया जाता है। विशेष रूप से, आर्थ्रोस्पिरा जीनस का व्यापक रूप से इस विशिष्ट उद्देश्य के लिए उपयोग किया जाता है, क्लोरेला के साथ। हालांकि, कुछ पद्धतियां हैं, जो अर्ध-औद्योगिक पैमाने पर बनाई गई हैं, जो इस प्रक्रिया में मूल्य जोड़ती हैं।

उचित एल/जी अनुपात का उपयोग करके कम ओ2 सांद्रता बनाए रखना महत्वपूर्ण है; हालांकि, यह उस क्षेत्र पर निर्भर करता है जहां यह प्रोटोकॉल लागू किया जाएगा। पाइपलाइनों में विस्फोट और जंग के जोखिम के कारण बायोमीथेन में ऑक्सीजन सामग्री को भारी विनियमित किया जाता है। यूरोपीय संघ के कुछ देशों की मांग है कि सामग्री 1% वॉल्यूम 29,30,31 जितनी कम हो। दूसरी ओर, मीथेन 65% वॉल्यूम31 से अधिक की एकाग्रता में होना चाहिए। मेक्सिको में, बायोगैस और बायोमीथेन के संबंध में लगभग कोई विनियमन नहीं है, क्योंकि इसे प्राकृतिक गैस के बराबर माना जाता है, जहां मैक्सिकन मानकों32 के अनुसार, बायोमीथेन में सीएच4 की न्यूनतम सामग्री 84% वॉल्यूम है और अधिकतम ओ2 सामग्री 0.20% वॉल्यूम की अनुमति है।

इसके अतिरिक्त, पीएच खेती के दौरान सीओ2 हटाने को बहुत निर्धारित करता है, एल / जी से अधिक, यही कारण है कि पूरी पद्धति में पीएच का उचित नियंत्रण बनाए रखना महत्वपूर्ण है, खासकर बायोगैस बुदबुदाहट के दौरान। यह समझना महत्वपूर्ण है कि एक बार सीओ2 तरल में घुलनशील हो जाने के बाद, खेल में एक रासायनिक संतुलन होता है जो सीधे पीएच स्तर को प्रभावित करता है। पीएच स्तर पर जो इन संस्कृतियों के आसपास दोलन करते हैं (8.5-9.5), बाइकार्बोनेट वह रूप है जिसमें यह अणु मौजूद है, पीएच रेंज33 के उच्च अंत में कार्बोनेट की मामूली वृद्धि के साथ। इस रूप में, microalgae भी कार्बोहाइड्रेट34 का उत्पादन करने के लिए प्रकाश संश्लेषण के अंधेरे प्रतिक्रियाओं के दौरान कार्बन metabolize करने में सक्षम हैं. बायोगैस बुदबुदाहट का समय भी महत्वपूर्ण है, जिसमें से दिन के समय बुदबुदाहट को बनाए रखने की सिफारिश की जाती है। बहरहाल, एल/जी सीओ2 हटाने और पीएच को भी प्रभावित करता है, जैसा कि चित्र 5 में देखा जा सकता है। हटाने का प्रतिशत और 1.58 के अनुपात में पीएच कम सुसंगत था और 1.64 के अनुपात के लिए दर्ज किए गए लोगों की तुलना में बहुत कम था। इस व्यवहार को पुनरावर्तन अनुपात में गैस के उच्च सेवन के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है (अधिक गैस एक छोटे अनुपात के लिए बनाती है), जिसने पीएच को तेज दर से कम कर दिया। हालांकि, यह भी तर्क दिया जा सकता है कि 1.64 के लिए शुरुआती पीएच अधिक था, जिसने इस परीक्षण के दौरान सीओ2 उन्मूलन क्षमता के बफर व्यवहार का पक्ष लिया। इस प्रोटोकॉल में एल/जी को बुदबुदाने वाले बायोगैस की मात्रा के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है; हालांकि, अन्य प्रोटोकॉल पुनरावर्ती तरल दर को बदलते हैं, जो एक विकल्प भी है। इसके अलावा, संस्कृति और शैवाल चयापचय के अम्लीकरण के कारण रात में बायोगैस को बुलबुला करना संभव नहीं है, क्योंकि इस समय कोई कृत्रिम प्रकाश प्रदान नहीं किया जाता है।

