2.4. Anaerobic digestion effluentAna

2.4. Anaerobic digestion effluent
Anaerobic digestion (AD) is a mature technology which uses
microorganisms to decompose organic waste and produce biogas.
Many AD systems have been built in European countries and the
U.S. for municipal, industrial, and agricultural waste treatment.
Efforts have been focused on the optimization of biogas yield and
degradation of the volatile solids [26]; one neglected aspect is the
post-treatment of AD effluent. Most of the AD effluent is sepa-
rated by a dewatering system into liquid and solid fractions.
The solid portion is usually composted then marketed as potting
media or soil amendment, while the liquid portion is traditionally
used as fertilizer for land application [26]. Excessive land applica-
tion of AD effluent can result in nitrogen and phosphorus runoff,
and may contribute to eutrophication. Efficient and cost-effective
nutrient recovery methods should be considered in order to
reduce the risk of nitrogen and phosphorus pollution from AD.
Compared with typical agricultural, municipal, and industrial
wastewater, AD effluent has relatively lower carbon levels
because microbial activity during the digestion converts the
carbon to methane [27]. The nitrogen in AD effluent is mainly
in the form of ammonium [28]. Dilution of AD effluent is usually
needed before feeding to algae in order to avoid the potential
inhibition of algal growth due to high ammonium concentration
and turbidity [29]. In addition, as there is a significant amount of
bacteria in AD effluent, proper pretreatment, such as filtration and
autoclave, may be necessary to prevent the contamination of
algae production systems [27].
3. Nutrient removal and lipid production by microalgae
3.1. Mechanisms of nutrient removal
In order to maximize nutrient removal from the aforemen-
tioned wastewater streams by various species of microalgae, the
mechanisms of algal nutrient uptake should be thoroughly under-
stood. The various metabolic pathways of the algal cell can be
coarsely categorized by elemental constituent. In addition to the
four basic elements, i.e., carbon, nitrogen, phosphorus, and sulfur,
ionic components such as sodium, potassium, iron, magnesium,
calcium, and trace elements must also be provided for algal
growth. Emphasis is usually put on nitrogen and phosphorus.
Anthropogenic waste production can significantly increase these
nutrients, leading to increased risk for nutrient runoff that can
stimulate eutrophication.
3.1.1. Carbon
Carbon, in the form of carbon dioxide, may be fixed from the
atmosphere and industrial exhaust gases through the photosyn-
thetic activity of autotrophic microalgae. Some microalgae display
heterotrophic behavior, using organic forms of carbon, while
others may possess both autotrophic and heterotrophic traits,
simultaneously. Carbon can be also utilized in the form of soluble
carbonates for cell growth, either by direct uptake or conversion
of carbonate to free carbon dioxide through carboanhydrase
activity. The use of algae to mitigate carbon dioxide from flue
gases is another research focus and, if effective, could benefit both
the environment and biofuel production.
3.1.2. Nitrogen
Nitrogen is a critical nutrient required in the growth of all
organisms. Organic nitrogen is found in a variety of biological
substances, such as peptides, proteins, enzymes, chlorophylls,
energy transfer molecules (ADP, ATP), and genetic materials
(RNA, DNA) [30]. Organic nitrogen is derived from inorganic
sources including nitrate (NO3
), nitrite (NO2
), nitric acid (HNO3),
ammonium (NH4
þ), ammonia (NH3), and nitrogen gas (N2). Micro-
algae play a key role in converting inorganic nitrogen to its organic
form through a process called assimilation. In addition, cyanobac-
teria are capable of converting atmospheric nitrogen into ammonia
by means of fixation.
Assimilation, which is performed by all eukaryotic algae,
requires inorganic nitrogen be only in the forms of nitrate, nitrite,
and ammonium. As shown in Fig. 1, translocation of the inorganic
nitrogen occurs across the plasma membrane, followed by the
reduction of oxidized nitrogen and the incorporation of ammonium
into amino acids. Nitrate and nitrite undergo reduction with the
assistance of nitrate reductase and nitrite reductase, respectively.
