12.3 शैगैपोनिक्स

12.3.1 पृष्ठभूमि

माइक्रोएल्गे एककोशिकीय फोटोऑटोट्रॉफ (0.2 माइक्रोन से लेकर 100 माइक्रोन तक) हैं और विभिन्न टैक्सोनोमिक समूहों में वर्गीकृत हैं। Microalgae अधिकांश वातावरण में पाया जा सकता है, लेकिन ज्यादातर जलीय वातावरण में पाए जाते हैं। Phytoplankton दुनिया के प्राथमिक उत्पादन के 45% से अधिक के साथ-साथ वायुमंडलीय OSUB2/उप के 50% से अधिक पैदा करने के लिए जिम्मेदार हैं। सामान्य तौर पर, माइक्रोएल्गे और उच्च पौधों (डेपेलर एट अल। 2018) के प्रकाश संश्लेषण में कोई बड़ा अंतर नहीं है। हालांकि, उनके छोटे आकार और आंतरिक रूप से प्रतिस्पर्धी शारीरिक organelles की एक संख्या में कमी के कारण, microalgae उच्च पौधों (Moheimani एट अल। 2015) की तुलना में बहुत तेजी से बढ़ सकता है। Microalgae सीमित पोषक तत्वों की स्थिति में भी बढ़ सकता है और पर्यावरणीय परिस्थितियों (गॉर्डन और पोले 2007) की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए अनुकूल करने की क्षमता है। सबसे महत्वपूर्ण बात, microalgal संस्कृति कृषि योग्य भूमि और मीठे पानी (Moheimani एट अल। 2015) के बारे में खाद्य फसल उत्पादन के साथ प्रतिस्पर्धा नहीं करता है। इसके अलावा, माइक्रोएल्गे अपशिष्ट अपशिष्ट पदार्थों (आयरे एट अल 2017) से अकार्बनिक पोषक तत्वों का कुशलतापूर्वक उपयोग कर सकते हैं। सामान्य तौर पर, माइक्रोअल्गल बायोमास में 50% कार्बन होता है जिससे उन्हें वायुमंडलीय COSUB2/उप (मोहेमनी एट अल 2012) बायोरेमेडीटिंग के लिए एक आदर्श उम्मीदवार बनाया जाता है।

व्यापक दुनिया भर में कृषि और पशु खेती में वृद्धि जैविक रूप से उपलब्ध नाइट्रोजन और फास्फोरस स्थलीय बायोस्फीयर में प्रवेश में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है (गैलोवे एट अल. 2004)। फसल और पशु खेती और सीवेज सिस्टम इन पोषक तत्वों के भार में महत्वपूर्ण मात्रा में योगदान करते हैं (Schoumans एट अल। 2014)। इन पोषक तत्वों को पानी की धाराओं में घुसपैठ से बड़े पैमाने पर पर्यावरणीय मुद्दों जैसे हानिकारक अल्गल खिलता और जन मछली मृत्यु दर हो सकती है। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में, कृषि से पोषक तत्व प्रदूषण को यूट्रोफिकेशन (शार्पली एट अल 2008) के प्रमुख स्रोतों में से एक के रूप में स्वीकार किया जाता है। आसपास के पर्यावरण में खेती के संचालन से पोषक तत्वों के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए तकनीकी और आर्थिक चुनौतियों दोनों में परिणाम होते हैं जिन्हें ऐसे प्रभावों को कम करने के लिए दूर किया जाना चाहिए। उच्च जैविक भार के साथ अपशिष्ट प्रवाह के इलाज के लिए कई सफल प्रक्रियाएं विकसित की गई हैं। हालांकि, इन तरीकों में से लगभग सभी पानी से अकार्बनिक तत्वों को हटाने में बहुत प्रभावी नहीं हैं। इसके अलावा, इनमें से कुछ विधियां संचालित करने के लिए महंगे हैं। कार्बनिक कचरे के इलाज के लिए एक सरल तरीका एनारोबिक पाचन (एडी) है। एडी प्रक्रिया अच्छी तरह से समझा जाता है और जब कुशलता से संचालित होता है, तो यह 90% से अधिक अपशिष्ट जल कार्बनिक मामलों को जैव-मीथेन और कोसब2/सब (पार्किन और ओवेन 1986) में परिवर्तित कर सकता है। मीथेन का उपयोग बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है और उत्पन्न गर्मी का उपयोग विभिन्न अतिरिक्त उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है। हालांकि, एडी प्रक्रिया का परिणाम एनारोबिक पाचन प्रवाह (एडीई) बनाने में होता है जो अकार्बनिक फॉस्फेट और नाइट्रोजन के साथ-साथ उच्च सीओडी (कार्बन ऑक्सीजन की मांग) में बहुत समृद्ध होता है। कुछ स्थानों में, इस प्रवाह को माइक्रोएल्गे और मैक्रोलागे (आयरे एट अल। 2017) का उपयोग करके इलाज किया जा सकता है।

