Чи зупиняє рідкий CO2 ріст водоростей

Подача вуглекислого газу акваріуми ефективна для прискорення росту рослин. За даними фірми Тетра, при правильно підібраному освітленні зростання рослин при подачі СО2 з розрахунку 10-15 мг\л прискорюється в 4-6 разів.

Я подаю СО2 із розрахунку 1л газу на 100 л акваріума, за світловий день.
Об'єм газу, у зв'язку зі складністю та неточністю тестування, заміряю мірним циліндром (під водою)
Останні півроку став помічати посилення зростання водоростей, яким
видно теж подобається СО2 за фототрофного харчування.
Так компсопогон в одному з акваріумів розрісся в районі розпилювача
СО2. Тобто. Чорна борода отримала рух води плюс СО2.
В іншому акваріумі без зміни освітленості зацвіла вода, тобто
спостерігається спалах зростання евгленових водоростей. Після вимкнення однієї з двох ламп вода посвітлішала.
Цікаві думки та спостереження учасників форуму.
З ув.

Мені здається, що до кожного випадку потрібно підходити окремо. Не можна однозначно відповісти на таке запитання, не маючи всіх змін параметрів та не знання всіх умов. Мені здається, що СО2 без потрібного підживлення обов'язково дасть хід водоростям. А те, що прискорюється зростання в 3-4 рази, дуже мало віриться, якщо звичайно це не гідропоніка.

За своїми знаю, що подача СО2 це кул. Але без яскравого світла, нехай навіть "неправильного" спектру, і добавки добрив багато рослин просто зупиняються у рості. Причому добрива навіть важливіші за світло. При нестачі світла, але достатньо добрив рослини просто подовжуються. Відстань між міжвузлями збільшується.

При подачі СО2 водорості звичайно отримують підживлення, але їх зростання сильно активізується при надлишку добрив. При їх нестачі рослини все ж давлять водорості.

__________________
Купуючи судака, пам'ятайте: ви платите не лише за судака, а й за дохлого карася у його шлунку.

Це якщо удобрення без СО2 булькаєш?

Ось мені цікаво. А не тому Такаші Амано так посилено закликає до використання креветок, що за допомогою них можна частково забути про водорості?

Я поки що вимкнув свій бульбулятор.
Раніше горіло 4х18вт + СО2 із бродилки. Зовнішній вигляд зелені мене не влаштовував. Тепер, чи то лампи постаріли і спектр зрушив (до речі, в який бік він там зсувається?), чи справді бульки щось не давали. але зараз "життя налагоджується"
А водоростей раніше було набагато більше, у тому числі і на розпилювачі від СО2 – борода.

Адреса: Київ-град Стольний, але на краю географії цього найкрасивішого міста у світі, на далеких підступах до столиці.

Із моїх спостережень.
Со-2 реально сильно впливає зростання рослин.зростати вони починають із добавкою зі-2 просто як гриби після дощу. перевірено. це правда.
що таке надлишок добрив? складно визначитися у цьому. добрив має бути достатньо. Світла теж необхідна норма, мало-погано, багато-погано. у кожному разі по-різному.
Наявність та розвиток водоростей в акваріумі говорить про порушення балансу живлення рослин. (або погане обслуговування грунту) причина виникнення вогнищ бороди та ще на виході реактора загадка типу палтергейст. її взагалі там не повинно бути. хоча хтозна, хто знає. життя чудових людей іноді так сповнена загадок.
До речі, один літр со2 на сто літрів води. Для мене взагалі загадка. Один літр зрідженого газу? Або один літр газу при різному тиску та різній температурі матиме різну вагу. Об'єднання трьох незалежних приватних газових законів: Гей-Люсака, Шарля, Бойля-Маріотта, рівняння, яке можна записати так: P1V1/T1=P2V2/T2, і навпаки, з об'єднаного газового закону при P=const (P1=P2) можна отримати V1/T1 = V2/T2 (закон Гей-Люссака); при Т = const (T1 = T2) – P1V1 = P2V2 (закон Бойля-Маріотта); при V = const (V1 = V2) - P1/T1=P2/T2(закон Шарля). Чи закони фізики не для Вас, чи я нічого не розумію в літрі газу.
успіхів.

