Αξιοποίηση χωνεμένου υπολείμματος Μονάδας Παραγωγής Βιοαερίου με υψηλή περιεκτικότητα σε αμμωνιακά ιόντα για ανάπτυξη μικροφυκών
Creators: name: Πεϊτζίκα, Ιωάννα Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Χωνεμένο Yπόλειμμα
Ανάπτυξη μικροφυκών
Αμμωνιακά ιόντα
Anaerobic Digestate
Microalgae growth
Ammonia nitrogen

description: Η επεξεργασία των κτηνοτροφικών αποβλήτων για παραγωγή βιοαερίου επιφέρει τεράστιες ποσότητες παραπροϊόντος το οποίο χωρίζεται σε υγρό και στερεό κλάσμα χωνεμένου υπολείμματος. Αναλόγως την προέλευση του ζωικού αποβλήτου που χρησιμοποιείται για την παραγωγή βιοαερίου, το υγρό κλάσμα μπορεί να περιέχει μεγάλες ποσότητες αζώτου υπό μορφή αμμωνιακών ιόντων που μπορεί να φτάνουν τα 4.3g/L. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, η ανεξέλεγκτη διάθεση του χωνεμένου υπολείμματος μπορεί να προκαλέσει σημαντικά περιβαλλοντικά προβλήματα, και επομένως απαιτείται κατάλληλη επεξεργασία πριν αυτό εφαρμοστεί στο έδαφος. Μεγάλη προσοχή έχει επικεντρωθεί στα μικροφύκη τα οποία απομακρύνουν θρεπτικά στοιχεία από το υγρό κλάσμα χωνεμένου υπολείμματος. Πολλοί ερευνητές έχουν προσδιορίσει τον ρυθμό απομάκρυνσης θρεπτικών στοιχείων από χωνεμένα απόβλητα που σημειώνουν συγκεκριμένα στελέχη μικροφυκών, όπως τα Chlorella sp., Synechocystis sp. and Scenedesmus sp. (Pachacama et al., 2016; Cheng et al., 2019). Εντούτοις, οι περισσότερες εργασίες έχουν επικεντρωθεί σε στελέχη μικροφυκών που έχουν απομονωθεί από διαφορετικό περιβάλλον από αυτό που πρόκειται να επεξεργαστούν. Στην παρούσα διατριβή, αρχικά μελετάται και απομονώνεται ανάπτυξη εγκλιματισμένων στελεχών μικροφυκών χωνεμένου υπολείμματος, και εν συνεχεία καλλιεργείται σε νέο χωνεμένο υπόλειμμα προσδιορίζοντας έτσι την απομάκρυνση των αμμωνιακών ιόντων. Τα δείγματα χωνεμένου υπολείμματος συλλέχθηκαν από μονάδα παραγωγής βιοαερίου και η καλλιέργεια των μικροφυκών υποβλήθηκε υπό τις εξής ελεγχόμενες συνθήκες: Τ= 24 ° C, CO2: 20mL / min, 10000lux. Ο ρυθμός ανάπτυξης των μικροφυκών μελετήθηκε σε συγκεντρώσεις 1%, 2%, 5% και 10% αποστειρωμένου υγρού κλάσματος χωνεμένου υπολείμματος, 1%, 2% και 5% μη αποστειρωμένου υγρού κλάσματος χωνεμένου υπολείμματος και 1%, 2% και 5% υγρού κλάσματος χωνεμένου υπολείμματος που λήφθηκε από υδατοδεξαμενή lagoon, καταμετρώντας τον αριθμό των κυττάρων των μικροφυκών σε πλάκα Neubauer και τη συγκέντρωση χλωροφύλλης α σε διάστημα 70 ημερών (Bastidas, Aminot and Rey, 2002). Μετά από 26 ημέρες, έγινε εμπλουτισμός με νέο χωνεμένο υπόλειμμα στις καλλιέργειες στις ίδιες συγκεντρώσεις και διερευνήθηκε η περεταίρω ανάπτυξη. Στη συνέχεια εμβολιάστηκαν ανεπτυγμένα στελέχη μικροφυκών σε νέο απόβλητο από Μονάδα Παραγωγής Βιοαερίου και καταγράφηκε η απομάκρυνση του αμμωνιακού φορτίου(LCK 302). Ο υψηλότερος ρυθμός ανάπτυξης παρατηρήθηκε στη συγκέντρωση 5% του μη αποστειρωμένου υγρού κλάσματος του χωνεμένου υπολείμματος με 1040 105 κύτταρα / mL και συγκέντρωση χλωροφύλλης-α 100 10-8 mg / mL. Η απομάκρυνση των αμμωνιακών ιόντων βρέθηκε να είναι 78% σε διάστημα 26 ημερών. Η έρευνα αυτή διεξήχθη στο Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων στο Αλεξάνδρειο Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλονίκης
description: Animal waste management for biogas production generates enormous quantities of byproducts which are separated into solid and liquid fractions (digestate). Depending on the raw material used for biogas production, the liquid fraction may contain high ammonium nitrogen concentrations reaching up to 4.3 g/L. Under these conditions, the uncontrolled disposal of the digestate may result in significant environmental problems, therefore, appropriate management of digestate should be applied prior to land application. A big amount of attention has been devoted on microalgae since it removes pollutants from liquid fractions (digestate). Many researchers have evaluated the effect of specific obtained strains (Chlorella sp., Synechocystis sp. and Scenedesmus sp.) as an efficient tool for wastewater treatment resulting from their high capability of absorbing nutrients(Pachacama et al., 2016; Cheng et al., 2019). Nonetheless, previous work has only focused on microalgae strains that are collected from another environment from the digestate that is intended for nutrient medium. In this study the utilization of the digestate as a nutrient medium for indigenous microalgae growth was investigated. Digestate samples were collected from a biogas plant and microalgae culturing was subjected under controlled conditions (24˚C, CO2: 20mL/min, 10000lux). The growth rate of indigenous microalgae was estimated in concentrations of 1%, 2%, 5% and 10% of a sterilized liquid fraction of digestate, 1%, 2% and 5% a non-sterilized liquid fraction of digestate and 1%, 2%, 5% of liquid fraction digestate of open lagoon, by counting the number of microalgae cells in a Neubauer chamber and measuring the concentration of chlorophyll-a in microalgae within 70 days(Bastidas; Aminot and Rey, 2002). After 26 days, digestate was supplied in the cultures in the same concentrations and the growth enhancement was investigated. Afterwards, developed strains of microalgae were inoculated in the effluent from the biogas unit and the removal of ammonia nitrogen was monitored with Ammonium cuvette test (LCK 302). The highest growth rate occurred at the concentration of 5% of the non-sterilized liquid fraction of digestate with 1040∙105 cells/mL and chlorophyll-a concentration at 100∙10-8 mg/mL. Ammonium ions removal was found to be 78% over 26 days. This research was be conducted in the Department of Food Technology at the Alexander Technological Institute of Thessaloniki