Zeitschrift für Grundlagen erneuerbarer Energien und Anwendungen
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Abstrakt

Bioenergie 2020: Mit Phytohormonen die Grenzen des Abwassers auf Algenlebensfähigkeit und Biomasseakkumulation aufdecken

Liqun Jiang, Changliang Nie, Yizhen Li, Haiyan Pei

Abwasser wurde in der Vergangenheit als effizientes und wirtschaftliches alternatives Medium für Mikroalgen-Biokraftstoffe angesehen. Algen leiden derzeit jedoch unter geringer Lebensfähigkeit und Biomasseproduktivität und erfordern eine Vorbehandlung des Abwassers. Die anaerobe Vergärung von Küchenabfällen (ADE-KW) zeichnete sich durch ein hohes Verhältnis von Stickstoff und Phosphor aus und enthielt reichlich Bakterien. Um die Behandlungsmethoden zu optimieren, wurden hier Phosphatzusätze, die Zugabe des Phytohormons GA3 und Sterilisation einzeln oder interaktiv eingesetzt, um die Biomasseproduktion von Chlorella SDEC-11 aus ADEKW zu fördern. Die Phosphatzusätze steigerten die Biomasseproduktion leicht, hatten keinen Einfluss auf die Lipidansammlung und lösten eine Bakterienblüte aus. Im Vergleich zur ADE-KW-Kontrolle lieferte sterilisiertes ADE-KW weniger Biomasse, während GA3 die Biomassekonzentration um das 1,8-fache erhöhte und die Lipidproduktivität auf ein äquivalentes Niveau von BG11 verbesserte, ohne dass eine Bakterienblüte auftrat. GA3 verringerte auch die mehrfach ungesättigte Carbonsäure C18:3 auf nur 10 % und entsprach dem Biodieselstandard EN 14214. Betrachtet man die Wechselwirkungen zwischen Nährstoffen, Phytohormonen und Sterilisation, behinderte Phosphat die Förderung von GA3 auf Algen in ADE-KW, was zu einer geringeren Biomasse bei gleichzeitiger Zugabe von P und GA3 als bei alleiniger GA3-Behandlung führte. Phosphat und GA3 förderten jedoch synergistisch das Algenwachstum in sterilisierten ADE-KW und erzielten die allerbeste Biomasseproduktion. Diese Ergebnisse zeigten, dass im Abwasser vorkommende Bakterien von der Nährstoffergänzung profitierten, mit den Algen konkurrierten oder sie negativ beeinflussten, was durch Sterilisation vermieden und durch GA3-Zugabe ignoriert werden konnte. Die alleinige Zugabe von Phytohormonen unterstützte den Energie- und Nährstoffverbrauch und war eine geeignete, nachhaltige und wirtschaftliche Behandlungsmethode zur Förderung des Algenwachstums im Abwasser.