تصفیه پساب و تولید بیودیزل با استفاده از ریزجلبک به دست آمده از پساب شهری در مقیاس نیمه صنعتی: مطالعه موردی پساب مشهد

روش لجن فعال در تصفیه پساب روشی پرهزینه است و مشکل هایی همچون تولید لجن زیاد، مصرف انرژی بالا، کدورت زیاد در خروجی، و تطبیق نداشتن با شرایط متغیر پساب را دارد. استفاده از پساب شهری برای تولید ریزجلبک و تبدیل آن به فراورده های همچون بیودیزل همزمان با تصفیه پساب به کمک ریزجلبک دیدگاه نوینی است که در صنعت تصفیه پساب وارد شده است اما هنوز به دلیل نبود اطلاعات کافی در مقیاس بزرگ جنبه عملی پیدا نکرده است و فعالیت های انجام شده به طور عمده مطالعاتی هستند. به طور ویژه در زمینه تصفیه همزمان پساب و تولید بیودیزل از ریزجلبک به دست آمده در حالت نیمه صنعتی، هیچ مطالعه ای گزارش نشده است. در این مطالعه، برای اولین بار فرایند همزمان تصفیه پساب شهری و تولید ریزجلبک و تبدیل آن به بیودیزل در مقیاس نیمه صنعتی به حجم 500 لیتر مورد بررسی قرار گرفت. هدف از این بررسی از یک سو ارزیابی پتانسیل روش تصفیه مبتنی بر جلبک برای اصلاح پارامترهای پساب شامل مقدار نیتروژن، فسفات و cod و از سوی دیگر ارزیابی پتانسیل پساب مورد استفاده برای تولید ریزجلبک در مقیاس نیمه صنعتی با استفاده از راکتور زیستی نور استخر روباز و تبدیل آن به بیودیزل بود. نتیجه ها نشان داد که در طی یک فرایند یک هفته ای میزان زیست توده تولید شده از کشت ریزجلبک در پساب حدود 1.25 گرم بر لیتر بود که میزان لیپید ریزجلبک حدود 25% بود. جداکردن ریزجلبک با استفاده از روش انعقاد 83% راندمان داشت. ریزجلبک خشک شده در طی واکنش ترانس استریفیکاسیون اسیدی مستقیم با درصد تبدیل 76% به بیودیزل تبدیل شد که دارای پروفیل اسید چرب مناسب شامل اسیدهای پالمتیک، اولئیک، و لینولئیک به میزان 49.5 % کل مقدار لیپید بود. نتیجه تصفیه همزمان پساب نیز نشان داد که cod حدود 50% ، نیتروژن کل حدود 25%، و میزان فسفات حدود 50% کاهش داشت.

Wastewater Treatment and Biodiesel Production Using Microalgae Cultivated in Municipal Wastewater in SemiPilot Scale: Mashhad City Wastewater Case Study

The conventional activated sludge technique in wastewater treatment is an expensive process and suffers from problems such as large amounts of sludge, high energy consumption, high turbidity in the effluent, and not effectively respond to variations in the composition of wastewater. The use of municipal wastewater for microalgae production and its conversion to valueadded products such as biodiesel in conjunction with wastewater treatment is a new approach in the wastewater treatment industry. But due to the lack of sufficient information, it has not been extended to a commercial level and most reported activities are at the research level. Specifically, in simultaneous wastewater treatment and microalgae production in a semipilot scale very few publications exist. In this study, for the first time, simultaneous wastewater treatment and microalgae production was conducted in a semipilot 500 l open pond raceway. The objectives of this study were, on one hand, evaluation of the potential of algaebased treatment for removal of nutrients and COD and, on the other hand, evaluation of the potential of wastewater to produce microalgae in a semipilot scale in an open pond raceway. The results indicated that in weeklong cultivation, biomass concentration of the broth reached 1.25 g/L with the lipid content of 25%. Harvesting of microalgae using chemical flocculation resulted in 83% recovery of algal solid content. The dried microalgae, during direct acidic transesterification with 76% yield, produced biodiesel with proper fatty acid profile mainly based on Palmitic, Oleic, and Linoleic acids that accounted for 49.5% of total lipid content. The simultaneous wastewater treatment results indicated COD removal of approximately 50% along with total nitrogen removal of 25%, and phosphate removal of 50% was achieved. This study indicated that microalgae production using wastewater is a promising approach to the development of green technology to produce valueadded products.