Nitrate reductase uses the reduced form of nicotinamide adenine
dinucleotide (NADH) to transfer two electrons, resulting in the
conversion of nitrate into nitrite. Nitrite is reduced to ammonium
by nitrite reductase and ferredoxin (Fd), transferring a total of six
electrons in the reaction. Thus, all forms of inorganic nitrogen are
ultimately reduced to ammonium prior to being incorporated into
amino acids within the intracellular fluid. Finally, using glutamate
(Glu) and adenosine triphosphate (ATP), glutamine synthase facil-
itates the incorporation ammonium into the amino acid glutamine.
Ammonium is thought to be the preferred form of nitrogen
because a redox reaction is not involved in its assimilation; thus,
it requires less energy. Studies have shown that, in general, algae
tend to prefer ammonium over nitrate, and nitrate consumption
does not occur until the ammonium is almost completely con-
sumed [31]. Therefore, wastewaters with high ammonium con-
centrations can be effectively used to rapidly grow microalgae.
Although ammonium is preferred by algae, nitrate is the more
highly oxidized form and the most thermodynamically stable in
oxidized aquatic environments, and thus is predominant [30].
However, nitrate can also be an essential nitrogen source for
microalgae as the presence of nitrate induces the activity of
nitrate reductase. In contrast, excess ammonium can have a
repressive effect [32]. The ammonium tolerance of different algae
species varies from 25 mmol NH4
þ–N L1
to 1000 mmol NH4
þ–N
L1
[33].One approach to growing microalgae in high ammonium
concentrations is utilizing the plant enzyme glutamine synthe-
tase, which has a high affinity for ammonium. The addition of
glutamic acid was reported to result in 70% more ammonium
reduction per cell during the growth of Chlorella vulgaris in
natural wastewater [34].
Ammonium is not only removed by cell metabolism, but also
by ammonia stripping, where significant amounts of ammonia
can be volatilized at increased pH and temperature. Garcia et al.
[35] showed that ammonia stripping was the most important
mechanism in high growth rate algal ponds operating at various
hydraulic retention times. It was also reported that when high
rate algal ponds were exposed to warm weather, ammonia
release accelerated even when the pH was below 9.
3.1.3. Phosphorus
Phosphorus is also a key factor in the energy metabolism
of algae and is found in nucleic acids, lipids, proteins, and the
Fig. 1. Simplified schematic of the assimilation of inorganic nitrogen.
T. Cai et al. / Renewable and Sustainable Energy Reviews 19 (2013) 360–369 363intermediates of carbohydrate metabolism. Inorganic phosphates
play a significant role in algae cell growth and metabolism. During
algae metabolism, phosphorus, preferably in the forms of H2PO4

and HPO4
2, is incorporated into organic compounds through
phosphorylation, much of which involves the generation of ATP
from adenosine diphosphate (ADP), accompanied by a form of
energy input [36]. Energy input can come from the oxidation of
respiratory substrates, the electron transport system of the mito-
chondria, or in the case of photosynthesis, from light. Phosphates
are transferred by energized transport across the plasma membrane
of the algal cell. Not only are inorganic forms of phosphorus utilized
by microalgae, but some varieties of algae are able to use the
phosphorus found in organic esters for growth [37].
Although orthophosphate is generally recognized as the limit-
ing nutrient in freshwater systems, many cases of eutrophication
are triggered by superfluous phosphorus, which can result from
runoff of wastewater [38]. Similar to the removal of nitrogen, it
should be noted that phosphorus removal in wastewater is not
only governed by the uptake into the cell, but also by external
conditions such as pH and dissolved oxygen. Phosphorus cannot
exist in a gaseous state, thus phosphate will precipitate from the
medium as a result of elevated pH and high dissolved oxygen
concentration.