12.3.2 अल्गल ग्रोथ सिस्टम

चूंकि संयुक्त राष्ट्र समिति ने सिफारिश की है कि पारंपरिक कृषि फसलों को अपरंपरागत मूल के उच्च प्रोटीन खाद्य पदार्थों के साथ पूरक किया जाए, इसलिए माइक्रोएल्गे प्राकृतिक उम्मीदवार बन गए हैं (रिचमंड और बेकर 1986)। पहली माइक्रोअल्गल खेती हालांकि 1890 में\ * Chlorella vulgaris* (Borowitzka 1999) की संस्कृति द्वारा हासिल की गई थी। तथ्य यह है कि microalgae सामान्य रूप से दिन के एक निश्चित समय में विभाजित के कारण, अवधि cyclostat संस्कृति (चिशोल्म और ब्रांड 1981) के लिए एक प्रकाश/अंधेरे (circadian) चक्र शुरू करने के लिए विकसित किया गया था। माइक्रोएल्गे के लार्वा की संस्कृति और इसके बायोमास का आंशिक उपयोग विशेष रूप से कुछ उत्पादों जैसे लिपिड के लिए आधार के रूप में शायद 1953 के रूप में गंभीरता से शुरू किया गया था *Chlorella\ * (Borowitzka 1999) की एक बड़े पैमाने पर संस्कृति से भोजन का उत्पादन करने के उद्देश्य से। आमतौर पर, शैवाल खुले तालाबों (Borowitzka और Moheimani 2013), बंद photobiorecators (Moheimani एट अल। 2011), या इन प्रणालियों का एक संयोजन का उपयोग कर तरल में सुसंस्कृत किया जा सकता है। अल्गा को बायोफिल्म्स (विजिहास्टुटी एट अल 2017) के रूप में भी सुसंस्कृत किया जा सकता है।

** बंद फोटोबायोरिएक्टर्स** (मोहेमनी एट अल। 2011 के बाद): बंद अल्गल संस्कृतियां (फोटोबायोरिएक्टर्स) वातावरण के संपर्क में नहीं हैं लेकिन पारदर्शी सामग्री के साथ कवर किया गया है या पारदर्शी टयूबिंग के भीतर निहित है। फोटोबायोरिएक्टर्स के पास वाष्पीकरण को रोकने का विशिष्ट लाभ है। बंद और अर्ध-बंद फोटोबायोरिएक्टर्स मुख्य रूप से उच्च मूल्य वाले अल्गल उत्पादों के उत्पादन के लिए उपयोग किए जाते हैं। ऑपरेटिंग व्यय (ओपेक्स) और पूंजी व्यय (सीएपीईएक्स) की समग्र लागत के कारण, बंद फोटोबायोरिएक्टर खुले सिस्टम की तुलना में कम किफायती हैं। दूसरी ओर, कम प्रदूषण और कम COSUB2/उप नुकसान होता है, और तकनीकी डिजाइन में पुनरुत्पादित खेती की स्थिति और लचीलापन बनाकर, इससे उन्हें खुले तालाबों के लिए एक अच्छा विकल्प मिलता है। कुछ बंद प्रणालियों की कमजोरियों को (ए) प्रकाश पथ को कम करने, (बी) कतरनी (अशांति) जटिलता को हल करने, ऑक्सीजन एकाग्रता को कम करने, और (सी) तापमान नियंत्रण प्रणाली से दूर किया जा सकता है। बंद फोटोबायोरिएक्टर्स मुख्य रूप से (ए) कारबोज़, (बी) ट्यूबलर, (सी) एयरलिफ्ट और (डी) प्लेट फोटोबायोरिएक्टर्स में विभाजित होते हैं।

