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藻類廢水處理去除營養鹽 - Coggle Diagram
藻類廢水處理去除營養鹽
面臨的挑戰
影響因素
去除有機物的能力有限
細菌汙染/攝食浮游動物
光照與溫度(受季節變化影響)
攪拌/流速(增加營養鹽傳輸，過快會降低滯留)
藻體形態(表面積/體積比影響吸收率)
加工成本
微細藻：絮凝/浮選法是首選
大型藻：利用濾網更容易收集
化學萃取成本高(超過60%的成本)
可擴展性和效率
需要大量土地
水力停留時間較長(HRT＞10天)
物理限制：光線穿透深度(＜5公分)
營養吸收機制
磷吸收能量
透過磷酸化作用(生成ATP)滲入無機磷
受到氨磷比影響(微細藻最佳氮磷比：5-30)
營養鹽攝取率
藻類生物量增加會和養分去除成正比
大型藻：會因為表面積/體積比(藻體)的影響
氮同化作用
透過谷氨醯胺合成途徑引入氨
和細菌的硝化/反硝化作用不相同
將硝酸鹽/亞硝酸鹽還原成氨
無機氮轉化成蛋白質、核酸
培養的方法
異養培養
高密度生物質：無菌環境生長
適合高氮廢水 ( 氨的利用 )
在黑暗中利用有機化合物 (葡萄糖、揮發性脂肪酸 ) 生長
混合培養
能量來源：可見光、有機碳源
提供靈活性和高效率
生產高脂生物質
光養培養
反應器類型
開放式池塘(跑道式、HRAP)
封閉式光生物反應器(管、平板式)
遇到的問題：二氧化碳供給和光照不足(自身會遮蔽)
能量來源：可見光、二氧化碳
生物量收穫與利用
大型藻
機械過濾
集中的生物量(乾燥或轉化)
飼料
肥料
計算CO₂固定量與碳積分
生物能源
微藻
聚凝
過濾
沉降
試驗看法和整合
整合策略
和汙水處理廠(經過三個階段步驟處理)一起
利用沼氣/二氧化碳促進藻類生長
擴大培養
需要根據太陽輻射對HRT劑型季節性的調整
小的HRAP池表現出較好的初始穩定性/生產力
優點與應用
碳信用評估
把二氧化碳固定在生物質中(1.83公斤二氧化碳/1公斤藻類
具有抵銷產業溫室氣體排放的潛力
生物質應用
材料(生物塑膠、生物炭、土壤添加劑)
高價值成分(化妝品、營養保健品)
能源(生物燃料、生物柴油、生物甲烷(經過消化)
實驗前準備與檢測
廢水前處理
有機物預處理
測定氮磷等養分濃度
沉澱去除大顆粒
藻種選擇與接種
生長速率高
環境耐受性強
生物量價值高
效益評估
產出
生物量產量(培養獲得多少藻類)
營養鹽去除率 TN、TP (藻類吸收多少氮、磷)
CO₂固定量(1公斤乾生物量 = 1.83公斤二氧化碳)
藻類生物質(乾重/濕重)
成果
碳減量效益(碳排)
經濟效益(藻類賣錢，降低成本)
環境效益(改善水質)
生物質應用潛力(燃料、肥料、飼料)