3.1.4. Other nutrients
Although, nitrogen and phosphorous are the two main nutrients of
concern in eutrophication, being limiting factors in most growth
scenarios [39], other micronutrients, including silicon and iron, can
affect the abundance of phytoplankton communities [40]. How-
ever, many of the micronutrients are toxic to most algae species
at high concentrations. Some of them also form precipitates with
other essential elements and reduce their availability. However,

Kết quả (Việt) 1:

2.4. kỵ khí tiêu hóa effluentKỵ khí tiêu hóa (quảng cáo) là một công nghệ trưởng thành mà sử dụngvi sinh vật phân hủy chất thải hữu cơ và sản xuất khí sinh học.Nhiều hệ thống quảng cáo đã được chế tạo ở các nước châu Âu và cácHoa Kỳ cho xử lý chất thải đô thị, công nghiệp và nông nghiệp.Những nỗ lực đã được tập trung vào việc tối ưu hóa năng suất khí sinh học vàsự suy thoái của dễ bay hơi chất rắn [26]; một khía cạnh bị bỏ quên là cácsau điều trị của quảng cáo effluent. Hầu hết effluent quảng cáo là sepa-Xếp hạng bởi một hệ thống dewatering thành phần phân đoạn của chất lỏng và rắn.Phần vững chắc thường composted sau đó thị trường như là bầuSửa đổi phương tiện truyền thông hoặc đất, trong khi phần chất lỏng là theo truyền thốngđược sử dụng làm phân bón cho đất ứng dụng [26]. Quá nhiều đất applica-tion của quảng cáo effluent có thể dẫn đến dòng chảy nitơ và phốt pho,và có thể đóng góp để eutrophication. Efficient và hiệu quả chi phíphương pháp phục hồi chất dinh dưỡng cần được xem xét đểgiảm nguy cơ ô nhiễm nitơ và phốt pho từ quảng cáo.So với municipal nông nghiệp, điển hình, và công nghiệpxử lý nước thải, các quảng cáo effluent có mức độ tương đối thấp cacbonbởi vì các hoạt động vi khuẩn trong quá trình tiêu hóa chuyển đổi cáccacbon để mêtan [27]. Nitơ trong quảng cáo effluent là chủ yếu làtrong hình thức của amoni [28]. Pha loãng của quảng cáo effluent là thườngcần thiết trước khi cho ăn để tảo để tránh tiềm năngức chế sự tăng trưởng algal do nồng độ cao amonivà độ đục [29]. Trong ngoài ra, như có một số lượng significantvi khuẩn trong quảng cáo effluent, pretreatment thích hợp, chẳng hạn như filtration vàNồi Hấp, có thể là cần thiết để ngăn chặn sự ô nhiễm củaHệ thống sản xuất tảo [27].3. dinh dưỡng chất béo và làm sạch sản xuất bởi microalgae3.1. cơ chế của loại bỏ các chất dinh dưỡngĐể tối đa hóa các loại bỏ chất dinh dưỡng từ aforemen-tioned nước thải suối của các loài microalgae, cácCác cơ chế của sự hấp thu dinh dưỡng tảo nên triệt để nhỏ hơn-đứng. Các con đường khác nhau trao đổi chất của các tế bào tảo có thểcoarsely phân loại theo thành phần nguyên tố. Ngoài cácbốn yếu tố cơ bản, nghĩa là, cacbon, nitơ, phốt pho, và lưu huỳnh,Các thành phần ion như natri, kali, sắt, magiê,canxi, và nguyên tố phải cũng được cung cấp cho tảotăng trưởng. Nhấn mạnh thường được đặt trên nitơ và phốt pho.Sản xuất chất thải anthropogenic can significantly tăng đâychất dinh dưỡng, dẫn đến tăng nguy cơ cho dòng chảy chất dinh dưỡng có thểkích thích eutrophication.3.1.1. carbonCarbon, trong các hình thức của khí carbon dioxide, có thể là fixed từ cácbầu không khí và công nghiệp thải khí thông qua photosyn-thetic hoạt