Rai, Lal-Chand;Har Darshan Kumar;Frieder Helmut Mohn;Carl Johannas Soeder
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.10
no.2
/
pp.119-136
/
2000
Being autotrophic, algae occupy a trategic place in the biosphere. They produce oxygen both directly and indirectly through the chloroplasts of all green plants. The chloroplasts are believed to have originated from archaic prokaryotic algae through endosymbiosis with primitive eukaryotic cells. Phytoplankton and other algae regulate the global environment not only by releasing oxygen but also by fixing carbon dioxide. They affect water quality, help in the treatment of sewage, and produce biomass. They can be used to produce hydrogen which is a clean fuel, and biodiesel, and fix $N_2$ for use as a biofertilizer. Some other services of algae to the environment include restoration of metal damaged ecosystems, reducing the atmospheric $CO_2$ load and citigating global warming, reclamation of saline-alkaline unfertile lands, and production of dimethyl sulphide (DMS) and oxides of nitrogen (NOx) involved in the regulation of UV radiation. ozone concentration, and global warming. Algae can be valuable in understanding and resolving certain environmental issues.
Biological nitrogen removal, using a continuous flow packed-bed reactor (CPBR) in a consecutive nitrification and denitrification process, was evaluated. An apparent decline in the nitrification efficiency coincided with the steady increase in $NH_4{^+}$-N load. Sustained nitrification efficiency was found to be higher at longer empty bed contact times (EBCTs). The relationship between the rate of alkalinity consumption and $NH_4{^+}$-N utilization ratio followed zero-order reaction kinetics. The heterotrophic denitrification rate at a carbon-tonitrogen (C/N) ratio of >4 was found to be >74%. This rate was higher by a factor of 8.5 or 8.9 for $NO_3{^-}$-N/volatile solids (VS)/day or $NO_3{^-}-N/m^3$ ceramic media/day, respectively, relative to the rates measured at a C/N ratio of 1.1. Autotrophic denitrification efficiencies were 80-90%. It corresponds to an average denitrification rate of 0.96 kg $NO_3{^-}-N/m^3$ ceramic media/day and a relevant average denitrification rate of 0.28 g $NO_3{^-}$-N/g VS/day, were also obtained. Results presented here also constitute the usability of an innovative porous sulfur ceramic media. This enhanced the dissolution rate of elemental sulfur via a higher contact surface area.
In order to understand the role of heterotrophic protists in the coastal waters off Inchon, abiotic and biotic factors were measured from January 1992 to February 1993. Microbial carbon biomass (mean212.9$^{\pm}$119.1 $^{\mu}$gC/1) was composed of 4.2% bacteria, 0.3% cyanobacteria, 12.l% autotrophic nanoflagellates, 6.6% heterotrophic nanoflagellates, 5.8 heterotrophic ciliates and 71.0% diatom and Mesodinium spp. The carbon biomass of heterotrophic protists (heterotrophic nanoflagellates and ciliates) was highest in October 1992 (mean 37.8$^{\pm}$22.5 $^{\mu}$gC/1), and was low in August 1992 (mean 21.2$^{\pm}$10.8 $^{\mu}$gC/1) and in February 1993 (mean 19.5$^{\pm}$6.4 $^{\mu}$gC/1). However, the contribution of heterotrophic protists to total microbial carbon biomass was higher in January 1992 and February 1993 (about 21%) when the phytoplankton was dominated by nanoplankton than in August and October (about 9%) when large diatoms occurred in large numbers. This study suggests that in Kyeonggi Bay heterotrophic protists might play a more important role as prey for zooplankton and as consumers of bacteria & small phytoplankton in less productive seasons (especially winter) than in productive seasons (autumn), and that the classic trophic pathway from diatoms through copepods to fish might be dominant nearly every season.