** ओपन पॉन्ड** (बोरोविट्का और मोहेमनी 2013 के बाद): खुले तालाबों का उपयोग आमतौर पर बड़े पैमाने पर आउटडोर माइक्रोअल्गल खेती के लिए किया जाता है। प्रमुख अल्गल वाणिज्यिक उत्पादन खुले चैनलों (रेसवे) में आधारित है जो बंद फोटोबायोरिएक्टरों की तुलना में कम महंगे, निर्माण और संचालित करने में आसान हैं। इसके अलावा, माइक्रोएल्गे की वृद्धि बंद खेती प्रणालियों की तुलना में खुली में कम कठिनाइयों को पूरा करती है। हालांकि माइक्रोएल्गे की कुछ प्रजातियां (उदाहरण के लिए Dunaliella salina, Spirulina sp., Chlorella sp.) खुले तालाबों में सफलतापूर्वक उगाई गई हैं। वाणिज्यिक microalgal उत्पादन लागत उच्च रहे हैं, 4 और 20\ $us/GSUP-1/SUP के बीच होने के लिए अनुमानित। पिछले 70 वर्षों में लार्वा आउटडोर खुले तालाब वाणिज्यिक सूक्ष्म संस्कृति विकसित हुई है, और अभी भी (निर्जन) और उत्तेजित तालाब दोनों विकसित किए गए हैं और इसका उपयोग वाणिज्यिक आधार पर किया गया है। बहुत बड़े खुले तालाबों को केवल प्राकृतिक पानी के तालाबों से खुले बेड के साथ बनाया जाता है जो आमतौर पर गहराई में 0.5 मीटर से कम होते हैं। कुछ छोटे तालाबों में सतह को प्लास्टिक की परत शीट के साथ खड़ा किया जा सकता है। अनस्टर्ड खुले तालाब सभी वाणिज्यिक संस्कृति विधियों के सबसे किफायती और कम से कम तकनीकी का प्रतिनिधित्व करते हैं और ऑस्ट्रेलिया में Dunaliella salina β-कैरोटीन उत्पादन के लिए व्यावसायिक रूप से उपयोग किया जाता है। ऐसे तालाब मुख्य रूप से बढ़ते माइक्रोएल्गे तक सीमित होते हैं जो खराब परिस्थितियों में जीवित रहने में सक्षम होते हैं या प्रतिस्पर्धात्मक लाभ होता है जो उन्हें प्रोटोजोआ, अवांछित माइक्रोएल्गे, वायरस और बैक्टीरिया जैसे दूषित पदार्थों को विकसित करने की अनुमति देता है। दूसरी तरफ उत्तेजित तालाबों का मिश्रण शासन का लाभ होता है। अधिकांश उत्तेजित तालाब या तो (ए) गोलाकार तालाब घूर्णन आंदोलनकारियों के साथ या (बी) एकल या जुड़े हुए रेसवे तालाबों के साथ होते हैं।

परिपत्र खेती तालाबों का मुख्य रूप से दक्षिण पूर्व एशिया में माइक्रोएल्गे की बड़े पैमाने पर खेती के लिए उपयोग किया जाता है। परिपत्र तालाब व्यास में 45 मीटर तक और आमतौर पर गहराई में 0.3-0.7 मीटर खुला होता है, लेकिन कुछ उदाहरण हैं जो ग्लास गुंबदों द्वारा कवर किए जाते हैं। कम कतरनी तनाव है कि microalgae उत्पादन के लिए आवश्यक हैं विशेष रूप से तालाब के केंद्र में इन प्रणालियों में उत्पादित कर रहे हैं, और इस प्रणालियों के इन प्रकार का एक अलग लाभ है। कुछ नुकसान में महंगे कंक्रीट संरचनाएं, बड़े पैरों के निशान के साथ अक्षम भूमि उपयोग, आंदोलन डिवाइस के आंदोलन को नियंत्रित करने में कठिनाइयों और कोसब2/सब की आपूर्ति में अतिरिक्त लागत शामिल हैं।

