تثبيت زيستي دي اكسيدكربن حاصل از احتراق نفت سفيد و توليد همزمان زيست توده توسط ريزجلبك اسپيرولينا

Biofixation of Carbon Dioxide from Kerosene Combustion and Biomass Production by Spirulina

سابقه و هدف: دي‌اكسيدكربن عامل اصلي اثر گلخانه‌اي است. مطالعات قبلي نشان داده‌اند كه دي‌اكسيدكربن ناشي از مصرف گاز طبيعي و زغال‌سنگ موجب رشد ريزجلبك‌ها مي‌شود. در اين مطالعه به تعيين ميزان حذف دي‌اكسيدكربن حاصل از احتراق نفت سفيد پرداخته شد. مواد و روش‌ها: آزمايش‌ها با ساخت فتوبيوراكتور و تزريق هوا و گاز احتراق به‌صورت جداگانه به محيط كشت فاقد منبع كربن، انجام شد. جريان گاز عبوري (از راكتور) 5/1 ليتر بر دقيقه بود. منبع نور با چهار عدد لامپ فلورسنت با شدت روشنايي 10 كيلولوكس در دو حالت دائم و متناوب تامين شد. غلظت دي‌اكسيدكربن ورودي به راكتور در محدوده580 تا 6000 قسمت در ميليون انتخاب و به روش NDIR اندازه‌گيري شد. غلظت اوليه جلبك 20 ميلي‌گرم در ليتر بود. ميزان توليد زيست توده در مراحل مختلف آزمايش اندازه‌گيري شد. يافته‌ها: ميزان توليد جلبك با دي‌اكسيدكربن هوا و احتراق نفت سفيد حاوي5500 قسمت در ميليون دي‌اكسيدكربن پس از 8 روزبا تابش نور متناوب به‌ترتيب به 07/0 و 41/0 گرم در ليتر در روز و غلظت زيست توده به‌ترتيب به 25/0 و 63/1 گرم در ليتر رسيد. فاكتور تثبيت دي‌اكسيدكربن در غلظت 580 تا 5500 قسمت در ميليون با تابش نور متناوب در دامنه 27/2 تا 03/4 درصد ثبت شد. غلظت زيست توده در نور متناوب نسبت به نور دائم 15 درصد كمتر بود و در غلظت دي‌اكسيدكربن 5500 قسمت در ميليون و نور دائم به 91/1 گرم در ليتر رسيد. استنتاج: در اين مطالعه توانايي فتوبيوراكتور در حذف دي‌اكسيدكربن تاييد شد. هم چنين افزايش غلظت دي‌اكسيدكربن در گاز احتراق، در افزايش توليد زيست توده نقش دارد.

Background and purpose: CO2 is the main cause of greenhouse effect. Previous studies have shown that CO2 in methane and coal flue gas can lead to microalgae growth. The aim of this research was to study the CO2 biofixation by Spirulina and injecting kerosene flue gas. Materials and methods: A photo bioreactor was fabricated in which kerosene flue gas and air were separately injected. The photo bioreactor was filled by growth medium without carbon source. Light source was four fluorescent lamps (10 Klux intensity) operated in continuous and intermittent modes. The concentration of CO2 was chosen in the range of 580 to 6000 ppm that was measured by NDIR CO2 detector. The initial concentration of algae was 20 mgL-1. The algal biomass production was measured during the experiment. Results: The maximum production of algae by air and kerosene flue gas containing 5500 ppm CO2 using artificial intermittent light was 0.07 and 0.41 gL-1 d-1 and maximum concentrations of biomass were 0.25 and 1.63 gL-1, respectively. CO2 biofixation rates were between 2.27% and 4.03% at different runs. Biomass productivity with intermittent light was 15% less than continuous light and it reached 1.91 gL-1 with 5500 ppm CO2 using continuous light. Conclusion: In this study, the ability of a photo bioreactor was confirmed in the removal of CO2. Also, increase in CO2 contributes to increase in biomass production.