This study was performed to investigate the reaction characteristics of piggery wastewater for biological nutrient removal. The reaction characteristics were discussed the fraction of organics, the behavior of nitrogen, nitrification, denitrification, and the behavior of phosphorus. The fraction of readily biodegradable soluble COD was 11-12 percent. The ammonia nitrogen was removed via stripping, nitrification, autotrophic cell synthesis, and heterotrophic cell synthesis. The removal percents by each step were 12.1%, 68.9%, 15.0%, and 4.0%, respectively. Nitrification inhibition of piggery wastewater was found to occur at an influent volumetric loading rate over 0.2 NH$_{3}$-N kg/m$^{3}$/d. Denitrification rates were the highest in the raw wastewater and the lowest in the anaerobic effluent. The denitritation of piggery wastewater came out to be possible, and the rate of organic carbon consumption decreased about 10 percent. The phosphorus removed was released in the form of ortho-p in the aerobic fixed biofilm reactor, it was caused by autooxidation. The synthesis and release of phosphorus were related to the ORP and the boundary value for the phase change was about 170mV. In the synthesis phase, the phosphorus removal rate per COD removed was 0.023mgP$_{syn}$/mgCOD$_{rem}$. The phosphorus contents of the microorganism were 4.3-6.0% on a dry weight basis.
The focus of this study was to observe the growth of Chlorella sp., Nannochloris sp., and Botryococcus braunii under mixotrophic conditions (i.e., added glycerol) with the aim of increasing the growth of biomass and algae oil content. A significant growth of biomass was obtained when grown in glycerol rich environment comparing to autotrophic conditions. 5 g/L glycerol yielded the highest biomass concentration for these strains. Mixotrophic conditions improved both the growth of the microalgae and the accumulation of triacylglycerols (TAGs). The maximum amount of TAG in Botryococcus braunii was reached in the growth medium with 10 g/L glycerol and Chlorella sp., Nannochloris sp. with 2 g/L glycerol. The content of saturated fatty acids of Chlorella sp., Nannochloris sp., and Botryococcus braunii was found to be 34.94, 14.23 and 13.39%, and the amount of unsaturated fatty acids was 65.06, 85.78 and 86.61% of total fatty acids, respectively. The fatty acid profiles of the oil for the culture possibility met the necessary requirements and are, therefore, promising resource for biofuel production.
The growth and removal capacity of nitrogen and phosphorus of Chlorella vulgaris were evaluated in artificial wastewater with different nitrogen and phosphorus concentrations as element growing components for microalgae growth. The nitrogen concentration was varied in 9, 15, 30 and 60 mg-N/L with fixed phosphorus concentration of 3 mg-P/L. The growth and phosphorus removal capacity of C. vulgaris were high at initial nitrogen concentration of 15 and 30 mg-N/L, and the corresponding N/P ratios calculated were 5 and 10. In the case of varying in 1.5, 3, 6 and 10 mg-P/L of phosphorus concentration with fixed nitrogen concentration of 30 mg-N/L, the growth and removal capacity of nitrogen and phosphorus were excellent with phosphorus concentration of 3 and 6 mg-P/L. The corresponding N/P ratios were shown as 10 and 5. Therefore, the appropriate N/P ratio was concluded between 5 and 10 for wastewater treatment using C. vulgaris.
A sequencing batch reactor (SBR) was operated to obtain thiosulfate-utilizing denitrifier cultivated with two types of electron accepter (nitrate and nitrite). Using the microbial biomass obtained from the SBR, batch tests were conducted with different nitrite concentrations (50 and 100 mg-N/L) at pH 7.0, 7.5 and 7.9 to see how free nitrous acid (FNA) negatively works on the thiosulfate-utilizing denitrification of nitrate. The specific denitrification rate (SDR) of nitrate was significantly influenced by pH and FNA. The presence of nitrite caused a remarked decrease of the SDR under low pH conditions, because of the microbiological inhibitory effect of FNA. The minimum SDR was observed when initial nitrite concentration was 100 mg-N/L at pH 7.0. Moreover. the SDR was influenced by the type of electron acceptor used during the SBR operation. Thiosulfate-utilizing denitrifier cultivated with nitrite showed smaller SDR on the thiosulfate-utilizing denitrification of nitrate than those cultivated with nitrate.
