Microalgae Biomass Production Coupled with Phycoremediation of Aquaculture Wastewater

Large volumes of aquaculture wastewater (AWW) are discharged every day directly into the environment, causing pollution of freshwater and saltwater ecosystems. This wastewater is rich in nitrogen, phosphorus, organic carbon, and other elements. These chemicals, on the other hand, are essential for microalgae. Thus, due to the potential of AWW to be used as a microalgal growth medium, in this project, experiments are performed to evaluate the behavior of Chlorella sorokiniana when it grows in AWW. The experiments performed test the microalgal growth on untreated vs. pretreated wastewater; on pH-controlled vs. pH-uncontrolled conditions; and its growth when different airflows are used to airlift the cell suspension in the photobioreactor columns. As a result, it was found that C. sorokiniana cultures can reach a high cell density when it grows in AWW (82 million cells per milliliter or a biomass dry weight of 2.60g/L). For successful cultivation of the microalgae, the wastewater needs to be sterilized before inoculation, and the pH needs to be controlled. Furthermore, the maximum microalgae growth rate in the column photobioreactor was obtained with an airflow rate of 6L/min. The results of the present research show that microalgae cultivation in wastewater has a great potential to reduce contamination while generating economic benefits, as microalgae biomass is widely used as a feedstock, and high-value products can be obtained from it.Umtalsvert frárennsli frá fiskeldisstöðum er losað er á hverjum degi beint í umhverfið. Það mengar lífríki vatna og sjávar. Afrennslið er ríkt af köfnunarefni, fosfór, lífrænu kolefni og öðrum efnum. Þessi efni eru nauðsynleg fyrir þörunga. Þess vegna er mögulgt að nýta frárennslið til þörungareæktunar. Í þessu verkefni er gerð tilraun með að rækta Chlorella sorokiniana í frárennsli frá fiskeldi. Tilraunir voru gerðar með að rækta þörunginn í hreinsuðu og óhreinsuðu frárennsli, einnig að stýra eða stýra ekki ph-gildi ætisins. Einnig var athugað áhrif mismunandi loftflæðis í ræktunartönkum. Niðurstaða tilraunanna er að mögulegt var að ná háum frumuþéttleika af C. sorokiniana með ræktun í frárennslisvatni úr fiskeldi (2,60 g/L). Nauðsynlegt reyndist dauðhreinsa frárennslisvatnið áður en þörungum er sáð og stjórna sýrustiginu. Ennfremur náðist hámarks vaxtarhraði örþörunga ef loftstreymið í ræktuninni var 6L/mín. Niðurstöðurnar sýna að ræktun örþörunga í frárennsli fiskeldisstöðva getur dregið umtalsvert úr mengun og skapað efnahagslegan ávinning, þar sem þörungarnir eru notaðir m.a. í fóður og hægt er að vinna verðmæt efni úr þeim.This master thesis was done in collaboration with the company Samvist ehf., as part of a project funded by the Icelandic Technical Development Fund – Rannis