Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024.

Bibliography: pages 175-203.

Desalination of water has been considered as an alternative water resource to use in drinking and irrigation, however it can be achieved through various techniques, each with its own efficiency and cost implications, tailored to specific local requirements and circumstances. Therefore, the need for novel, affordable, and sustainable desalination techniques is growing, as they may be able to mitigate some of the effects of water scarcity. biodesalination an alternative method of desalination in addition to current desalinations techniques, biodesalination which uses photosynthetic species of bacteria to remove NaCl ions from saltwater could offer new, sustainable techniques for desalinating saline water. Cyanobacteria can eliminate salts without the need for external power sources or pressure, through the use of isolated cyanobacteria strains at an advanced level, this research aimed to isolate and cultivate Cyanobacteria Oscillatoriales (O. sp.) for use in biodesalination and reduction of total dissolved solids in seawater under Egyptian conditions. Additionally, treated water will be used for irrigation and photobioreactor design as a stage for biotreatment. Parameters presented in this work include the growth rate of (O. sp.), Total Dissolved solids (TDS), pH, Oxidation reduction potential (ORP), NH4 concentration, photobioreactor design, manufacturing and operating. Preliminary experiment results showed salt reduction ranged from 2 to 4 g.l-1 , and NH4 concentration increased up to 6.5 mg.l-1 and more than 9.99 mg.l-1. The ORP decreased to about 129 mv. This result is achieved from 30 to 40 g of cyanobacteria biomass The retention time was determined according to the life cycle of the strain which is 45 days in the lab scale case. In the photobioreactor design operating mixing time was 15 min to stable value of pH (7±0.2) and the retention time was 90 days. Photobioreactor operation measurements were taken every 15 day until day 90th . salts reduction was 3600 ppm, started with 20.32 g.l-1 ended with 16.72 g.l-1 in the whole time of the experiment. The dissolved oxygen increased along the experiment started with 3.6g.l-1 and increased to 8.5 g.l-1 in day 90th. The electrical conductivity changed with the change in the percentage of salts, was initially 25.4 mS.cm-1until 20.9 mS.cm-1along with the salinity reduction. Validation experiment for seawater desalination, this experiment last for 30 days, the testes was made every 10 days, a weight of 70 grams of cyanobacteria was added directly in seawater and compared to another seawater sample which no additions were performed on it. Results were as follow: Sharm El sheikh (treated)sample salinity was 45.1g.l-1 in the same time after adding the shredded cyanobacteria the salinity reduced immediately to 33.9 g.l-1, the results was salinity reduction in the end of the experiment with 12.5 g.l-1 , DO started with 1.55 g.l-1 and ended with 3.4 g.l-1, ammonium concentration was reduced, it started with 6.9 mg.l-1 and ended with 2.6 mg.l-1 , the removal efficiency was 29.9%. Taba (non-treated ) sample was not subjected to any treatment, salinity was 42.5 g.l-1 increased to 99.8 g.l-1, DO started with 3.1 g.l-1 and ended with 0.95 g.l-1 and ammonium concentration was increased it started with 7 mg.l-1 and ended with <9.99 mg.l-1 .