động của thực microalgae. Một số màn hình microalgaehành vi dị, bằng cách sử dụng các hình thức hữu cơ của cacbon, trong khinhững người khác có thể có những đặc điểm thực và dị,cùng một lúc. Cacbon cũng có thể được sử dụng trong các hình thức hòa tancacbonat cho tăng trưởng tế bào, hoặc bằng cách hấp thụ trực tiếp hoặc chuyển đổicacbonat để giải phóng điôxít cacbon thông qua carboanhydrasehoạt động. Việc sử dụng của tảo để giảm thiểu lượng khí carbon dioxide từ fluekhí là một nghiên cứu tập trung, và nếu có hiệu quả, có thể chứa cả haiviệc sản xuất nhiên liệu sinh học và môi trường.3.1.2. nitơNitơ là một chất dinh dưỡng quan trọng cần thiết trong sự phát triển của tất cảsinh vật. Nitơ hữu cơ được tìm thấy trong một loạt các sinh họcchất, chẳng hạn như peptide, protein, enzym, chlorophylls,phân tử chuyển năng lượng (ADP, ATP), và vật liệu di truyền(RNA, DNA) [30]. nitơ hữu cơ có nguồn gốc từ vô cơnguồn bao gồm nitrat (NO3), nitrit (NO2), axít nitric (HNO3),amoni (NH4þ), amoniac (NH3), và nitrogen khí (N2). Micro-tảo đóng một vai trò quan trọng trong chuyển đổi vô cơ nitơ của nó hữu cơhình thành thông qua một quá trình được gọi là đồng hóa. Ngoài ra, cyanobac-Teria có khả năng chuyển đổi không khí nitơ thành amoniacbằng phương tiện của fixation.Đồng hóa, mà được thực hiện bởi tất cả sinh vật nhân chuẩn tảo,yêu cầu vô cơ nitơ chỉ trong các hình thức của nitrat, nitrit,và amoni. Như minh hoạ trong hình 1, translocation của các chất vô cơnitơ xảy ra trên các màng tế bào plasma, tiếp theo là cácgiảm oxy hóa và sự kết hợp của amonivào các axit amin. Nitrat và nitrit trải qua giảm với cáchỗ trợ của nitrat reductase và nitrit reductase, tương ứng.Nitrat reductase sử dụng dạng nicotinamide adenine, giảmdinucleotide (NADH) để chuyển giao hai điện tử, kết quả là cácchuyển đổi các nitrat vào nitrit. Nitrite giảm đến amonibởi nitrit reductase và ferredoxin (Fd), chuyển một tổng số là sáuđiện tử trong phản ứng. Vì vậy, tất cả các hình thức vô cơ nitơ làcuối cùng giảm xuống amoni trước khi được tích hợp vàoaxit amin trong tế bào fluid. Cuối cùng, bằng cách sử dụng glutamate(Glu) và adenosine triphosphate (ATP), glutamine trực khuẩn đại tràng facil -itates amoni kết hợp vào glutamine axit amin.Amoni được cho là các hình thức ưa thích của nitơbởi vì một phản ứng redox không được tham gia trong đồng hóa của nó; do đó,nó đòi hỏi năng lượng ít hơn. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, nói chung, tảocó xu hướng thích amoni trên nitrat, và nitrat tiêu thụkhông xảy ra cho đến khi amoni là gần như hoàn toàn con-sumed [31]. Vì vậy, wastewaters với cao amoni con-centrations có thể được sử dụng có hiệu quả để nhanh chóng phát triển microalgae.Mặc dù amoni được ưa thích bởi tảo, nitrat là hơnhình thức cao oxy hóa và hầu hết các thermodynamically ổn định trongôxi hóa môi trường thuỷ sản, và do đó là chiếm ưu thế [30].Tuy nhiên, nitrat có thể cũng là một nguồn nitơ cần thiết chomicroalgae là sự hiện diện của nitrat gây ra các hoạt động củanitrat reductase. Ngược lại, amoni dư thừa có thể có mộtcó hiệu lực đàn áp [32]. Sự khoan dung khác nhau tảo amoniloài khác nhau từ 25 mmol NH4þ-N L 1để 1000 mmol NH4þ-NL 