Ability of Chlorella vulgaris algae for nutrients removal in domestic wastewater and its collection by ferrate

Abstract

In this study, we aim to employ Chlorella vulgaris algae for removal of nutrients in wastewater and collect the produced algae by ferrate after treatment. The growth of algae was conducted in F/2 synthetic medium and in actual domestic wastewater. The removals of nitrogen and phosphorous by algae were then investigated for low and high nutrient concentrations using wastewater after biological treatment in both batch and continuous experiments. Results showed that specific growth rates in the exponential phase were 0.23 and 0.35 day-1 for F/2 medium and domestic wastewater, respectively, proving the suitability of wastewater for algae growth. The removal efficiency of ammonia, nitrate, and phosphate were 89 - 93, 64 - 76, and 69 – 88%, respectively.  In the algae collection test, pH 8 is the optimal pH to remove algae and ferrate had higher algae removal ability than alum under each optimal condition with removal efficiency of 84 - 97% at dosage of 12 mg Fe/L. These results suggest that microalgae is a potential alternative for removing of nutrients in wastewater treatment due to the high uptake capacity of nitrogen and phosphorous and the effective collection of algae after treatment by ferrate. Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá hiệu quả xử lý chất dinh dưỡng bằng tảo Chlorella vulgaris trong môi trường nước thải sinh hoạt, thông qua khả năng xử lý N và P từ nguồn nước khi tảo tăng trưởng và khả năng keo tụ để thu hồi tảo bằng ferrate. Tốc độ tăng trưởng đặc thù µ trong môi trường F/2 và nước thải sinh hoạt lần lượt là 0,23 ngày-1 và 0,35 ngày-1. Hiệu suất xử lý ammoni, nitrát và phốt phát- lần lượt đạt 89 - 93%, 64 - 76% và 69 - 88%. Kết quả thí nghiệm keo tụ thu hồi tảo cho thấy pH = 8 là thích hợp nhất để loại bỏ tảo bằng ferrate và việc sử dụng ferrate cho hiệu quả tách tảo tốt hơn phèn nhôm với lượng sử dụng ít hơn. Ở hàm lượng 12 mgFe/L, hiệu quả tách tảo đạt cao nhất từ 84 - 97%. Nghiên cứu cho thấy tiềm năng thay thế công nghệ sinh học truyền thống bằng công nghệ vi tảo trong loại bỏ các chất dinh dưỡng và khả năng thu hồi tảo hiệu quả bằng cách sử dụng ferrate.