__________________
Боротися та Шукати-Знайти та .

Мікроводорослі як джерело альтернативного палива

Іванова, П. В. Мікроводорослі як джерело альтернативного палива / П. В. Іванова, А. А. Наталіна. - Текст: безпосередній // Молодий учений. - 2020. - № 22 (312). - С. 591-594. - URL: https://moluch.ru/archive/312/70907/ (дата звернення: 10.11.2024).

У статті розглянуто можливість використання мікроводоростей як одного з перспективних джерел рослинної сировини для отримання біопалива.Наведено дані порівняно обсягів виробництва олії з водоростей та інших рослинних культур з одиниці площі. Розглянуто способи вирощування мікроводоростей, а також наведено схему отримання біодизеля та біогазу з даної сировини.

Ключові слова: біопаливо, біомаса, мікроводорості, культивування, біогаз, біодизель.

У зв'язку з інтенсивним зростанням населення і зростаючим рівнем споживання енергоресурсів людство зіткнулося з проблемою скорочення запасів викопної енергетичної сировини. Крім того, використання копалин палива призводить до емісії в атмосферне повітря парникових газів та інших забруднюючих речовин. Таким чином, збільшення вартості викопних енергоресурсів, їх дефіцит та загроза глобальної зміни клімату змушує шукати нові рішення. Одним із найперспективніших варіантів вирішення цієї проблеми є отримання альтернативних видів палива, одним з яких є біопаливо.

Біопаливо - це продукт синтезу тваринної чи рослинної сировини, а також біологічних відходів. Насамперед до видів такого палива належать: біоетанол, біодизель, біонафта та біогаз. Основними перевагами використання біопалива є висока ефективність, низька вартість та мінімальний шкідливий вплив на навколишнє середовище в порівнянні з традиційним паливом [1].

Залежно від вихідної сировини та технології її обробки виділяють 3 покоління біопалива.

При виробництві біопалив першого покоління використовують сільськогосподарські культури з високим вмістом цукрів, крохмалю та жирів. Наприклад: ріпак, кукурудза, соняшник, соя та ін. Однак використання цього покоління біопалива малоефективне, т.к.потребує великих витрат на землекористування та впливає на збільшення вартості харчових продуктів.

Сировиною для біопалива другого покоління є відпрацьовані жири та олії, біомаса дерев та рослин, а також залишки їжі. Умовна ефективність виробництва цього виду біопалива близько 50%, тому що технології для його виробництва потребують великих капіталовкладень [2].

Водорості є сировиною для біопалива третього покоління. Вони ростуть набагато швидше, ніж продовольчі культури і можуть виробити у кілька разів більше палива. У таблиці 1 наведено порівняння обсягів біотопливу, отриманого з водоростей та інших видів рослинної сировини [3].

Культура

Кількість біопалива з 1 гарік, літр

Для зростання більшості водоростей необхідне світло та вуглекислий газ. Однак деякі види водоростей здатні в певних умовах перемикатися з фотоавтотрофного способу харчування на асиміляцію різних органічних сполук та здійснювати гетеротрофний або фотогетеротрофний типи живлення (рости у темряві). Гетеротрофні мікроводорості економічно невигідно використовувати для виробництва біопалива через високі капітальні та експлуатаційні витрати.

Мікроводорослі зазвичай вирощують у відкритих ставках, трубчастих фотобіореакторах та стабілізаційних ставках для очищення стічних вод. Для процесу фотосинтезу потрібне світло, вуглецю діоксид, вода та неорганічні солі. Для формування клітин мікроводоростей середовище повинне містити неорганічні елементи, такі як азот, фосфор, залізо. Температуру необхідно підтримувати в межах 20-30 ° С, тому що в умовах температурних коливань врожайність водоростей знижується [4].