1[33].Một cách tiếp cận để phát triển microalgae trong cao amoninồng độ sử dụng các thực vật enzym glutamine synthe-Tase, có một affinity cao cho amoni. Việc bổ sung cácaxít glutamic được báo cáo kết quả trong hơn 70% amonigiảm mỗi tế bào trong sự phát triển của Chlorella vulgaris ởnước thải tự nhiên [34].Amoni sẽ không chỉ bị xóa bởi di động trao đổi chất, mà cònbởi amoniac tước, nơi mà số tiền significant của amoniaccó thể được volatilized tại tăng pH và nhiệt độ. Garcia et al.[35] cho thấy rằng amoniac tước là quan trọng nhấtcơ chế trong ao tảo tăng trưởng cao tỷ lệ hoạt động ở khác nhauthủy lực lưu giữ lần. Nó đã cũng thông báo rằng khi caotỷ lệ tảo Ao đã tiếp xúc với thời tiết ấm áp, amoniacphát hành tăng tốc ngay cả khi độ pH dưới 9.3.1.3. phốt phoPhốt pho cũng là một yếu tố then chốt trong sự chuyển hóa năng lượngcủa tảo và được tìm thấy trong axít nucleic, chất béo, protein, và cácHình 1. Simplified các sơ đồ của đồng hóa vô cơ nitơ.T. Cai et al. / Renewable và bền vững năng lượng đánh giá 19 (2013) 360-369 363intermediates của trao đổi chất carbohydrate. Phốt phát vô cơđóng vai trò significant tăng trưởng tế bào tảo và sự trao đổi chất. Trong thời giantảo sự trao đổi chất, phốt pho, tốt hơn trong các hình thức của H2PO4và HPO42, được kết hợp thành các hợp chất hữu cơ quaphosphorylation, nhiều trong số đó liên quan đến các thế hệ của ATPtừ adenosine diphosphate (ADP), đi kèm với một hình thứcnăng lượng đầu vào [36]. Năng lượng đầu vào có thể đến từ quá trình oxy hóa củachất nền đường hô hấp, Hệ thống vận chuyển điện tử của mito-chondria, hoặc trong trường hợp của quang hợp, từ ánh sáng. Phốt phátđược chuyển giao bởi tràn đầy sinh lực vận chuyển qua màngcủa các tế bào tảo. Không chỉ là các hình thức vô cơ của phốtpho sử dụngbởi microalgae, nhưng một số loại tảo có thể sử dụng cácphốt pho được tìm thấy ở Este hữu cơ cho sự phát triển [37].Mặc dù orthophosphate nói chung được công nhận là giới hạn-ing chất dinh dưỡng trong hệ thống nước ngọt, nhiều trường hợp của eutrophicationđược kích hoạt bởi phốt pho superfluous, có thể dẫn đến từdòng chảy của nước thải [38]. Tương tự để loại bỏ nitơ, nócần lưu ý rằng loại bỏ phốt pho trong nước thải không phải làquản lý chỉ bởi sự hấp thu vào trong tế bào, mà còn bởi bên ngoàiđiều kiện như pH và oxy hòa tan. Phốt pho không thểtồn tại trong một nhà nước khí, do đó phốt phát sẽ kết tủa từ cácvừa do độ pH cao và trung hòa tan oxytập trung.3.1.4. các chất dinh dưỡngMặc dù, nitơ và phốt pho được các chất dinh dưỡng chính hai củamối quan tâm trong eutrophication, hạn chế trong sự phát triển hầu hết các yếu tốkịch bản [39], các vi chất dinh dưỡng, bao gồm cả silic và sắt, có thểảnh hưởng đến sự phong phú của các cộng đồng sinh [40]. Làm thế nào-bao giờ hết, nhiều người trong số các vi chất dinh dưỡng là độc hại đối với phần lớn các loài tảoở nồng độ cao. Một số người trong số họ cũng tạo thành kết tủa vớiCác yếu tố cần thiết khác và làm giảm sẵn có của họ. Tuy nhiên,

Kết quả (Việt) 2:

2.4. Tiêu hóa yếm khí ef fl uent
Phân huỷ kỵ khí (AD) là một công nghệ trưởng thành trong đó sử dụng
vi sinh vật để phân hủy chất thải hữu cơ và sản xuất khí sinh học.
