wesTech工程公司和猶他州州立大學(xué)的可持續(xù)“廢棄物轉(zhuǎn)化生物制品”產(chǎn)品研發(fā)中心(SWBEC)共同參與開(kāi)發(fā)從城市污水和其他富營(yíng)養(yǎng)化的水源中更高效地收獲藻類方法，并研究、開(kāi)發(fā)將其轉(zhuǎn)換成高附加值產(chǎn)品資源應(yīng)用于傳統(tǒng)行業(yè),例如用作能源使用或者牲畜飼料。
猶他州洛根市開(kāi)闊的瀉湖使用SWBEC研發(fā)的系統(tǒng)是猶他州洛根城市其中的一部分,污水處理設(shè)備制造商,也是SWBEC的合作伙伴,連同WesTech工程公司-一家領(lǐng)先的工程公司和為市政用水和工業(yè)廢水工藝流程處理制造商,坐落于于猶他州鹽湖城。
這個(gè)占地460英畝的瀉湖，專門是為洛根市處理市政廢水的，它擁有足夠多的營(yíng)養(yǎng)，每年從4月到10月每天都能產(chǎn)生30噸的藻類干重。藻類的生長(zhǎng)，在自然陽(yáng)光的幫助下，應(yīng)用SWBEC的研發(fā)的方案，可以每天收獲。
“我們的興趣在于能夠?qū)ι鐣?huì)環(huán)境產(chǎn)生積極影響的技術(shù)，以及長(zhǎng)期在經(jīng)濟(jì)上能夠自我維持，”WesTech的首席執(zhí)行官雷克斯·普萊齊爾(Rex Plaizier)說(shuō)。通過(guò)調(diào)研我們發(fā)現(xiàn)SWBEC已經(jīng)參與的廢水處理的研究工作，者也是為什么我們選擇與他們合作的原因。
2010年，SWBEC委托WesTech設(shè)計(jì)了一個(gè)藻類生長(zhǎng)反應(yīng)器，據(jù)他們所知，這是世界上第一個(gè)旋轉(zhuǎn)藻類生物膜反應(yīng)器(RABR)。這是基于猶他州生物工程部門開(kāi)發(fā)的藻類生物膜的概念。生物膜滾流器是為獲取大量藻類而設(shè)計(jì)的，應(yīng)用于大型的開(kāi)放池和跑道池工程系統(tǒng)。
猶他州立大學(xué)教授、SWBEC的聯(lián)席主管Ronald Sims博士說(shuō):“藻類生物膜系統(tǒng)在廢水處理中已經(jīng)成為一種替代懸浮藻生長(zhǎng)系統(tǒng)的方法，因?yàn)樗梢詼p少生物物質(zhì)的采收，降低下游加工的成本?！薄蔼q他州立大學(xué)科研研究表明，使用RABR生長(zhǎng)的藻類在去除廢水中的氮和磷營(yíng)養(yǎng)方面非常有效。”
第一個(gè)RABR被安裝在羅根湖市，同時(shí)作為SWBEC對(duì)藻類測(cè)試和設(shè)備數(shù)據(jù)評(píng)估的一部分。它被開(kāi)發(fā)成為一個(gè)區(qū)域規(guī)模地點(diǎn)，在那里進(jìn)行戶外研究和試驗(yàn)，利用光養(yǎng)藻類的工程系統(tǒng)進(jìn)行藻類生物質(zhì)生產(chǎn)和水質(zhì)改善。
“我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里試驗(yàn)了生物膜反應(yīng)器的想法，”西姆斯博士補(bǔ)充道。但是設(shè)計(jì)和制造一個(gè)完整的生物膜系統(tǒng)，并將其投入到一個(gè)占地460英畝的瀉湖內(nèi)，是完全不同的。這就是WesTech第一次將自己的專業(yè)知識(shí)傳授給SWBEC的地方。從那時(shí)起，我們就有了持續(xù)的合作關(guān)系。
全尺寸的RABR被包含在一個(gè)14500升的水箱內(nèi)。另外，3個(gè)小規(guī)模的RABR系統(tǒng)在一個(gè)超過(guò)4000升的水箱中運(yùn)行，還有2個(gè)在25英畝的開(kāi)放池跑道生物反應(yīng)器中運(yùn)行，每一個(gè)都有超過(guò)15萬(wàn)升的水處理量。每一種系統(tǒng)都能提供和排放所需的水，并通過(guò)儀器記錄光合作用的輻射、溫度、溶解氧和pH值。
