微生物与生化技术杂志

抽象的

可持续生物能源生物加工：生物甲烷生产、消化物作为生物肥料和藻类培养的补充饲料，以促进藻类生物燃料商业化

Gene Drekeke Iyovo、杜国成和陈健

在本研究中，我们开发并测试了一种可持续系统，该系统可高产出生物甲烷、生物肥料和生物柴油。这些是通过混合家禽粪便 (PM)、纸浆和藻类废污泥进行共消化而实现的，共消化产生生物甲烷，消化液过滤后得到半固体和水性，前者用作生物肥料，后者用于藻类培养以增强藻类生物质以生产生物柴油。底物的不同混合导致碳/氮比 (C/N) 为 26、30、31、34 和 37，这些比值可用于生物甲烷的评估。 C/N 26 的产量为 1045 ml/L/d（74% 生物甲烷含量），与其他 C/N 相比产量最高，C/N 30 的产量相似（1010 ml/L/d），使得这些底物的最佳生物甲烷 C/N 范围在 C/N 26 至 30 之间。相比之下，C/N 31 至 37 的生物甲烷产量较低。消化液的预处理显著提高了 C/N 26 和 30 中的生物甲烷产量。我们根据氮矿化情况评估了 C/N 26、30、31、34 和 37 中的所有消化液，发现 C/N 26 至 31 营养丰富。我们过滤了消化物并用于藻类补充饲料，还发现葡萄糖消耗呈线性下降（在细胞生长中得到充分利用），营养丰富的C/N 26 至 30 的消耗最低。正如预期的那样，单次添加 C/N 34 和 37 的消化物未能产生与 C/N 26、30 和 31 消化物在 120 小时时相当的藻类产量，而后者的干细胞重量 (DCW) 分别达到 7.72、7.8 和 7.12 g/L。为了提高藻类生物量产量并提高细胞脂质含量及其最终产量，我们研究了使用 C/N 26 和 30 消化物的两阶段补充喂养策略。基于显示生长期的“无”消化物的培养，我们在滞后指数（0-120 小时）和稳定期（120-180 小时）添加消化物。补充喂养导致葡萄糖迅速消耗，在 120 时达到 9 g/L，180 小时后达到脂质产量 3.77 g/L。基于这项研究，可以想象，使用所讨论的生物废物或类似性质的生物废物的循环系统可以发展并构成一个自给自足的可持续系统，从废物处理、沼气到藻类生物燃料机会。在进一步研究的条件下，藻类培养中采用的简单方法表明，微藻生物燃料可以轻松推广和商业化，成为家庭后院创收实体。微藻生物燃料的未来发展方向是吸引和培养更多的人口，使其成为一门有趣的艺术。