Журнал микробных и биохимических технологий

Абстрактный

Устойчивая биоэнергетическая биопереработка: производство биометана, дигестат в качестве биоудобрения и дополнительного корма при выращивании водорослей для содействия коммерциализации биотоплива из водорослей

Джин Дрекеке Иово, Гочэн Ду и Цзянь Чен

В этом исследовании мы разработали и протестировали устойчивую систему, которая производит высокопродуктивные биометановые, биоудобренные и биодизельные продукты. Это было достигнуто путем смешивания птичьего помета (ПМ), бумажной массы и ила отходов водорослей в совместном сбраживании, производящем биометан, дигестат отфильтровывался для получения полутвердого и водного состояния, первый в качестве биоудобрения, а последний использовался при выращивании водорослей для увеличения биомассы водорослей для производства биодизеля. Различное смешивание субстратов привело к соотношениям углерода/азота (C/N) 26, 30, 31, 34 и 37, которые были оценены для биометана. C/N 26 дал 1045 мл/л/д (содержание биометана 74%), что было самым высоким выходом по сравнению с другими C/N, C/N 30 достиг аналогичного (1010 мл/л/д), что делает диапазон C/N для оптимального биометана для этих субстратов диапазоном от C/N 26 до 30. Для сравнения, C/N 31 до 37 достигли более низкого выхода биометана, что указывает на. Предварительная обработка дигестата значительно улучшает выход биометана в C/N 26 и 30. Мы оценили все дигестаты из каждого из C/N 26, 30, 31, 34 и 37 на основе минерализации азота и обнаружили, что C/N 26 до 31 богаты питательными веществами. Мы отфильтровали дигестат и использовали его в качестве дополнительного корма для водорослей, а также обнаружили, что истощение глюкозы было линейно истощено (поскольку достаточно использовалось для роста клеток) наименьшим образом с богатым питательными веществами, то есть C/N 26–30. Как и ожидалось, дигестаты из C/N 34 и 37 при одиночном добавлении не дали сопоставимого выхода водорослей, чем выходы из дигестатов C/N 26, 30 и 31 за 120 ч, которые достигли сухого веса клеток (DCW) 7,72, 7,8 и 7,12 г/л соответственно. Чтобы улучшить выход биомассы водорослей и повысить содержание клеточных липидов и его конечный выход, мы исследовали двухэтапную стратегию дополнительного питания с использованием дигестатов из C/N 26 и 30. Основываясь на выращивании «без» дигестата, который показал фазы роста, мы добавляли дигестат в фазах лаг-экспоненциального (0–120 ч) и стационарного (120–180 ч) характера. Дополнительное питание привело к быстрому истощению глюкозы, достигнув 9 г/л при 120 и выходу липидов 3,77 г/л через 180 ч. На основании этого исследования можно предположить, что круговая система, использующая обсуждаемые биоотходы или те, что имеют схожую природу, может развиться и стать самоподдерживающейся устойчивой системой от переработки отходов, биогаза до возможностей получения биотоплива из водорослей. Простой подход, принятый при выращивании водорослей в изученных условиях, далее показал, что биотопливо из микроводорослей можно легко продвигать и коммерциализировать как доходную приусадебную единицу для всего дома. Дальнейший путь для биотоплива из микроводорослей заключается в привлечении и увеличении населения в качестве забавного искусства.