Как сделать очистку сточных вод прибыльной

В институте материаловедения Академии наук Узбекистана получена пленка сложного состава, которая содержит в своем составе керамику, обладающую уникальными свойствами – она преобразует солнечный свет в импульсное инфракрасное излучение. Причем длина волны излучения задается заранее свойствами керамики, добавленной в пленку. Важны две характеристики композитной пленки: первое, что излучение импульсное, и второе – имеет заранее заданную длину волны.

При обычном излучении в широком спектре хлорофилл поглощает фотон света медленно, именно этим обуславливается низкая эффективность фотосинтеза. Вторым фактором, ограничивающим фотосинтез, является то обстоятельство, что есть пороговое значение интенсивности света, ниже которого фотосинтез не происходит. Импульсное излучение в области 600¬680 нм, генерируемое композитной пленкой, позволяет с лихвой преодолеть этот уровень освещенности в пасмурные дни, вечернее и раннее утреннее время. Благодаря этому, растения развиваются очень быстро.

Как уже отмечалось, хлорелла нуждается в ярком свете, но не переносит прямое солнечное освещение. Оптимальная интенсивность света для интенсивного развития хлореллы — 2000-3000 люкс. Композит, обладая импульсным излучением позволяет легко достичь такой интенсивности.

Кроме того, температура: хлорелла может выращиваться при температурах от 15 до 35 °С, но наиболее оптимальная температура для ее выращивания — от 25 до 30 °С. Композитные фотокатализаторы позволяют поддерживать такие температуры при значительном изменении температуры окружающей среды.

Существует множество пресноводных микроводорослей, которые могут содержать высокое количество липидов:

• Chlorella — это одноклеточная зеленая водоросль, которая может содержать до 60% жиров. Она может выращиваться при температуре от 25 до 35 °С;
• Botryococcus — это зеленая водоросль, которая может содержать до 75% жиров. Она может выращиваться при температуре от 20 до 30 °С;
• Nannochloropsis — это одноклеточная зеленая водоросль, которая может содержать до 50% жиров. Она может выращиваться при температуре от 20 до 30 °С;
• Isochrysis — это золотисто-коричневая водоросль, которая может содержать до 50% жиров. Она может выращиваться при температуре от 15 до 25 °С.

Температурный диапазон выращивания может варьироваться в зависимости от конкретного вида микроводорослей и условий выращивания. Однако, в целом, большинство пресноводных микроводорослей могут выращиваться при температурах от 15 до 35 °С.

Одним из наиболее известных и широко используемых видов микроводорослей является Nannochloropsis. Эти водоросли содержат около 50% липидов по сухому весу, что делает их привлекательным источником биотоплива и других продуктов. Кроме того, Nannochloropsis являются быстрорастущими и могут расти в различных условиях, что делает их оптимальным источником для промышленности.

Приведенные выше факты свидетельствуют, что пресноводные водоросли можно использовать для обработки сточных вод. С другой стороны, ферментация легко масштабируется, дешева и интересна для «переработки» органических соединений углерода в биомассу, богатую соединениями, такими как омега-3 или антиоксиданты. Кроме того, CO2 от ферментации можно использовать для повышения производительности фотобиореакторов.

Системы открытого бассейна, как правило, дешевле в строительстве и эксплуатации, поэтому для крупномасштабного производства биомассы с низкой себестоимостью закрытые фотобиореакторы обычно считаются непригодными.

Закрытые биореакторы или ферментеры идеально подходят для выращивания высококачественных стартовых культур, которые используются для инокуляции биореакторы открытого бассейна. Кроме того, при производстве ценных продуктов закрытые фотобиореакторы обычно предпочтительнее, поскольку они более надежны и менее подвержены вредителям, чем системы открытого бассейна. Однако их использование требует больше энергии для газообмена, чтобы избежать окислительного стресса.

Чтобы снизить затраты на производство больших объемов малоценных продуктов, полученных из водорослей, одновременное производство дорогостоящих продуктов из той же биомассы является наиболее экологически выгодным путем. Как побочные продукты экстракции масла или белка, из водорослей могут быть извлечены пигменты и биологически активные соединения. Главное, в этом методе экстракции необходимо использовать химические вещества, которые не окажут отрицательного воздействия на окружающую среду.

Идеальная производственная система для выращивания водорослей должна быть комплексной. Необходимо использовать преимущества системного подхода к производству, извлекая из одной и той же биомассы несколько продуктов. Это предоставляет не только экономические, но и экологические преимущества.

Смотрите по теме:

Рустам Рахимов: «Я не хочу, чтобы отечественные технологии в будущем продавали нам же»