تعتبر تحلية المياه مصدراً بديلاً للمياه لاستخدامها في الشرب والري، ويمكن تحقيق ذلك من خلال تقنيات مختلفة، لكل منها كفاءتها وآثارها من حيث التكلفة، وتكون مصممة لتناسب المتطلبات والظروف المحلية. ولذلك، تتزايد الحاجة إلى تقنيات تحلية مياه جديدة وبأسعار معقولة ومستدامة، لأنها قد تكون قادرة على التخفيف من بعض آثار ندرة المياه. التحلة الحيوية للمياه وسيلة بديلة لتحلية المياه بالإضافة إلى تقنيات تحلية المياه الحالية، حيث يمكن للتحلية الحيوية التي تستخدم أنواع السيانوبكتيريا لإزالة أيونات كلوريد الصوديوم من المياه المالحة أن تقدم تقنيات جديدة ومستدامة لتحلية المياه المالحة. تستطيع السيانوبكتيريا التخلص من 90% من الأملاح دون الحاجة إلى مصادر طاقة خارجية أو ضغط، وذلك من خلال استخدام سلالات السيانوبكتيريا المعزولة بمستوى متقدم، يهدف هذا العمل إلى عزل واكثار السيانوبكتيريا Oscillatoriales sps. لاستخدامها في تحلية المياه الحيوية وتقليل إجمالي المواد الصلبة الذائبة في مياه البحر تحت الظروف المصرية. بالإضافة إلى ذلك، سيتم استخدام المياه المعالجة للري واستخدامها في المفاعل الحيوي الضوئي كمرحلة للمعالجة الحيوية. تشمل المعاملات المقدمة في هذا البحث معدل نمو (O. sp.)، وإجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS)، ودرجة الحموضة، وإمكانية تقليل الأكسدة (ORP)، وتركيز NH4، وتصميم المفاعل الحيوي الضوئي، وتصنيعه وتشغيله. أظهرت نتائج التجارب المعملية الأولية أن تخفيض الملح تراوح بين 2 إلى 4 جرام.لتر-1، وزيادة تركيز NH4 إلى 6.5 ملجم.لتر-1 وإلى أكثر من 9.99 ملجم.لتر-1. انخفض ORP إلى حوالي 129 مللي فولت. يتم تحقيق هذه النتيجة باستخدام 30 إلى 40 جم من الكتلة الحيوية للسيانوبكتيريا. تم حساب زمن الاحتفاظ وفقًا لدورة حياة السلالة التي تبلغ 45 يومًا في حالة التجربة المعملية الأولية . أما في تصميم المفاعل الحيوي الضوئي، كان زمن المزج التشغيلي 15 دقيقة حتى وصول الرقم الهيدروجيني إلى الاستقرار (7 ± 2.0) وكان زمن الاحتفاظ 90 يومًا. تم أخذ قياسات تشغيل المفاعل الحيوي الضوئي كل 15 يومًا حتى اليوم التسعين. وبلغ تخفيض الأملاح 3600 جزء في المليون، بدأ بـ 20.32 جم.لتر-1 وانتهى بـ 16.72جم.لتر-1 طوال مدة التجربة. زاد الأكسجين المذاب طوال التجربة التي بدأت بـ 3.6 جم.لتر-1 إلى 8.5 جم.لتر-1 في اليوم التسعين. تغيرت الموصلية الكهربائية مع تغير نسبة الأملاح، حيث كانت في البداية 25.4 مللي سيمنز.سم-1 حتى 20.9 مللي سيمنز.سم-1 مع انخفاض الملوحة. تجربة التحقق من صحة تحلية مياه البحر، استمرت هذه التجربة لمدة 30 يوماً، وتم إجراء الاختبارات كل 10 أيام، حيث تم إضافة وزن 70 جم من السيانوبكتيريا مباشرة إلى مياه البحر ومقارنتها بعينة أخرى من مياه البحر التي لم يتم إجراء أي إضافة عليها. وكانت النتائج كالآتي: كانت ملوحة عينة شرم الشيخ (المعاملة) 45.1 جم.لتر-1 وفي نفس الوقت بعد إضافة السيانوبكتيريا المقطعة انخفضت الملوحة مباشرة إلى 33.9 جم.لتر-1، وكانت النتائج انخفاض الملوحة في نهاية التجربة بمقدار 12.5 جم.لتر-1. الاكسجين المذاب بدأ بـ 1.55 جم.لتر-1 وانتهى بـ 3.4 جم.لتر-1، تم تقليل تركيز الأمونيوم، حيث بدأ بـ 6.9 ملجم.لتر-1 وانتهى بـ 2.6 ملجم.لتر-1، وكانت كفاءة الإزالة 29.9% . لم تخضع عينة طابا لأي معاملة حيث كانت الملوحة 42.5 جم.لتر-1 وزادت حتى 99.8 جم.لتر-1، بدأ تركيز الأكسجين المذاب DO بـ 3.1 جم.لتر-1 وانتهى بـ 0.95 جم.لتر-1 وتم زيادة تركيز الأمونيوم حيث بدأ بـ 7 ملجم. لتر-1 وانتهى بـ <9.99 ملجم.لتر-1.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.