清洗废水池浮渣

藻类是一个生物反应器系统的功能性成分由德雷克塞尔环境设计工程师一次删除多个废水中的化学物质——简化这一过程通常需要多个步骤,昂贵的成分,和大量的时间。

市政水处理设施将废水——也就是说,任何水收集的污水系统,从家庭到街道排水沟——通过一个挑战的过程,物理和化学应变或中和位认为危害人类或生态环境损害之前回到最近的小溪或河流。

克里斯托弗·销售,博士,助理教授大学工程和研究小组的成员在A.J.德雷克塞尔研究所能源与环境,旨在改善废水处理与一点帮助从藻类及其与细菌的共生关系从水中去除多余氮。

“最耗时和昂贵的组件之一,废水处理今天是消除水氮、磷等营养物质,通常进入水从我们的家庭厕所和水池,“销售说。“这是一个关键的一步,因为释放过剩的氮物种的供水可能导致加速增长蓝细菌和藻类,并创建一个大规模的藻华就像去年夏天在伊利湖造成的污染整个供水托莱多,俄亥俄州的。”

2006年,销售,以及宾夕法尼亚大学的同事,开发了一种水处理装置,称为高密度生物反应器,可以培养一个密集的微生物的混合体——被称为活性污泥用于去除废水有机碳氧化合物。此后销售德雷克塞尔添加了海藻和他的实验室混合提高反应器的脱氮能力,让经济复苏的潜在有价值的资源:藻类生物量。

这种发展是相当重要,因为今天的主要的脱氮技术涉及多步骤的过程,推动水通过多达四个不同的坦克和要求nitrogen-removing细菌定居一段时间的水。

在这个复杂的过程的第一步,氧气通入水中溶解氮转化为化学表妹,硝酸。水与细菌混合后用硝酸呼吸和排出到大气中氮气——就像人类呼吸氧气,呼出二氧化碳。细菌所做的工作之后,水被泵入另一个坦克,直到他们已经解决了,经过处理的废水可以释放到最近的水体。这个过程是能源密集型和需要一个大型设施,以适应坦克对硝化、反硝化作用和沉淀。

“硝化过程中需要大量的能量,因为坦克硝化细菌需要不断充气提供氧气驱动转换铵硝酸盐、“销售说。”同样,污水处理厂通常需要添加化学物质,如甲醇、为denitryfing细菌提供足够的食物来的硝酸硝化过程转化为氮气。”

相比之下,销售的生物反应器的工作原理是不断循环的水变成一个藻类和带细菌的环境中,去除氮通过存储在藻类,可以很容易地从水中分离的新反应堆。他的数据表明,它可以去除80%的氮废物流。

此外,销售的系统不需要单独的沉淀池,因为反应堆设计自然的流动促进生物质沉降。这种分离,销售推测,可能有一天让这些生物反应器中的藻类培养一个吸引人的生物燃料的原料来源,因为它不需要尽可能多的能源干燥pond-grown藻类。

实验室规模原型看起来相当复杂的化学实验——它是什么,本质上。1000毫升的量筒装满一个梯度的绿色液体管道的核心电路的水壶开始合成废水,通过泵源,冒泡烧杯,最终通过藻类和细菌的烧瓶在倒进桶里“污水处理。”

污水进入生物反应器与高浓度的氨氮和硝态氮在原材料废水由于其存在。不同的微生物群落,由大约350个不同的物种,可以代谢氨硝酸或死亡的藻类细胞转化为二氧化碳。藻类生长和使用这些副产品进行光合作用,而反过来,产生氧气,帮助细菌茁壮成长。因此循环删除氮废水,同时种植健康的作物的藻类和细菌。

“我们的废水是藻类和细菌的完美环境繁荣共生循环的生活,”雅各说价格销售博士研究员的实验室。”硝酸盐肥料是一种常见的因素。植物使用它,以及二氧化碳和光线,通过光合作用和碳固定的过程中,推动经济增长。光合作用的副产物是氧气,使用生物——就像细菌一样——相称的生命过程。这是一个美丽的自然的关系,我们可以利用干净的水。”