Co-cultivation of fungal-microalgal strains in biogas slurry and biogas purification under different initial CO2 concentrations

Abstract

The effects of five different microalgae-fungi on nutrient removal and CO2 removal were investigated under three different CO2 contents (35%, 45% and 55%). The results showed that the highest nutrient and CO2 removal efficiency were found at 55% CO2 by cocultivation of different microalgae and fungi. The effect of different initial CO2 concentration on the removal of CO2 from microalgae was significant, and the order of CO2 removal efficiency was 55% (v/v) >45% (v/v) >35% (v/v). The best nutrient removal and biogas purification could be achieved by co-cultivation of C. vulgaris and G. lucidum with 55% initial CO2 content. The maximum mean COD, TN, TP and CO2 removal efficiency can reach 68.29%, 61.75%, 64.21% and 64.68%, respectively under this condition. All highest COD, TN, TP and CO2 removal efficiency were more than 85%. The analysis of energy consumption economic efficiency revealed that this strategy resulted in the highest economic efficiency. The results of this work can promote simultaneously biological purification of wastewater and biogas using microalgal-fungal symbiosis.

Nutrient and heavy metal removal from piggery wastewater and CH4 enrichment in biogas based on microalgae cultivation technology under different initial inoculum concentration

“…Algae can use photosynthesis of CO 2 produced by bacteria and assimilate N and P. The nitrogen source used for photosynthesis of the microalgae may be organic nitrogen or inorganic nitrogen. The algae system can recover part of the energy, and the metabolites produced by bacteria and algae can also be utilized by microorganisms and microalgae, thereby reducing the cost of additional energy (Zhou et al, ).…”

“…Up to now, most researches merely focused on wastewater purification and biogas upgrading by mono‐microalgae cultivation or co‐cultivation of fungi and microalgae under different light conditions (Cao, Wang, Sun, Hu, & Zhao, ; Sun et al, ; Yang et al, ; Zhou, Zhang, & Jia, ). However, the effect of the microalgae–fungi/bacteria symbiosis system on biogas upgrading and pollutant purification in PWW as well as the heavy metals removal under different initial microalgae inoculation conditions has not been reported.…”

Processing Methodologies of Wet Microalga Biomass Toward Oil Separation: An Overview

“…Recall that wastewater treatment plants (WWTPs) generate a tremendous amount of waste activated sludge (WAS); treatment of WAS is accomplished via anaerobic digestion (AD), to convert existing organic waste to bioenergy. Since WAS has a complex composition, the efficiency of biogas production is limited [169,170]; it contains 20-60% CO 2 and 0.005-2% H 2 S, thus making it unfavorable for use as a fuel gas without further purification [171,172]. As microalgae can rapidly mitigate the CO 2 and H 2 S produced during the process, this considerably improves biogas quality; hence, they are regarded as a possibility to convert effluent wastes to biofuels and biochemicals.…”

Βιοεξυγίανση Και Αξιοποίηση Αναερόβια Επεξεργασμένων Αγροτο-Κτηνοτροφικών Και Αστικών Οργανικών Αποβλήτων Για Την Παραγωγή Βιοτεχνολογικών Προϊόντων Υψηλής Προστιθέμενης Αξίας Με Τη Χρήση Μικροφυκών

“…Επιπρόσθετα, στην πλειοψηφία των περιπτώσεων στόχο της καλλιέργειας των μικροφυκών στις αναερόβιες απορροές αποτελεί και η ταυτόχρονη παραγωγή χρήσιμων προϊόντων, με ιδιαίτερη έμφαση να δίνεται στην παραγωγή λιπιδίων (Yu et al 2017;Olguín et al, 2015;Yang et al, 2015). Οι Yang et al, (2011) (Gao et al, 2018;Jiang et al, 2018bJiang et al, , 2018aMarazzi et al, 2017;Posadas et al, 2016;Praveen et al, 2018;Qin et al, 2018;Wang et al, 2019;Zhou et al, 2018). Η αραίωση της απορροής πριν τη χρήση της, με τις τελικές συγκεντρώσεις να κυμαίνονται συνήθως μεταξύ 2-50%, επιτυγχάνει ταυτόχρονα μείωση της τοξικής συγκέντρωσης της αμμωνίας, αλλά και της θολερότητας και του σκούρου χρώματος του μέσου που περιορίζουν την διείσδυση της φωτεινής ακτινοβολίας στην καλλιέργεια (Cai et al, 2013a;Franchino et al, 2013;Khanh et al, 2013;Wang et al, 2010).…”

“…Με την προσθήκη 5 g L -1 γλυκόζης, η απομάκρυνση COD αυξήθηκε σημαντικά, με το χαμηλότερο ποσοστό κατανάλωσης, 78% στην περίπτωση της ταυτόχρονης προσθήκης 5 g L -1 γλυκόζης και ιχνοστοιχείων, ενώ στην αντίστοιχη δοκιμή ελέγχου, παρουσία υψηλής συγκέντρωσης γλυκόζης, η κατανάλωση ήταν μόλις 40%. Παρόμοια κατανάλωση έχει αναφερθεί και στην περίπτωση της μικτής καλλιέργειας του είδους C. vulgaris και του μύκητα Ganoderma lucidum σε αναερόβια απορροή παρουσία 55% CO 2, που οδήγησε σε 68.3% απομάκρυνση COD (Zhou et al, 2018). Η προσθήκη CW είχε ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη αύξηση στην αρχική τιμή της συγκέντρωσης COD σε σχέση με την προσθήκη του μονοσακχαρίτη, γεγονός που οφείλεται στην παρουσία επιπλέον οργανικών συστατικών στο CW, με τη συνολική απομάκρυνση να φθάνει το 90.6% και το 75% να καταναλώνεται εντός των 4 πρώτων ημερών της καλλιέργειας.…”