三种不同小球藻去除亚硝态氮和氨氮能力的研究

为了研究小球藻在不同质量浓度的氨氮和亚硝态氮环境下的去除能力与生长效果,从实验室挑选3株不同的小球藻CV315-1(Chlorella sp.)、CV315-2(Chlorella sorokiniana)和CV315-3(Chlorella pyrenoidosa)分别置于不同质量浓度的氨氮和亚硝态氮模拟污水中,在温...     

基于管道式光生物反应器的藻粉生产过程技术经济分析

经济成本过高阻碍了微藻产品的产业化,而国内目前缺乏有关微藻产品技术经济分析的研究。为探究更符合我国国情的降低微藻产品成本的策略,本文采用结合地域气候和藻种特性的微藻生长模型,对基于管道式光生物反应器的藻粉(含水量为5%的微藻生物质)生产过程进行技术经济分析,讨论了价格和工艺两大类共12个参数以及生产规模对藻粉总成本的影响程度,并对影响经济成本的主要参数进行情景设计。结果显示,普通小球藻(Chlorella vulgaris)藻粉产量受地域和季节影响较大,对位于浙江省乐清市规模为0.1 hm²的生产基地,藻粉年产量约3.8 t,成本为185.7￥/kg。直接人工费、生长温度、光合效率和年运行时间是影响藻粉总成本的四个重要参数,最具成本吸引力的产业化规模约为10 hm²。考虑了降价空间和技术进步的某未来情景下藻粉成本可降至22.6￥/kg,该值与近年来文献给出的亚洲西南部和欧洲各地商业规模的微藻干物质成本较为接近。本文的研究可为我国微藻产品产业化的发展提供一定的理论和数据参考。     

离散斜向肋管式反应器的肋排列角度优化设计

为了给离散斜向肋管式反应器的结构设计提供参考,本文以离散斜向肋管式反应器为对象,基于CFD方法研究肋排列角度对反应器性能的影响。采用离散颗粒模型模拟微藻在反应器中的运动路径,并引入三个评价指标:平均光暗循环频率、光暗循环强化效率和光梯度与速度场协同角来全面评价反应器性能。研究发现:排列角度增加,平均光暗循环频率增加,而光暗循环强化效率先增加后减小。α=37.5°为最优排列角度,此角度下小球藻藻液的光暗循环强化效率最高,三种光照条件下分别为2.37、0.90和0.48;暗区光梯度与速度场协同程度最好,平均|cosβ|为0.65,是光管的1.48倍;同时平均光暗循环频率分别较光管提高了8.0倍、3.7倍和2.5倍。     

管式光生物反应器中螺旋混合器的径向高度对光暗循环频率和压降的影响

将光暗循环频率的无量纲增量与压降的无量纲增量之比定义为光暗循环强化效率,作为混合器的经济性评价指标。通过计算流体力学方法,比较了带有不同径向高度混合器(H=10mm,15mm和20mm)的反应器的光暗循环强化效率。结果表明,在入射光强为800μmol·m~(-2)·s~(-1)时,通过将H从20mm降低到15mm和10mm,强化效率从12.0%升高到了22.9%和22.3%;在光强为375μmol·m~(-2)·s~(-1)时,强化效率则从13.4%变为12.0%和21.7%。即在这两种光照条件下,径向高度较低的混合器具有更高的光暗循环强化效率。基于对结果的分析,提出可根据速度场和光照场的协同来设计混合器。