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Polyculture microalgae and Zno/GAC-nanocomposite system for greywater treatment
Biomass & Bioenergy ( IF 5.8 ) Pub Date : 2024-09-22 , DOI: 10.1016/j.biombioe.2024.107391 Meena Bhanu, Aggarwal Mohit, Neelancherry Remya
Biomass & Bioenergy ( IF 5.8 ) Pub Date : 2024-09-22 , DOI: 10.1016/j.biombioe.2024.107391 Meena Bhanu, Aggarwal Mohit, Neelancherry Remya
The study addressed the need for sustainable greywater treatment, aiming to mitigate water scarcity and pollution. The potential of using microalgae cultivated in greywater with zinc oxide nanoparticles (ZnO/GAC-nanocomposite) was investigated for these purposes. A batch photobioreactor was employed for 15 d. The nanocomposite system significantly improved nutrient removal, with optimal removal efficiency of 80 % for TOC, 94.2 % for PO4 3− , and 99.6 % for NH4 + . The presence of nanocomposites improved microalgae growth, achieving a density of 1.8 g/L compared to 0.83 g/L without nanocomposites. The microalgal biomass obtained had a high volatile matter content of 74.4 %, low ash content of 5.1 %, and fixed carbon of 20.4 %. The biomass includes 46.74 % carbon, 5.72 % hydrogen, and 38.75 % oxygen, with a high heating value of 18.32 MJ/kg. The reusability of ZnO/GAC-nanocomposite was also assessed, which maintained effective nutrient removal after four cycles, with NH4 + , PO4 3− , and TOC removal rates of 86.1 %, 83.2 %, and 69.8 %, respectively. Comparison of treated greywater with a pH of 8.5, turbidity <4 NTU, COD, NH4 + , PO4 3− of 34, 0.032, and 0.48 mg/L, respectively, with various reuse standards, indicated its potential reuse for toilet flushing.
中文翻译:
用于灰水处理的混养微藻和 Zno/GAC 纳米复合系统
该研究解决了可持续灰水处理的需求,旨在缓解水资源短缺和污染。为此,我们研究了使用在灰水中培养的微藻和氧化锌纳米颗粒(ZnO/GAC-纳米复合材料)的潜力。使用间歇式光生物反应器15天。纳米复合系统显着改善了养分去除效果,TOC 的最佳去除效率为 80%,PO43− 的最佳去除效率为 94.2%,NH4+ 的最佳去除效率为 99.6%。纳米复合材料的存在改善了微藻的生长,密度达到了 1.8 克/升,而没有纳米复合材料时密度为 0.83 克/升。所得微藻生物质挥发分含量高,为74.4%,灰分含量低,为5.1%,固定碳为20.4%。生物质含碳46.74%、氢5.72%、氧38.75%,热值高达18.32 MJ/kg。 ZnO/GAC-纳米复合材料的可重复使用性也得到了评估,在四个循环后仍保持有效的养分去除,NH4+、PO43−和TOC去除率分别为86.1%、83.2%和69.8%。将 pH 为 8.5、浊度 <4 NTU、COD、NH4+、PO43− 分别为 34、0.032 和 0.48 mg/L 的处理后灰水与各种回用标准进行比较,表明其回用于冲厕的潜力。
更新日期:2024-09-22
中文翻译:
用于灰水处理的混养微藻和 Zno/GAC 纳米复合系统
该研究解决了可持续灰水处理的需求,旨在缓解水资源短缺和污染。为此,我们研究了使用在灰水中培养的微藻和氧化锌纳米颗粒(ZnO/GAC-纳米复合材料)的潜力。使用间歇式光生物反应器15天。纳米复合系统显着改善了养分去除效果,TOC 的最佳去除效率为 80%,PO43− 的最佳去除效率为 94.2%,NH4+ 的最佳去除效率为 99.6%。纳米复合材料的存在改善了微藻的生长,密度达到了 1.8 克/升,而没有纳米复合材料时密度为 0.83 克/升。所得微藻生物质挥发分含量高,为74.4%,灰分含量低,为5.1%,固定碳为20.4%。生物质含碳46.74%、氢5.72%、氧38.75%,热值高达18.32 MJ/kg。 ZnO/GAC-纳米复合材料的可重复使用性也得到了评估,在四个循环后仍保持有效的养分去除,NH4+、PO43−和TOC去除率分别为86.1%、83.2%和69.8%。将 pH 为 8.5、浊度 <4 NTU、COD、NH4+、PO43− 分别为 34、0.032 和 0.48 mg/L 的处理后灰水与各种回用标准进行比较,表明其回用于冲厕的潜力。