एक अन्य घटना जो परिणामों की वैधता में परिवर्तनशीलता का परिचय देती है, वह है रिएक्टरों में बायोमास अवसादन से बचने के लिए उपयोग की जाने वाली आंतरायिक हवा बुदबुदाती है, जो ऑक्सीजन संचय द्वारा विकास अवरोध को रोकती है। हालाँकि, यदि इस पद्धति का उपयोग किया जाता है तो इससे बचा नहीं जा सकता है। एयर बुदबुदाहट का एक विकल्प रिएक्टर की लंबाई के साथ आंदोलन को बेहतर बनाने के लिए अधिक पैडल पहियों को जोड़ रहा है, जो अन्य प्रयोगों में प्रभावी हो सकता है। दूसरी ओर, रिएक्टरों की स्थापना के लिए आवश्यक भूमि के व्यापक क्षेत्र, साथ ही उचित बायोमीथेन उत्पादकता प्राप्त करने के लिए सिस्टम को शुरू करने और बनाए रखने के लिए पानी की महत्वपूर्ण खपत।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह नियमित नमूना प्रक्रिया बायोमास वजन - अवशोषण अंशांकन वक्र (चित्रा 9) का उपयोग करती है, जहां डेटा के बीच सहसंबंध लगभग 1 (0.9995) है; हालांकि विधि एक ही शैवाल पर पिछले लेख पर आधारित नहीं हो सकती है, निर्धारण गुणांक एक मजबूत सांख्यिकीय कनेक्शन दिखाता है कि यह विधि विश्वसनीय है। इसके अलावा, इस तरह की पद्धति में नमूनाकरण और कटाई दोनों के महत्व का वर्णन करना प्रासंगिक है। शैवाल संस्कृति के उचित रखरखाव के लिए नमूना की अनुमति दी, जबकि कटाई ने एक ट्रिपल उद्देश्य की सेवा की: सबसे पहले, यह संस्कृति की भीड़भाड़ के कारण विकास अवरोध से बचा गया जो ऑक्सीजन संचय35 का कारण बन सकता है; दूसरे, अल्गल बायोमास की वसूली से आगे आर्थिक अवसर पैदा हो सकते हैं; और अंत में, इसने संस्कृति के लिए विकास की प्रवृत्ति को मापने का एक और अवसर दिया।

फिर भी, फसल के लिए उपयुक्त क्षणों का निर्धारण (जो इस प्रोटोकॉल में नमूना परिणामों द्वारा परिभाषित कर रहे हैं) भी एक महत्वपूर्ण कदम है क्योंकि यह रिएक्टरों में बायोमास को कम करता है. एक कम बायोमास एकाग्रता एक चक्र के रूप में पीएच और सीओ2 हटाने को प्रभावित करती है: प्रतिकूल प्रणाली की स्थिति में (उदाहरण के लिए, कम पीएच मूल्यों पर), बायोमास विकास धीमा हो जाता है, जो बदले में, सीओ2 को खत्म करने के लिए सिस्टम की क्षमता को कम करता है क्योंकि इसे चयापचय करने के लिए कम बायोमास होता है; अधिक भंग सीओ2 संस्कृति मीडिया अम्लीकरण होगा, और चक्र36 बंद होगा. कई अन्य कारक पीएच और बायोमास वृद्धि में योगदान करते हैं, जिन्हें कारण-प्रभाव के इस सरलीकरण में अनदेखा नहीं किया जाना चाहिए; नाइट्रोजन उपलब्धता आर्थ्रोस्पिरा मैक्सिमा शैवाल, साथ ही तापमान और प्रकाशकी तीव्रता 16,36 जैसी जलवायु परिस्थितियों के लिए बेहद महत्वपूर्ण हो सकती है, जिसे इस तरह की प्रणाली में नियंत्रित नहीं किया जा सकता है। एक उदाहरण के रूप में, यूरिया के अलावा, जैसा कि चित्रा 4 में देखा गया है, इस बात का प्रमाण है कि नाइट्रोजन, उच्च पीएच मूल्यों के साथ, एक शैवाल प्रणाली को नियमित कर सकता है।

इस पद्धति की अन्य सीमाएं कटाई उत्पादकता से संबंधित हैं, जो नमूने की तुलना में लगभग 50% कम कुशल है, जो सिस्टम की आर्थिक व्यवहार्यता में बाधा डालती है और निस्पंदन तकनीकों के सुधार की आवश्यकता होगी। कटाई वजन के परिणाम 6% से अधिक अनुमानित हैं (जैसा कि बाद में मानक शुष्क वजन विधियों के बाद मापा जाता है), यह देखते हुए कि प्रोटोकॉल के उस हिस्से पर सुखाने की स्थिति पूर्ण जल उन्मूलन में परिणाम नहीं देती है। बायोमास के विषय पर, नमूना परिणाम (अंशांकन वक्र सहित) पद्धति19 में पानी के अधूरे उन्मूलन के कारण कम से कम 5% से अधिक अनुमानित हैं; हालांकि, चूंकि त्रुटि व्यवस्थित है, इसलिए केवल संस्कृति में पानी की सामग्री को सत्यापित करने के लिए थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण के साथ आगे बढ़ने की सिफारिश की जाती है ताकि परिणामों और अंशांकन वक्र पर विश्लेषणात्मक सुधार पर विचार किया जा सके।