Відкриті ставки - найстаріші та найпростіші системи для масового вирощування водоростей.Вони являють собою замкнуті канали глибиною близько 0,3 м, в яких водорості культивуються в умовах, ідентичних їхньому природному середовищу (Рис. 1).

Мал. 1. Схема відкритого ставка: 1 - збирання водоростей; 2 - вихідний потік; 3 - колісна мішалка; 4 - відбивачі; 5 - напрямок потоку

Канали, як правило, виготовляються з бетону або просто вириті та покриті ізоляційним матеріалом, щоб земля не ввібрала рідину. Колісна мішалка забезпечує циркуляцію та змішування клітин мікроводоростей та поживних речовин. Найчастіше, ці системи працюють у безперервному режимі, щоб забезпечувати постійне надходження поживних речовин.

Так як ці системи знаходяться просто неба, вони схильні до забруднення, а також значна частина води випаровується, що обмежує зростання біомаси. Крім того, оптимальні умови культивування важко підтримувати у відкритих ставках. Однак слід зазначити, що будівництво таких ставків та їх експлуатація обходяться дешевше, ніж закритих фотобіореакторів [4].

Закриті фотобіореактори використовуються для вирішення проблем забруднення та випаровування, що виникають у відкритих ставках. Такий реактор складається із батареї прозорих труб, виготовлених зі скла або пластику (Рис. 2). Щоб сонячне світло могло проникати в щільну біомасу водоростей діаметр труб повинен бути не більше 10 см.

Мал. 2. Схема закритого фотобіореактора: 1 - гази, що відходять; 2 - дегазаційна колона; 3 - вихідний субстрат; 4 - вода, що охолоджує; 5 - повітря; 6 - насос; 7 - батарея з прозорих трубок; 8 - збирання водоростей

Субстрат піддається рециркуляції насосом з дегазаційної колони трубки, де піддається впливу світла і назад.Завдяки підтримці турбулентності потоку за допомогою використання механічного чи повітряного насоса біомаса водоростей не осідає. У процесі культивування утворюється біомаса, що містить до 50% білка, ліпіди, крохмаль і гліцерин, виділяється чистий кисень приблизно в еквівалентній кількості з поглиненим вуглекислим газом. Біореактори оснащені дегазаційною колоною, в якій повітря піднімається пухирцями через масу мікроводоростей, витісняючи кисень та збільшуючи концентрацію вуглекислого газу. Для запобігання пригніченню процесу фотосинтезу концентрація кисню в середовищі не повинна перевищувати певного рівня. Продуктивність закритого фотобіореактора в 13 разів вища, ніж відкритого ставка [5].

Стабілізаційні ставки - споруди, які використовують виключно для очищення стічних вод. Очищення відбувається з використанням фотосинтезуючих водоростей. За рахунок використання стабілізаційних ставків з'являється перспектива створення очисних споруд, які зможуть забезпечити власні енергетичні потреби.

З біомаси мікроводоростей можуть бути отримані різні види біопалива, серед яких найбільший інтерес представляє отримання біогазу та біодизельного палива. На малюнку 3 наведено принципову схему виробництва біодизеля та біогазу з мікроводоростей.

Мал. 3. Принципова схема отримання біодизеля та біогазу з мікроводоростей

Вода та неорганічні поживні речовини, до яких належать фосфати, вуглекислий газ та нітрити, забезпечують зростання мікроорганізмів. У процесі утворення біомаси виділяються вода та залишки поживних речовин, які повертаються до циклу виробництва. Регенерована біомаса використовується для екстракції ліпідів і, зрештою, для отримання біодизеля.Деякі відходи виробництва можуть використовуватись як корм для тварин. Більшість біомаси піддається анаеробному розщепленню, у результаті виділяється біогаз. Стоки, що виходять в результаті анаеробного розкладання біомаси, використовують для удобрення та зрошення ґрунту.