पैडलेव्हील संचालित रेसवे सबसे आम वाणिज्यिक माइक्रोअल्गल खेती प्रणाली हैं। रेसवे आमतौर पर या तो एक चैनल में या लिंक किए गए चैनलों के रूप में निर्माण कर रहे हैं। रेसवे आमतौर पर उथले (0.15 से 0.25 मीटर गहरी) होते हैं, एक लूप में बनाए जाते हैं और आमतौर पर लगभग 0.5 से 1.5 हेक्टेयर के क्षेत्र को कवर करते हैं। Raceways ज्यादातर Chlorella, Spirulina और Dunaliella सहित माइक्रोशैवाल की तीन प्रजातियों के प्रमुख वाणिज्यिक संवर्धन के लिए उपयोग किया जाता है और सिफारिश की जाती है। प्रदूषण और कम उत्पादकता का एक उच्च जोखिम, मुख्य रूप से खराब मिश्रण शासन और प्रकाश प्रवेश से उत्पन्न होता है, इन खुली प्रणालियों के मुख्य नुकसान हैं। रेसवे में, 1000 मिलीग्राम शुष्क वजन तक बायोमास सांद्रता। एलएसयूपी -1/एसयूपी और 20 ग्राम सूखे वजन की उत्पादक.msup2/sup.dsup-1/sup संभव दिखाया गया है।

माइक्रोअल्गल उत्पादन की कीमत आर्थिक उपलब्धि को महंगे और अनन्य उत्पादों के विपणन पर अत्यधिक निर्भर करती है, जिसके लिए मांग स्वाभाविक रूप से प्रतिबंधित है। रेसवे भी अपशिष्ट जल के इलाज के लिए इस्तेमाल किया सबसे अधिक इस्तेमाल किया खेती प्रणाली हैं (पार्क और Craggs 2010)।

** ठोस कृति** (विजिहास्टुटी एट अल। 2017 के बाद): एक वैकल्पिक माइक्रोअल्गल खेती विधि एक बहुलक मैट्रिक्स में कोशिकाओं को स्थिर कर रही है या उन्हें ठोस समर्थन (बायोफिल्म) की सतह से जोड़ रही है। सामान्य तौर पर, इस तरह के बायोमास संस्कृतियों की बायोमास उपज तरल आधारित संस्कृतियों की तुलना में कम से कम 99% अधिक केंद्रित होती है। Dewatering किसी भी बड़े पैमाने पर अल्गल उत्पादन के सबसे महंगे और ऊर्जा-गहन भागों में से एक है। बायोफिल्म विकास का मुख्य लाभ डीवॉटरिंग प्रक्रिया और संबंधित ऊर्जा खपत को कम करने की क्षमता है और इस प्रकार लागत है। बायोफिल्म की खेती सेलुलर लाइट कैप्चर को भी बढ़ा सकती है, पर्यावरणीय तनाव को कम कर सकती है (जैसे पीएच, लवणता, धातु विषाक्तता, बहुत अधिक विकिरण), उत्पादन की लागत को कम कर सकती है और पोषक तत्वों की खपत को कम कर सकती है। अपशिष्ट जल (पोषक तत्व और धातु हटाने) के इलाज के लिए ठोस आधारित खेती विधियों का उपयोग किया जा सकता है। बायोफिल्म की खेती के लिए तीन मुख्य तरीके हैं: (ए) 100% सीधे मध्यम में जलमग्न, (बी) आंशिक रूप से मध्यम में जलमग्न और (सी) एक झरझरा सब्सट्रेट का उपयोग करके मध्यम से कोशिकाओं तक पोषक तत्वों और नमी देने के लिए।

12.3.3 अल्गल ग्रोथ पोषक तत्व आवश्यकताएं

निरोधात्मक भौतिक, रासायनिक और जैविक कारकों के एक नंबर उच्च microalgal उत्पादन बाधित कर सकते हैं। इन्हें तालिका 12.1 में वर्णित किया गया है।

