A case study of estimating Algal biomass productivity from wastewater treatment facilities in the state of Texas and possible use

Sammanfattning: För att hålla vattendragen och miljön rena, renas avloppsvattnet för att nå ett visst mått innan det släpps ut. Vi gjorde en fallstudie för att utvärdera metoderna som används för att behandla avloppsvatten i tre steg: primär, sekundär och tertiär i delstaten Texas, USA. Vi fann att olika fysikaliska, kemiska och biologiska bearbetningsmetoder används i stor utsträckning i dessa tre stadier. Även om en del av det slam som produceras i en avloppsvattenreningsanläggning utsätts för anaerob rötning (AD) process för att producera biogas, skickas majoriteten av dem till deponier som är ohållbart eftersom det skapar miljöföroreningar som läckage av näringsämnen, påverkar markens biologiska mångfald och släpper ut giftiga gaser och växthusgaser (GHG) som CH4, CO2, N2O. Den mest hållbara och prisvärda metoden för att behandla avloppsvatten är att använda mikroalger och några av fördelarna inkluderar: (i) använda CO2 som en kolkälla och generera syre, (ii) synergistiskt arbeta med aeroba bakterier som bryter ner organiska föroreningar i vatten på kort tid tid, (iii) högeffektiv bindning av överskott av kväve, fosfor och tungmetaller i avloppsvatten. Flera algbaserade reningsmetoder för avloppsvatten har utvecklats. Bland dem är reaktorn Rotating Algal Biofilm (RAB) en av de ledande behandlingsmetoderna som använder ett roterande band som består av syntetiska material som rör sig på en cylinder som är delvis nedsänkt i avloppsvatten. Algbiomassan kunde skördas från bältet genom att helt enkelt skrapa materialets yta. Vi uppskattade att ~1793,7 miljoner liter avloppsvatten behandlas dagligen i delstaten Texas och hypotetiskt om allt avloppsvatten behandlas med RAB skulle ~174,2 ton algbiomassa kunna produceras. Denna algbiomassa kan användas för AD-processen eller vidarebearbetas och fraktioneras till lipider, kolhydrater och proteiner med hjälp av etablerade hydrotermiska bearbetningsmetoder och användas som byggstenar för att producera bränslen, kemikalier och biomaterial. Tre scenarier har undersökts som belyser potentialen och fördelarna med att använda alger för att behandla avloppsvatten jämfört med konventionella metoder för avloppsvattenrening och hur denna övergång kommer att gynna ekonomin och miljön.