Вплив віброкавітаційного оброблення суспензії ціанобактерій на інтенсивність синтезу біогазу
Анотація
Досліджено вплив віброкавітаційного оброблення біомаси суспензії ціанобактерій на інтенсивність та ефективність синтезу біогазу внаслідок реалізації в подальшому процесу метаногенезу. Показано актуальність розроблення технології утилізації надлишкової біомаси ціанобактерій, яка утворюється внаслідок їх неконтрольованого розвитку у мілководних ділянках штучних водойм і в технологіях біологічного очищення забруднених поверхневих та стічних вод. Запропоновано використання для руйнування міжклітинних перегородок ціанобактерій та вивільнення їх біомаси, яка стає доступною біорозкладу та реалізації метаногенезу, віброкавітаційного оброблення. Наведено опис конструкції віброкавітатора, який сприяє ефективній руйнації міжклітинних перегородок біомаси ціанобактерій та може працювати у безперервному режимі. Сконструйовано та використано для попереднього оброблення ціанобактерій лабораторну установку віброкавітатора, який працює у періодичному режимі. Створено дослідну установку для дослідження динаміки метаногенезу обробленої у віброкавітаторі біомаси ціанобактерій у безперервному режимі із використанням відеореєстрації синтезу біогазу та передачі даних щодо динаміки синтезу біогазу на монітор. Отримано експериментальні залежності динаміки синтезу біогазу із біомаси ціанобактерій від періоду їх оброблення у віброкавітаційному полі. Встановлено що оптимальні параметри синтезу біогазу досягаються після попереднього оброблення біомаси ціанобактерій у віброкавітаторові впродовж 15 хв. Встановлено автокаталітичний характер процесу, що дає змогу висунути припущення про підпорядкованість його рівнянню Міхаеліса – Ментена. Отриманий після закінчення процесу метаногенезу дигестат запропоновано використовувати як ефективне біоорганічне або органомінеральне (у разі створення композиції із природними дисперсними сорбентами) добриво.
Посилання
Chisti, Yu. (2007). Biodiesel from microalgae. Biotechnology Advances, 25(3), 294–306.
Choi, S. P., Nguyen, M. T., & Sim, S. J. (2010). Enzymatic pretreatment of Chlamydomonas reinhardtii biomass for ethanol production. Bioresour Technol, 101, 5330–5336. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.02.026
Dogaris Ioannis, Ammar Ehab, & Philippidis George, P. (2020). Prospects of integrating algae technologies into landfill leachate treatment. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 36(39), 25–34. https://doi.org/10.1007/s11274-020-2810-y
Malovanyi, M. S., Nykyforov, V. V., Kharlamova, O. V., & Synelnikov, O. D. (2015). Otsiniuvannia ekolohichnoi nebezpeky v akvatoriiakh Dniprovskykh vodoskhovyshch vnaslidok nekontrolovanoho rozvytku tsianobakterii. Scientific Bulletin of UNFU, 25(6), 159–164. Retrieved from: https://nv.nltu.edu.ua/Archive/2015/25_6/28.pdf. [In Ukrainian].
Malovanyi, M. S., Synelnikov, O. D., Kharlamova, O. V., & Malovanyi, A. M. (2014). Optymalni umovy otrymannia enerhii iz tsianobakterii. Khimichna promyslovist Ukrainy, 5, 39–43. [In Ukrainian].
Malovanyy, M., Nikiforov, V., Kharlamova, O., & Synelnikov, O. (2016). Production of renewable energy resources via complex treatment of cyanobacteria biomass. Chemistry & Chemical Technology, 10(2), 251–254. https://doi.org/10.23939/chcht10.02.251
Malovanyy, M., Nykyforov, V., Kharlamova, O., Synelnikov, O., & Dereyko, Kh. (2016). Reduction of the environmental threat from uncontrolled development of cyanobacteria in waters of Dnipro reservoirs. Environmental Problems, 1, 61–64.
Nikiforov, V. V. (2010). O prirodoohrannyih i energosberegayuschih perspektivah ispolzovaniya sinezelenyih vodorostey. Promyishlennaya botanika, 10, 193–196. [In Russian].
Nykyforov, V. V., Malovanyy, M. S., Aftanaziv, I. S., Shevchuk, L. I., & Strutynska, L. R. (2019). Developing a technology for treating blue-green algae biomass using vibro-resonance cavitators. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 6, 181–188. https://doi.org/10.29202/nvngu/2019-6/27
Rodolfi, L., Zittelli, G. C., Bassi, N., Padovani, G., Biondi, N., & Bonini, G. (2009). Microalgae for oil: strain selection, induction of lipid synthesis and outdoor mass cultivation in a low-cost photobioreactor. Biotechnology and Bioengineering, 102(1), 100–112.
Shevchuk, L. I., Aftanaziv, I. S., Strohan, O. I., & Starchevskyi, V. L. (2013). Nyzkochastotni vibrorezonansni kavitatory. Lviv: Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky, 260 p. [In Ukrainian].
Авторське право (c) 2018 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