The applicability of a well-type autotrophic sulfur-oxidizing reactive barrier (L $\times$ W $\times$ D = $3m\;{\times}\;4\;m\;{\times}\;2\;m$) as a long-term treatment option for nitrate removal in groundwater was evaluated. Pilot-scale (L $\times$ W $\times$ D = $8m\;{\times}\;4\;m\;{\times}\;2\;m$) flow-tank experiments were conducted to examine remedial efficacy of the well-type reactive barrier. A total of 80 kg sulfur granules as an electron donor and Thiobacillus denitrificans as an active bacterial species were prepared. Thiobacillus denitrificans was successfully colonized on the surface of the sulfur granules and the microflora transformed nitrate with removal efficiency of ~12% (0.07 mM) for 11 days, ~24% (1.3 mM) for 18 days, ~45% (2.4 mM) for 32 days, and ~52% (2.8 mM) for 60 days. Sulfur granules attached to Thiobacillus denitrificans were used to construct the well-type reactive barrier comprising three discrete barriers installed at 1-m interval downstream. Average initial nitrate concentrations were 181 mg/L for the first 28 days and 281 mg/L for the next 14 days. For the 181 mg/L (2.9 mM) plume, nitrate concentrations decreased by ~2% (0.06 mM), ~9% (0.27 mM), and ~15% (0.44 mM) after $1^{st}$, $2^{nd}$, and $3^{rd}$ barriers, respectively. For the 281 mg/L (4.5 mM) plume, nitrate concentrations decreased by ~1% (0.02 mM), ~6% (0.27 mM), and ~8% (0.37 mM) after $1^{st}$, $2^{nd}$, and $3^{rd}$ barriers, respectively. Nitrate plume was flowed through the flow-tank for 49 days by supplying $1.24\;m^3/d$ of nitrate solution. During nitrate treatment, flow velocity (0.44 m/d), pH (6.7 to 8.3), and DO (0.9~2.8 mg/L) showed little variations. Incomplete destruction of nitrate plume was attributed to the lack of retention time, rarely transverse dispersion, and inhibiting the activity of denitrification enzymes caused by relatively high DO concentrations. For field applications, it should be considered increments of retention time, modification of well placements, and intrinsic DO concentration.
In the past decade, considerable progress has been made in developing the appropriate biotechnology for microalgal mass cultivation aimed at establishing a new agro-industry. This review points out the main biological constraints affecting algal biotechnology outdoors and the requirements for making this biotechnology economically viable. One of them is the availability of a wide variety of algal species and improved strains that favorably respond to varying environmental conditions existing outdoors. It is thus just a matter of time and effort before a new methodology like genetic engineering can and will be applied in this field as well. The study of stress physiology and adaptation of microalgae has also an important application in further development of the biotechnology for mass culturing of microalgae. In outdoor cultures, cells are exposed to severe changes in light and temperature much faster than the time scale re-quired for the cells to acclimate. A better understanding of those parameters and the ability to rapidly monitor those conditions will provide the growers with a better knowledge on how to optimize growth and productivity. Induction of accumulation of high value products is associated with stress conditions. Understanding the physiological response may help in providing a better production system for the desired product and, at a later stage, give an insight of the potential for genetic modification of desired strains. The potential use of microalgae as part of a biological system for bioremediation/detoxification and wastewater treatment is also associated with growing the cells under stress conditions. Important developments in monitoring and feedback control of the culture behavior through application of on-line chlorophyll fluorescence technique are in progress. Understanding the process associated with those unique environmental conditions may help in choosing the right culture conditions as well as selecting strains in order to improve the efficiency of the biological process.
Kim, Young-Nam;Chung, Myung-Hee;Kim, Eun-Joo;Karnadi, Vita;Kim, Young-Jun
Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
/
v.23
no.1
/
pp.38-44
/
2015
We have investigated the productivity of microalgae, Nannochloropsis sp., using highly efficient vertical photobioreactor which has been developed by the company IMBiz. This experiment was performed in the field for one month with 2 sets of 2 tons of media under autotrophic cultural mode. In the culture with 0.1% of $CO_2$, the average daily productivity was shown to be up to 0.953g per liter, and 0.574g per liter in the culture with only ambient air. The temperature ranged from $20^{\circ}C$ to $31^{\circ}C$, and it didn't make any differences on the productivity. The light intensity ranged from 5,000 Lux to 40,000 Lux. The light has been appeared to have a very close relationship with the productivity of microalgae. Meanwhile, the harvesting method of pressurefloating attempted in this photobioreactor was found to be very effective.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.