CO2 Capture, Nutrients Uptake and Lipids Content of Microalgae Species Culturing in Wastewater Media. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.
|
PDF (Thesis CHE - Saad Aldin M. Ali)
MS_Thesis_CHE-_Saad_Aldin_M._Ali.pdf - Other Download (2MB) | Preview |
Arabic Abstract
This research deals with an experimental investigation of integrated CO2 (from flue gas) conversion, wastewater treatment and biofuel production by growing microalgae. In this regard, two microalgae species (Nannochloropsis oculata and Chlorella vulgaris) have been considered. The rate of CO2 bio-conversion is determined by measuring the total organic carbon content of microalgae species. The nutrients uptake during cultivation period, lipids extraction and biomass thermal conversion are also studied. The results show that under phototrophic condition microalgae cells consume higher amount of CO2 than that of mixotrophic condition. The rate of CO2 bio-fixation under phototrophic mode are 1.64 and 1.96 gCO2/g biomass for Nannochloropsis oculata and Chlorella vulgaris, respectively. The nitrogen compounds uptake from the municipal wastewater depends on the initial concentrations and N/P ratio. The phosphorus compounds can be removed completely within short period. In lipids extraction, the disruption of microalgae cells significantly enhances the lipids amount. The cells disruption by sonication gives almost three time higher crude lipids than the amount without sonication. The thermal analysis of the produced biomass shows that the microalgaes are thermally stable up to 200°C. Following that, the microalgal biomass is sharply decomposed within 600°C. The thermal oxidation kinetics modeling is conducted using TGA data at various heating rates. The estimated apparent activation energies are found to be 152 kJ/mol and 214 kJ/mol for Nannochloropsis oculata and Chlorella vulgaris, respectively.
English Abstract
إن هذا البحث يختص بالدراسة المبنية على التجارب للتحقق من إمكانية دمج تحويل ثاني أكسيد الكربون (من غاز المداخن) مع معالجة مياه الصرف الصحي وإنتاج الوقود الحيوي بواسطة زراعة الطحالب الدقيقة. لهذا، تم اعتبار نوعين من الطحالب الدقيقة ( نانوكلوربسس اوكيولاتا و كلوريلا فالجاريس). لقد تم حساب معدل التحويل البيولوجي لثاني أكسيد الكربون بقياس المحتوى الكلي للكربون العضوي لنوعي الطحالب الدقيقة. كذللك تم دراسة امتصاص المغذيات خلال فترة الزراعة، استخلاص اللبيدات، والتحويل الحراري للكتلة الحيوية الناتجة. النتائج المتحصل عليها تشير على ان في حالة الزراعة في بيئة ضوئية التغذي فان خلايا الطحالب الدقيقة تستهلك معدلات عالية من ثاني أكسيد الكربون مقارنة بالزراعة في بيئة مختلطة التغذي. حيث بلغ معدل التحويل البيولوجي لثاني اكسيد عند الزراعة في بيئة ضوئية التغذي 1,64 و 1,96 جم ثاني أكسيد الكربون\جم كتلة حيوية لنوعي الطحالب الدقيقة نانوكلوربسس اوكيولاتا وكلوريلا فالجاريس على التوالي. ان امتصاص وازالة مركبات النيتروجين من مياه الصرف الصحي تعتمد على تراكيزها الابتدائية وعلى نسبة النتروجين الى الفسفور. كما يمكن إزالة مركبات الفسفور بشكل تام في وقت قصير. اما بخصوص استخلاص اللبيدات، فان احداث تشوهات في خلايا الطحالب الدقيقة يساعد فعليا في تعزيز كمية اللبيدات المستخلصة. حيث وجد ان استخدام الموجات الصوتية لتشويه خلايا الطحالب يضاعف كمية اللبيدات الخام اكثر من ثلاث مرات مقارنة بعدم استخدام الموجات الصوتية. ان نتائج التحليل الحراري للكتلة الحيوية الناتجة أظهرت ان الطحالب الدقيقة مستقرة حرارياً في درجة حرارة اقل من 200 درجة مئوية. اما بعد ذلك، فان كتلة الطحالب الحيوية تتحلل حراريا بشكل كلي عند الوصول لدرجة حرارة 600 درجة مئوية. تم تمثيل حركيات الأكسدة الحرارية با ستخدام معطيات متحصل عليها من محلل حراري وزني، وباستخدام معدلات تسخين مختلفة. لقد وجدت طاقة التحفيز الظاهرة حوالي 152 كج\مول و 214 كج\مول لنانوكلوربسس اوكيولاتا وكلوريلا فالجاريس على التوالي.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Subjects: | Chemical Engineering |
| Department: | College of Chemicals and Materials > Chemical Engineering |
| Committee Advisor: | Hossain, Mohammad Mozahar |
| Committee Co-Advisor: | Razzak, Shaikh Abdur |
| Committee Members: | Ba-Shammakh, Dr. Mohammed S. and Al-Harthi, Mamdouh Ahmed and Nzila, Alexis |
| Depositing User: | SAAD ALDIN MOHAMED ALI (g201206340) |
| Date Deposited: | 29 Jun 2015 12:44 |
| Last Modified: | 01 Nov 2019 15:46 |
| URI: | http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139611 |