2015 岁末之际,这个独一无二的项目 – Bäckhammars Algbruk (Bäckhammar 水藻厂 )的一期结果新鲜出炉了!“在过去三年里,我们利用 Bäckhammar 纸浆和造纸厂产生的废弃物在试验床生产生物质。我们的宗旨是利用剩余资源可持续生产藻类生物质,从而提取可精炼的生物油,”SP 研究员 Niklas Strömberg 如是说。

“藻类养殖在北欧国家前景广阔,并且这一构想也得到了广泛关注,其中的因素有几个。虽然这些地区的日照时间不如南半球的国家,但这里有丰富的养分、热量和二氧化碳,而这些正是藻类生长的要素。在适当的环境下,水生微藻的产量极高,利用微藻的生长可以生产出油脂、碳水化合物和蛋白质。最终可以生产出生物油,经过精炼可以制成原生质体、生物柴油和润滑油。藻类甚至还可以转化为食物和化妆品,”Niklas 说道。

有利于气候的养殖方式

微藻利用 Nordic Paper 纸浆和造纸厂产生的烟气和废热生长繁殖。

微藻利用 Nordic Paper 纸浆和造纸厂产生的烟气和废热生长繁殖。

SP 研究人员发明了一种有利气候的藻类养殖方式,即利用 Bäckhammar 纸浆和造纸厂排出的废水中的废热、二氧化碳和养分。其理念是以一种高能效的途径充分利用当地资源。水则取自工厂里的废水处理设施,为藻类提供了生长繁殖的充足养分。35 度的水在经过热量交换后,将达到适合藻类生长的适宜温度。

通过养殖,还可以将工厂排出的烟气 – 二氧化碳作为资源来加以利用。烟气经由烟囱里的管道输往十个处理槽。

“养分、热量和二氧化碳的组合对于藻类来说再好不过了。微生植物可以净化废水,清除氮和磷,并且能防止排放出影响气候的二氧化碳。降低碳足迹不只对哪一个工厂重要,而是对很多行业都很重要。这种养殖方法真的是独一无二,它不仅可以创造商业价值,也有利于环境,因为工厂既能生产出更加环保的产品,又能减少废弃物的排放,”Niklas Strömberg 肯定地说。

试验床的图纸就是 Niklas 绘制的,此外他还发明了一步式处理法,在这个过程中,藻类将进行养殖、沉淀和干燥。夜间停止注入烟气,因而藻类会沉入槽底。次日则注入新的烟气。由于这个过程是反复进行的,因此藻类的沉淀物会逐渐累积。在每个养殖周期结束后,将水排出,并借助阳光和废热将残留的沉淀物干燥数日。

“最后得到的就是干燥的原料,其中的能量含量介于每公斤 23 到 25 兆焦耳之间,可以和花生这种能量密集的食品相媲美。利用这种干原料可以提取生物油。到目前为止,我们每年可以生产 25 公斤干生物质,但如果也考虑工厂废水中的氮和磷的话,产量会高得多。当然需要使用较大的处理槽。在这个项目中,我们使用了十个圆形处理槽(Tethys 反应器),总面积达 36 平方米,外加一条椭圆形的面积为 21 平方米的通道,并由通道中的桨轮保持水的循环。虽然处理槽中灌注了二形栅藻的单细胞菌株,但结果表明,单针藻、绿藻、四尾栅藻等本地菌株也生长茂盛。”

高能效养殖

这个为期三年之久的试验床项目的总体结果表明,在能耗和所需的人工方面,这一构想非常高效。项目结果表明:

  • 高产量;养殖 1 公顷的藻类相当于在同一个地方种植 5 公顷以上的油菜。
  • 正能量平衡;产出的能量高出养殖消耗的能量四倍。
  • 将重工业排出的二氧化碳(烟气)用于产油项目的效果非常好。
  • 可以在无发展价值的土地上进行藻类养殖。

“我们对至今为止取得的结果非常满意。鉴于设计这个系统时考虑了节能,实现的能效虽然不令人意外,但我们没想到产量会如此之高。在试验结果接受外部审核后,届时会提供更多的细节。大规模养殖肯定可能,但也许要在未来几年内才能实现。我们接下来会针对一个规模更大的试验设施开展项目二期工作,然后再进行示范安装,”Niklas Strömberg 说。

本文发表于 2016 年 2 月。