بررسي فرايندهاي انعقاد الكتريكي و شيميايي براي جداسازي ميكروجلبك هاي آب شور

Investigation of Electro and Chemical Coagulation Processes for Marine Microalgae SeparationIn this study, different methods of separating of the microalgae from the culture medium as one of the most important and expensive steps in achieving commercial p

اقتصادي و تجاري شدن توليد سوخت زيستي از ميكروجلبك ها نيازمند حل برخي مشكل هاي پيش روي آن مي باشد. يكي از كليدي ترين و پرهزينه ترين مرحله هاي آن، جداسازي ميكروجلبك از محيط كشت مي باشد.در اين پژوهش ابتدا به بررسي اين مشكل و ارايه روش هاي گوناگون جداسازي زيست توده از محيط كشت پرداخته شد و سپس از بين روش ها به دليل سادگي و قابليت صنعتي شدن، روش انعقاد ـ فلوكولاسيون الكتريكي (EC) براي رفع مشكل انتخاب شد. شرايط بهينه و اثر پارامترهاي شدت جريان الكتريكي، زمان ماند و pH محلول اوليه بر ميزان جداسازي ميكروجلبك ها از محيط كشت و ميزان هزينه عملياتي بررسي شد و از آنجا كه EC، اغلب به عنوان جانشين انعقاد شيميايي (CC) معرفي مي شود، در ادامه عملكرد CCدر حذف ميكروجلبك ها نيز مورد ارزيابي قرار گرفت. نتيجه هاي به دست آمده از بهينه سازي نشان داد كه با اعمال شدت جريان الكتريكي mA/cm 6/1، به مدت 65/17 دقيقه درصد جداسازي بسيار دلخواهي (%8/96) با كم ترين هزينه قابل دستيابي است. همچنين براي دستيابي به چنين درصد حذفي نيازي به تنظيم pHنيست. از سوي ديگر، نتيجه هاي آزمايش هاي CC نشان داد كه با استفاده از آلوم به عنوان منعقد كننده، غلظت بهينه منعقد كننده برابر با mg/L 450 و بهترين pHبرابر با 8 مي باشد. در اين شرايط درصد حذف جلبك به حدود 85% مي رسد. روي هم رفته اين پژوهش نشان دهنده آن است كه EC يك فرايند كارا و قابل اطمينان براي جداسازي ميكرو جلبك ها از آب است. EC نسبت به فرايند انعقاد شيميايي منعطف تر ، پربازده تر و كم هزينه تر است، و البته بايدبه همه اين برتري ها، سادگي فرايند و نياز نداشتن به تجهيزات پيچيده را نيز افزود.

In this study, different methods of separating of the microalgae from the culture medium as one of the most important and expensive steps in achieving commercial production of Biodiesel from Microalgae was investigated. Electro CoagulationFlotation (ECF) was preferred among these methods due to its process simplicity and capability to scale up. The effect of three parameters, i.e., initial pH, electric current density and duration was investigated on microalgae separation efficiency and operating costs. It was revealed that duration was the most effective parameter on the both microalgae separation efficiency and the operational costs, wherein high efficiency was resulted in long duration. On the other hand, the high amount of electric current density caused high coagulation, flotation rates, and also consumed high power. Although the pH of solution had a little impact on operating cost compared with the duration and current density, the natural condition (pH = 6) is recommended. Microalgae separationefficiency was obtained 96.8% in optimal point; wherein current density equals 1.6 mA / cm2 for 17.65 min and no need to pH adjustment. Additionally, the performance of Chemical Coagulation (CC) as an alternative to the ECF in microalgae separation was evaluated. The results demonstrate that the optimal coagulant concentration and pH are respectively equal to 450 mg /L and 8 with the separation efficiency of 86%. Comparison of performance of these two methods indicate that ECF is a promising method of microalgae harvesting in large scale  due to its more flexibility and lower cost and also less sensitivity to pH changes.