महत्वपूर्ण विकास सीमाओं का एक बुनियादी ज्ञान शायद किसी भी प्रक्रिया के लिए किसी भी microalgae लागू करने से पहले सबसे आवश्यक कारक है। लाइट अब तक का सबसे महत्वपूर्ण सीमित कारक है जो किसी भी अल्गा के विकास को प्रभावित करता है। तापमान भी बड़े पैमाने पर algal उत्पादन के लिए एक महत्वपूर्ण कारक है (Moheimani और Parlevliet 2013)। हालांकि, इन चरों को नियंत्रित करना मुश्किल है (मोहेमनी और पार्लेवेट 2013)। प्रकाश और तापमान के आगे, पोषक तत्व किसी भी अल्गा (Moheimani और Borowitzka 2007) के विकास को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण सीमित कारक हैं और प्रत्येक microalgal प्रजातियों की अपनी इष्टतम पोषक तत्व आवश्यकताएं होती हैं। सबसे महत्वपूर्ण पोषक तत्व नाइट्रोजन, फास्फोरस और कार्बन (ओसवाल्ड 1988) हैं। अधिकांश

तालिका tbody टीआर थाबियोटिक कारकों/वें टीडी प्रकाश (गुणवत्ता, मात्रा) /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी/टीडी टीडी तापमान /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी/टीडी टीडी पोषक तत्व एकाग्रता /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी/टीडी टीडी OSUB2/उप /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी/टीडी टीडी Cosub2/उप और पीएच /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी/टीडी टीडी लवणता /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी/टीडी टीडी विषैले रसायन /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” Thbiotic कारकों/वें टीडी रोगज़नक़ों (बैक्टीरिया, कवक, वायरस) /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी/टीडी टीडी अन्य शैवाल द्वारा प्रतियोगिता /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” ThOperational कारक/वें टीडी मिश्रण द्वारा उत्पादित कतरनी /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी/टीडी टीडी कमजोर पड़ने की दर /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी/टीडी टीडी गहराई /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी/टीडी टीडी फसल आवृत्ति /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी/टीडी टीडी बाइकार्बोनेट के अलावा /टीडी /tr /टीबीओडी /तालिका

** तालिका 12.1** माइक्रोएल्गे की वृद्धि और उत्पादकता की सीमाएं (मोहेमी और बोरोविट्का 2007)

शैवाल उनकी लिपिड सामग्री (मोहेमनी 2016) को बढ़ाकर एन-सीमा का जवाब देते हैं। उदाहरण के लिए, शिफ्रिन और चिशोल्म (1981) ने बताया कि माइक्रोएल्गे की 20 से 30 प्रजातियों में उन्होंने जांच की, शैवाल ने एन-वंचित होने के तहत अपनी लिपिड सामग्री में वृद्धि की। फास्फोरस भी एक महत्वपूर्ण पोषक तत्व microalgal विकास के लिए आवश्यक है के रूप में यह सेल चयापचय और विनियमन में एक अनिवार्य भूमिका निभाता है, एंजाइमों, फॉस्फोलिपिड और ऊर्जा की आपूर्ति यौगिकों (स्मिथ 1983) के उत्पादन में शामिल किया जा रहा है। ब्राउन एंड बटन्स (1979) हरी अल्गा सेलेनास्ट्रम मकर राशि पर अध्ययन एक स्पष्ट वृद्धि सीमा से पता चला है जब माध्यम की फॉस्फेट एकाग्रता 10 एनएम से कम थी। Cosub2/उप भी उच्च algal उत्पादकता (Moheimani 2016) को प्राप्त करने के लिए एक महत्वपूर्ण पोषक तत्व है। उदाहरण के लिए, यदि अतिरिक्त COSUB2/SUB को अल्गल संस्कृति में नहीं जोड़ा गया है, तो औसत उत्पादकता को 80% (मोहेमनी 2016) तक कम किया जा सकता है। हालांकि, कोसब2/सब को अल्गल तालाबों के अलावा महंगा है (मोहेमनी 2016)। Cosub2/उप एक संस्कृति मीडिया के लिए शुरू करने के लिए सबसे किफायती तरीका है - दमक झरझरा पत्थरों के माध्यम से बुदबुदाती या Cosub2/उप इंजेक्टर (Moheimani 2016) के रूप में जलमग्न प्लास्टिक शीट के तहत पाइप का उपयोग करके मीडिया में गैस का प्रत्यक्ष हस्तांतरण। दुर्भाग्य से, इन तरीकों के सभी में वहाँ अभी भी उच्च वातावरण के लिए Cosub2/उप नुकसान है क्योंकि अल्गल निलंबन में गैस बुलबुले के कम प्रतिधारण समय की।