Nhiều hệ thống AD đã được xây dựng ở các nước châu Âu và
Mỹ . xử lý rác thải đô thị, công nghiệp, nông nghiệp và
nỗ lực đã được tập trung vào việc tối ưu hóa năng suất khí sinh học và
sự xuống cấp của chất rắn dễ bay hơi [26]; một khía cạnh bị bỏ quên là
sau điều trị của AD ef fl uent. Hầu hết các AD ef fl uent là sepa-
đánh giá bởi một hệ thống khử nước vào phân lỏng và rắn.
Phần rắn thường được ủ sau đó thị trường như là bầu
phương tiện truyền thông hoặc bổ sung cho đất, trong khi phần chất lỏng truyền thống được
sử dụng làm phân bón cho việc ứng dụng [26]. Quá đất applica-
tion của AD ef fl uent có thể dẫn đến nitơ và phốt pho dòng chảy,
và có thể góp phần vào hiện tượng phú dưỡng. Ef cient fi và chi phí-hiệu quả
các phương pháp phục hồi dinh dưỡng nên được xem xét để
giảm nguy cơ của nitơ và phốt pho ô nhiễm từ AD.
So với nông nghiệp, đô thị và công nghiệp điển hình
xử lý nước thải, AD ef fl uent có hàm lượng carbon tương đối thấp hơn
bởi vì hoạt động của vi sinh vật trong quá trình chuyển đổi tiêu hóa các
-bon để mêtan [27]. Nitơ trong AD ef fl uent là chủ yếu
dưới dạng amoni [28]. Làm loãng AD ef fl uent thường
cần thiết trước khi cho ăn tảo để tránh khả năng
ức chế sự phát triển của tảo do nồng độ amoni cao
và độ đục [29]. Ngoài ra, khi có một số lượng không thể trong yếu của
vi khuẩn trong AD ef fl uent, tiền xử lý thích hợp, chẳng hạn như fi ltration và
nồi hấp, có thể là cần thiết để ngăn chặn sự ô nhiễm của
hệ thống sản xuất tảo [27].
3. Loại bỏ chất dinh dưỡng và sản xuất lipid của vi tảo
3.1. Cơ chế loại bỏ chất dinh dưỡng
Để tối đa hóa việc loại bỏ chất dinh dưỡng từ aforemen- các
dòng nước thải hoàn cảnh thay đổi bởi các loài vi tảo, các
cơ chế hấp thu dinh dưỡng của tảo nên được triệt để hiểu
đứng. Các con đường trao đổi chất khác nhau của tế bào tảo có thể được
phân loại theo thành phần thô nguyên tố. Ngoài những
bốn yếu tố cơ bản, tức là, cacbon, nitơ, phốt pho, lưu huỳnh,
các thành phần ion như natri, kali, sắt, magiê,
canxi, và nguyên tố vi lượng cũng phải được cung cấp cho tảo
phát triển. Nhấn mạnh thường được đặt trên nitơ và phốt pho.
sản xuất chất thải do con người có thể trọng yếu đáng fi tăng các
chất dinh dưỡng, dẫn đến tăng nguy cơ chảy chất dinh dưỡng có thể
kích thích hiện tượng phú dưỡng.
3.1.1. Carbon
Carbon, ở dạng khí carbon dioxide, có thể là cổ định từ
không khí và khí thải công nghiệp khí qua các quang hợp
hoạt động thetic vi tảo tự dưỡng. Một số vi tảo hiển thị
hành vi dị dưỡng, sử dụng các dạng hữu cơ của carbon, trong khi
những người khác có thể có những đặc điểm tự dưỡng và dị dưỡng cả,
cùng một lúc. Carbon cũng có thể được sử dụng ở dạng hòa tan
cacbonat cho sự tăng trưởng tế bào, hoặc bằng cách hấp thu trực tiếp hoặc chuyển đổi
của carbonate để giải phóng carbon dioxide thông qua carboanhydrase
hoạt động. Việc sử dụng tảo để giảm thiểu carbon dioxide từ ue fl
khí là một trọng tâm nghiên cứu và, nếu có hiệu quả, có thể Bene fi t cả
các môi trường và nhiên liệu sinh học sản xuất.