Таким чином, технологічний процес виробництва палив з мікроводоростей практично безвідходний. до. після отримання біодизельного палива сухі відходи біомаси зберігають усі вітаміни та цінні речовини, тому можуть бути використані в харчових цілях, фармацевтиці та як корм для тварин і риб. Також існує можливість створення паливних брикетів з відходів [6].

Використання водоростей як джерело біопалива має ряд переваг:

− як території для вирощування водоростей можуть бути використані землі непридатні для сільського господарства;

− у процесі зростання водорості споживають вуглекислий газ, тим самим зменшуючи його емісію;

− біопаливо з водоростей має молекулярну структуру подібну до структури нафти, що є великим плюсом для його використання в існуючій транспортній технікі;

− для вирощування водоростей підходять прісні, солоні та навіть стічні води;

− водорості не потребує особливого догляду і не потребує добрив;

− при виробництві біопалива з водоростей одержують більші обсяги палива, ніж з інших культур.

Проекти з використання біомаси водоростей як біопаливо є в США, Іспанії, Португалії, Голландії, Японії, Новій Зеландії та Німеччині. Росія також займається розробкою проектів у цій галузі.Так, експериментальні дослідження з вирощування у відкритих водоймищах Московської області показали можливість отримання водоростей для подальшого використання як біопалив [7].

Таким чином, швидкоростаюча водорість має величезний потенціал, будучи джерелом недорого та енергоефективного біопалива. Підраховано, що з 1 акра (4046,86 м 2 ) водоростей можна виробити у 30 разів більше біопалива, ніж з 1 акра (4046,86 м 2 ) будь-якої наземної рослини [8]. Мікроводорослість виробляє ліпіди та олії, які можуть бути перероблені на біодизель, біоетанол, біогаз та інші корисні продукти. Масове виробництво таких видів біопалива дуже привабливе завдяки своїй безвідходності. А також варто відзначити, що при використанні біопалив значно знижується емісія шкідливих речовин в атмосферне повітря. Біопаливом можна замінити традиційну нафту практично у всіх сферах і головним плюсом є те, що його використання не потребує заміни двигунів, розбудови інфраструктури та інших глобальних змін. Біопаливо може бути використане як паливо для літаків, автомобілів, морських суден, а також у промисловому виробництві, що працює на нафті.

Цоглін І. H., Габель Би. Ст, Фалькович Є. Н., Семененко В. е. Фотобіореактори закритого типу для культивування мікроводоростей// Фізіологія рослин. 1996. - Т.43. № 1. З. 149-155.
Велика російська енциклопедія [Електронний ресурс]// Біопаливо: [сайт]. URL: https://bigenc.ru/technology_and_technique/text/3878201 (дата звернення: 12.05. 2020).
Шмойлова А. А. Біопаливо з мікроводоростей як поновлюване джерело енергії // Наукові вісті. 2019. №6 (11). З. 244-251.
Заболотських Ст. Ст, Васильєв А.В., Смахтіна Л. А., Семіхвостова О. В. Розробка технологічних підходів до отримання альтернативного біопалива з водоростей // Академічний вісник ЕЛПІТ. 2019. - Т.4. №1(7). С. 12-38.
Zhiyou Wen. Algae for Biofuel Production [Електронний ресурс] // Farm Energy: [сайт]: [2019]. URL: https://farm-energy.extension.org/algae-for-biofuel-production/ (дата звернення 15.05.2020 р.).
Шерстнєв В. І., Маракуліна А. Н. Енергоносії з водоростей // Біоенергетика. Екологія та раціональне природокористування. 2016. С. 531-532.
Безруких П. П. Відновлювана енергетика: сьогодні реальність, завтра необхідність. М.: Лісова країна, 2009. - 120 с.
Муртазіна Е. І. Отримання біопалива з водоростей із використанням нанотехнологій в університеті штату Арізона (США) // Вісник Казанського технологічного університету. 2012. № 18. С. 212-216.

Основні терміни (генеруються автоматично): водорість, вуглекислий газ, біопаливо, ставок, рослинна сировина, вид біопалива, вирощування водоростей, якість корму, колісна мішалка, покоління біопалива.