हालांकि एन, पी और सी जोड़ना महत्वपूर्ण है, अन्य पोषक तत्व माइक्रोअल्गल विकास और चयापचय को भी प्रभावित करते हैं। इस तरह के मैंगनीज (Mn) और विभिन्न अन्य फैटायनों (MgSup2+/SUP, KSUP +/SUP और Casup2+/SUP) के रूप में अन्य पोषक तत्वों की कमी, भी algal विकास को कम करने के लिए जाना जाता है (Droop 1973)। ट्रेस तत्व भी microalgal विकास के लिए महत्वपूर्ण हैं और कुछ microalga भी उनके विकास (क्रॉफ्ट एट अल 2005) के लिए विटामिन की आवश्यकता होती है। पोषक तत्वों की आपूर्ति करने का एक प्रभावी और सस्ती तरीका अल्गल संस्कृति और अपशिष्ट जल उपचार के संयोजन से होता है जिसे तुरंत नीचे चर्चा की जाती है।

12.3.4 शैवाल और अपशिष्ट जल उपचार

पर्यावरणीय गिरावट में वृद्धि और वैकल्पिक खाद्य और ऊर्जा स्रोतों को उत्पन्न करने की अधिक आवश्यकता के साथ, संसाधन वसूली के साथ जैविक अपशिष्ट जल उपचार की व्यवहार्यता का पता लगाने के लिए प्रोत्साहन दिया गया है। अल्गल फोटोसिंथेटिक गतिविधियों के कारण माइक्रोअल्गल अपशिष्ट जल उपचार विशेष रूप से आकर्षक रहे हैं, जहां प्रकाश को लाभदायक बायोमास में स्थानांतरित किया जाता है। कुछ शर्तों के तहत, अपशिष्ट जल उगाए गए माइक्रोअल्गल बायोमास पौधों की उच्च प्रजातियों के लिए बायोमास उत्पादन में बराबर या बेहतर हो सकते हैं। इस प्रकार, प्रक्रिया एक अपशिष्ट उत्पाद को उपयोगी उत्पादों (जैसे पशु फ़ीड, जलीय कृषि फ़ीड, जैव-उर्वरक और बायोनेर्जी) में बदल सकती है। इस प्रकार, अपशिष्ट प्रवाह नहीं रह गया है एक नकारात्मक अपशिष्ट उत्पाद है, लेकिन यह महत्वपूर्ण पदार्थों के उत्पादन के लिए एक मूल्यवान सब्सट्रेट बन जाता है और सफल microalgal अपशिष्ट जल bioremediation आधी सदी से अधिक के लिए सूचना दी गई है (ओसवाल्ड और Gotass 1957; Delrue एट अल। अल्गल फाइटोरिमेडियेशन वास्तव में अपशिष्ट जल के उपचार के लिए एक पर्यावरण अनुकूल समाधान प्रदान करता है क्योंकि यह जैविक और अकार्बनिक पोषक तत्वों का कुशलतापूर्वक उपयोग कर सकता है (नवोबा एट अल। 2017)। माइक्रोअल्गल संस्कृतियां अपशिष्ट जल उपचार के बाद के चरणों के लिए एक विशाल क्षमता रखती हैं, विशेष रूप से ‘एन’, ‘पी’ और ‘सीओडी’ (नवोबा एट अल। 2016) को कम करने के लिए। इसके अलावा, इस तरह के photoautotrophic, mixotrophic और heterotrophic स्थितियों के रूप में विभिन्न पोषण शर्तों के माध्यम से विकसित करने के लिए माइक्रोएल्गे की क्षमता भी जलीय मैट्रिक्स से प्रदूषण और रसायनों के विभिन्न प्रकार को हटाने में अपनी क्षमताओं को बढ़ाता है। सीक्वेस्ट्रेटिंग कार्बन (कोसब2/एसयूबी) में माइक्रोएल्गे की क्षमता COSUB2/उप बायोरेमेडियेशन की अनुमति देती है। स्थापित सिंक्रनाइज़ अल्गाल-बैक्टीरिया संबंध भी अपशिष्ट जल (मुनोज़ और गुइसेसे 2006) के बायोरेमेडिएशन के लिए आदर्श रूप से synergetic है। प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से, माइक्रोएल्गे कार्बनिक पदार्थों के खनिज के लिए एरोबिक बैक्टीरिया द्वारा आवश्यक ऑक्सीजन प्रदान करते हैं और साथ ही एनएचएसयूबी 4/सबसुप+/एसयूपी (मुनोज और गुइसेसे 2006) के ऑक्सीकरण के लिए भी। बदले में, बैक्टीरिया माइक्रोएल्गे के विकास के लिए कार्बन डाइऑक्साइड की आपूर्ति करता है, जो समग्र अपशिष्ट जल उपचार प्रक्रिया (डेलरू एट अल। 2016) के लिए आवश्यक ऑक्सीजन की मात्रा को कम करता है। सामान्य तौर पर, नाइट्रोजन अनुपात में कम कार्बन वाले अपशिष्ट अपशिष्ट पदार्थ मौलिक रूप से प्रकाश सिंथेटिक जीवों के विकास के लिए अनुकूल होते हैं। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि माइक्रोअल्गल घरेलू और कृषि अपशिष्ट जल उपचार एक आकर्षक विकल्प है क्योंकि प्रौद्योगिकी अपेक्षाकृत आसान है और उन्हें प्रवाह उपचार के मानक की तुलना में बहुत कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। बड़े पैमाने पर रेसवे तालाबों में सूक्ष्म अपशिष्ट जल उपचार का अनुकूलन आकर्षक है क्योंकि यह हानिकारक अपशिष्ट उत्पाद के प्रभावी उपचार और संभावित रूप से मूल्यवान प्रोटीन युक्त अल्गल बायोमास के उत्पादन को जोड़ती है। चित्रा 12.1 एनारोबिक पाचन और अल्गल खेती के संयोजन से किसी भी कार्बनिक कचरे के इलाज के लिए एक बंद लूप प्रणाली को सारांशित करता है।