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Disclosures

हितों का टकराव। लेखक घोषणा करते हैं कि उनके पास हितों का कोई टकराव नहीं है।

Acknowledgments

हम आंशिक वित्त पोषण के लिए DGAPA UNAM प्रोजेक्ट नंबर IT100423 को धन्यवाद देते हैं। हम PROAN और GSI को भी धन्यवाद देते हैं कि उन्होंने अपने प्रकाश संश्लेषक बायोगैस के पूर्ण प्रतिष्ठानों को अपग्रेड करने के बारे में तकनीकी अनुभव साझा करने की अनुमति दी। पेड्रो पादरी हर्नांडेज़ ग्युरेरो, कार्लोस मार्टिन सिगाला, जुआन फ्रांसिस्को डिआज मार्केज़, मार्गरीटा एलिजाबेथ सिस्नेरोस ऑर्टिज़, रॉबर्टो सोटेरो ब्रायनस मेन्डेज़ और डैनियल डी लॉस कोबोस वास्कोनसेलोस के तकनीकी समर्थन की अत्यधिक सराहना की जाती है। इस शोध का एक हिस्सा IIUNAM पर्यावरण इंजीनियरिंग प्रयोगशाला में ISO 9001: 2015 प्रमाण पत्र के साथ किया गया था।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1" rotameter CICLOTEC N/A
1" rotameter GPI A10-LMA100IA1
Absorption tank EFISA Made under previous design
Air blower (2.35 HP) Elmo Rietschle 2BH11007AH01
Biogas blower (2 HP) Elmo Rietschle 2BH11007AH01
Biogas composition measure Geotech BIOGAS 5000
Data-acquisition device LabJack Co. U3-LV
Diffuser tubes Aero-Tube C3060AR
DO sensor Applisens Z10023525
Dodecahydrated trisodium phosphate  Quimica PIMA N/A Fertilizer grade (greenhouse and experior use)
Dodecahydrated trisodium phosphate  Fermont 35963 Analytical grade (Used in cultures inside the laboratory)
Durapore membrane (45 µm) MerckMillipore HVLP04700 
Electric motor 1.5 HP Weg 00158ET3ERS56C
Ferrous sulfate heptahydrate Agroquimica Samet N/A Fertilizer grade (greenhouse and experior use)
Ferrous sulfate heptahydrate Fermont 63593 Analytical grade (Used in cultures inside the laboratory)
Geomembrane GEOSINCERE N/A
Magnesium sulfate heptahydrate Tepeyac N/A Fertilizer grade (greenhouse and experior use)
Magnesium sulfate heptahydrate Fermont 63623 Analytical grade (Used in cultures inside the laboratory)
Paddle wheel GSI Made under previous design
pH sensor Van London pHoenix 715-772-0041
Portable screen Rasspberry Pi 3 B+
Recirculation centrifugal pump (1.5 HP) Aquapak  ALY 15
Sodium bicarbonate Industria del alcali N/A Fertilizer grade (greenhouse and experior use)
Sodium bicarbonate Fermont 12903 Analytical grade (Used in cultures inside the laboratory)
Sodium chloride Sal Colima N/A Fertilizer grade (greenhouse and experior use)
Sodium chloride Fermont 24912 Analytical grade (Used in cultures inside the laboratory)
Sodium nitrate Vitraquim N/A Fertilizer grade (greenhouse and experior use)
Sodium nitrate Fermont 41903 Analytical grade (Used in cultures inside the laboratory)
Storing program (pH, DO)  Python Software Foundation  Python IDLE 2.7
Tedlar bags SKC Inc. 232-25
Temperature recorder T&D TR-52i
UV-Vis Spectrophotometer ThermoFisher Scientific instrument GENESYS 10S 
Vacuum pump EVAR EV-40

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References

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पर्यावरण विज्ञान अंक 205 तरल/बायोगैस अनुपात एल/जी हाइड्रोजन सल्फाइड आर्थ्रोस्पिरा मैक्सिमा प्रकाश संश्लेषक अवशोषण
अर्ध-औद्योगिक उच्च दर शैवाल तालाबों में एक माइक्रोएल्गे-बैक्टीरियल सिस्टम के उपयोग के माध्यम से बायोगैस शोधन
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Vega Blanes, M., Pérez-Hermosillo, I. J., Ramírez Rueda, A., González Sánchez, A. Biogas Purification through the use of a Microalgae-Bacterial System in Semi-Industrial High Rate Algal Ponds. J. Vis. Exp. (205), e65968, doi:10.3791/65968 (2024).

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