工地實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)是為了對(duì)營(yíng)養(yǎng)物、藻類生長(zhǎng)條件、藻類濃度和藻類產(chǎn)量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，以及藻干重的百分比值。營(yíng)養(yǎng)樣本，特別是氮和磷，可以在幾分鐘內(nèi)處理完畢，通過(guò)采用一個(gè)連續(xù)的樣品處理系統(tǒng)。
該設(shè)施系統(tǒng)包括提供兩個(gè)特定研究需求的溫室，以模擬實(shí)驗(yàn)室規(guī)模藻類生長(zhǎng)試驗(yàn)和生物量干燥實(shí)驗(yàn)。該場(chǎng)所還配備了2個(gè)26 x 24英尺的建筑，用于收集藻類生物質(zhì)，作為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)規(guī)模藻類生長(zhǎng)的研究，并在2千加侖的每一個(gè)厭氧容器內(nèi)收集和利用藻類生物質(zhì)。
一旦藻類被收獲，位于猶他州立大學(xué)的洛根大學(xué)的SWBEC藻類加工和產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)施出具藻類研究報(bào)告——包括從生物質(zhì)生產(chǎn)使用開(kāi)放池塘的跑道和旋轉(zhuǎn)藻類生物膜反應(yīng)器，到化學(xué)，生物，和熱預(yù)處理，到生產(chǎn)生物產(chǎn)品等全部數(shù)據(jù)。
這個(gè)獨(dú)特設(shè)計(jì)的設(shè)施利用五個(gè)室外站點(diǎn)進(jìn)行試點(diǎn)和全面測(cè)試。該場(chǎng)所建造了一個(gè)溫室，配備了生長(zhǎng)系統(tǒng)，用于藻類生長(zhǎng)、收獲的評(píng)估。
在藻類處理之后，SWBEC建立了一個(gè)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)室，旨在使發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的生物產(chǎn)品最佳化。實(shí)驗(yàn)室有能力大規(guī)模生產(chǎn)這些產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)室的目的之一是生產(chǎn)大量的生物制品，用于商業(yè)化和擴(kuò)充性能數(shù)據(jù)庫(kù)。
實(shí)驗(yàn)室里有兩個(gè)10升的含二氧化碳和氧氣分析儀的發(fā)酵罐。對(duì)于大規(guī)模的發(fā)酵，實(shí)驗(yàn)室使用了125升的發(fā)酵系統(tǒng)，對(duì)于細(xì)胞和產(chǎn)品的恢復(fù)，實(shí)驗(yàn)室配備了幾個(gè)大小規(guī)格的離心機(jī)。該發(fā)酵實(shí)驗(yàn)室的能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)酵生物制品最大化，并可在多種生長(zhǎng)條件下進(jìn)行生長(zhǎng)培養(yǎng)和數(shù)據(jù)分析，以獲得最大的產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。
以廢物為基礎(chǔ)的生物能源、生物塑料以及通過(guò)獨(dú)特的SWBEC伙伴關(guān)系開(kāi)發(fā)的其他生物技術(shù)，為解決可持續(xù)的廢物處理和生物能源生產(chǎn)提供了新的選擇。
本文轉(zhuǎn)自公眾號(hào) 微藻博士 ?https://mp.weixin.qq.com/s/ZF8_TebD8kVPvXOKxOFQ8Q