12.3.5 शैवाल और एक्वापोनिक्स

जलीय कृषि में और एक्वापोनिक सिस्टम में माइक्रोएल्गे को अक्सर एक उपद्रव माना जाता है क्योंकि वे पाइप को क्लोजिंग करके पानी के प्रवाह को प्रतिबंधित कर सकते हैं, ऑक्सीजन का उपभोग कर सकते हैं,

** अंजीर 12.1** जैविक अपशिष्ट और संभावित अंत उपयोगकर्ताओं के इलाज के लिए अल्गल संस्कृति का उपयोग करने के लिए एकीकृत प्रक्रिया प्रणाली। (प्रक्रिया आरे एट अल 2017 और मोहेमनी एट अल से जानकारी के आधार पर डिज़ाइन की गई है 2018)

कीड़ों को आकर्षित कर सकता है, पानी की गुणवत्ता को कम कर सकता है और जब विघटन ऑक्सीजन को कम कर सकता है। हालांकि, एडी एट अल द्वारा एक प्रयोग (2017) से पता चलता है कि शैवाल एक एक्वापोनिक प्रणाली में पानी की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है, नाइट्रिफिकेशन प्रक्रिया से संबंधित पीएच बूंदों को नियंत्रित करने में मदद करता है, सिस्टम में भंग ऑक्सीजन उत्पन्न करता है, ‘एक मूल्य वर्धित मछली फ़ीड के रूप में पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड का उत्पादन करता है और विविधता जोड़ता है और सुधार करता है ‘प्रणाली के लिए लचीलापन। एक्वापोनिक्स के ‘पवित्र गेल’ में से एक यह है कि सिस्टम के हिस्से के रूप में मछली को खिलाया जाने वाले भोजन का कम से कम हिस्सा उत्पादन करना है और यह यहां है कि शैवाल के उत्पादन में शोध की आवश्यकता होती है जिसे एक्वापोनिक्स पानी के हिस्से के साथ उगाया जा सकता है, शायद एक अलग लूप में, जिसे तब मछली के लिए आहार।