3.1.2. Nitơ
Nitơ là một chất dinh dưỡng quan trọng cần thiết trong sự phát triển của tất cả các
sinh vật. Nitơ hữu cơ được tìm thấy trong một loạt các sinh vật
chất, chẳng hạn như peptides, protein, enzyme, chlorophyll,
các phân tử chuyển năng lượng (ADP, ATP), và các vật liệu di truyền
(RNA, DNA) [30]. Nitơ hữu cơ có nguồn gốc vô cơ từ
các nguồn bao gồm nitrat (NO3
?), nitrite (NO2
?), axit nitric (HNO3),
amoni (NH4
þ), ammonia (NH3), khí nitơ (N2). Vi
tảo đóng một vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi nitơ vô cơ đến hữu cơ của nó
hình thức thông qua một quá trình gọi là sự đồng hóa. Ngoài ra, cyanobac-
tiêu chuẩn về có khả năng chuyển đổi nitơ tạo thành amoniac
bằng fi xation.
Sự đồng hóa, được thực hiện bởi tất cả các loại tảo có nhân điển hình,
đòi hỏi nitơ vô cơ được chỉ trong hình thức của nitrat, nitrit,
và amoni. Như thể hiện trong hình. 1, di chuyển của các chất vô cơ
nitơ xảy ra trên màng tế bào, tiếp theo là
giảm nitơ oxy hóa và sự kết hợp của amoni
thành các axit amin. Nitrate và Nitrite trải qua giảm với
sự trợ giúp của reductase nitrate và nitrite reductase, tương ứng.
reductase Nitrate sử dụng hình thức giảm nicotinamide adenine
dinucleotide (NADH) để chuyển hai electron, dẫn đến
chuyển đổi nitrate thành nitrite. Nitrit được giảm đến amoni
bằng reductase nitrite và ferredoxin (Fd), chuyển tổng cộng sáu
electron trong phản ứng. Như vậy, tất cả các dạng nitơ vô cơ được
cuối cùng giảm đến amoni trước khi được đưa vào
các axit amin trong fl uid nội bào. Cuối cùng, sử dụng glutamate
(Glu) và adenosine triphosphate (ATP), glutamine synthase facil-
itates amoni hợp thành glutamine axit amin.
Amoni được coi là một dạng của nitơ
vì một phản ứng oxi hóa khử là không tham gia vào sự đồng hóa của nó; do đó,
nó đòi hỏi ít năng lượng hơn. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, nói chung, tảo
có xu hướng thích ammonium nitrate hơn, và tiêu thụ nitrate
không xảy ra cho đến khi amoni là gần như hoàn toàn con-
sumed [31]. Do đó, nước thải với ammonium cao con-
centrations có thể được sử dụng một cách hiệu quả để nhanh chóng phát triển các loài vi tảo.
Mặc dù amoni được ưa thích bởi các loài tảo, nitrate là nhiều
hình thức cao oxy hóa và nhiệt động lực học ổn định nhất trong
môi trường nước bị oxy hóa, và do đó là chủ yếu [30].
Tuy nhiên, nitrate cũng có thể là một nguồn nitơ cần thiết cho
các loài vi tảo như sự hiện diện của nitrate gây ra các hoạt động của
nitrat reductase. Ngược lại, amoni dư thừa có thể có
hiệu lực áp [32]. Sự khoan dung amoni tảo khác nhau
loài khác nhau từ 25 mmol NH4
þ-NL? 1
đến 1000 mmol NH4
-N þ
L? 1
[33] Cách tiếp cận .Một sang trồng vi tảo trong amoni cao
nồng độ được sử dụng các nhà máy enzyme glutamine synthe-
tase, trong đó có một cộng fi af cao cho amoni. Việc bổ sung các
axit glutamic đã được báo cáo kết quả trong ammonium hơn 70%
giảm cho mỗi tế bào trong sự phát triển của tảo Chlorella vulgaris trong
nước thải tự nhiên [34].
Amoni không chỉ loại bỏ bằng cách chuyển hóa tế bào, mà còn
bằng bóc ammonia, nơi mà lượng trọng yếu của amoniac
có thể bay hơi ở tăng pH và nhiệt độ. Garcia et al.
[35] cho thấy amoniac tước là quan trọng nhất
trong cơ chế tỷ lệ tăng trưởng cao ao tảo hoạt động ở nhiều
thời gian lưu thủy lực. Nó cũng đã được báo cáo rằng khi cao
ao tảo tỷ lệ đã được tiếp xúc với thời tiết ấm, ammonia
phát hành tăng tốc ngay cả khi pH dưới 9.
3.1.3. Phốt pho
Phốt pho cũng là một yếu tố quan trọng trong quá trình chuyển hóa năng lượng
của tảo và được tìm thấy trong các axit nucleic, lipid, protein, và các
hình. 1. Simpli fi ed sơ đồ mạch của sự đồng hóa của nitơ vô cơ.
T. Cai et al. / Năng lượng tái tạo và bền vững Nhận xét ​​19 (2013) 360-369 363intermediates của quá trình chuyển hóa carbohydrate. Phốt phát vô cơ
đóng một vai trò trọng yếu fi không thể phát triển tế bào tảo và sự trao đổi chất. Trong
sự trao đổi chất tảo, phốt pho, tốt nhất trong các hình thức của H2PO4
?
và HPO4
2 ?, được kết hợp thành các hợp chất hữu cơ thông qua
sự phosphoryl hóa, nhiều trong số đó liên quan đến việc tạo ra ATP
từ adenosine diphosphate (ADP), kèm theo một hình thức
đầu vào năng lượng [36 ]. Đầu vào năng lượng có thể đến từ các quá trình oxy hóa của
chất nền đường hô hấp, hệ thống vận chuyển điện tử của mito-
chondria, hoặc trong trường hợp của quang hợp, tránh ánh sáng. Phốt phát
được chuyển bằng vận tải tràn đầy sinh lực qua màng plasma
của tế bào tảo. Không chỉ là hình thức vô cơ photpho sử dụng
bởi các loài vi tảo, nhưng một số loại tảo có thể sử dụng
phốt pho có trong este hữu cơ cho sự phát triển [37].
Mặc dù orthophosphate thường được công nhận là limit-
dinh dưỡng ing trong hệ thống nước ngọt, nhiều trường hợp hiện tượng phú dưỡng
được kích hoạt bởi phospho uous siêu fl, đó có thể là kết quả của
dòng chảy của nước thải [38]. Tương tự như việc loại bỏ nitơ, nó
nên được lưu ý rằng việc loại bỏ phốt pho trong nước thải không
chỉ chi phối bởi sự hấp thu vào tế bào, nhưng cũng bởi ngoài
các điều kiện như pH và oxy hòa tan. Phosphorus không thể
tồn tại ở trạng thái khí, do đó phosphate sẽ kết tủa từ các
phương tiện như là kết quả của pH cao và oxy hòa tan cao
tập trung.
3.1.4. Chất dinh dưỡng khác
Mặc dù, nitơ và phốt pho là hai chất dinh dưỡng chính của
mối quan tâm trong hiện tượng phú dưỡng, là yếu tố hạn chế trong hầu hết tăng trưởng
kịch bản [39], vi chất dinh dưỡng khác, bao gồm silicon và sắt, có thể
ảnh hưởng đến sự phong phú của thực vật phù du [40]. Làm thế nào-
bao giờ hết, rất nhiều các vi chất dinh dưỡng độc hại đối với hầu hết các loài tảo
ở nồng độ cao. Một số trong số họ cũng tạo kết tủa với
các yếu tố cần thiết khác và giảm sẵn có của mình. Tuy nhiên,