Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tiến hành Đồng Phân hủy Kỵ khí chất thải từ rau quả tại quy trình hai giai đoạn LBR + CSTR nhằm giảm thiểu chất thải và sản xuất biogas
Tóm tắt
Chất thải từ rau củ và trái cây (VFW) đang trở thành một gánh nặng lớn trong việc xử lý chất thải đô thị do khối lượng khổng lồ, nhưng nó cũng là một nguồn tài nguyên có giá trị tiềm năng có thể phát triển thành các sản phẩm có giá trị cao như methane. Quy trình phân hủy kỵ khí thông thường không phù hợp để giải quyết vấn đề dễ xảy ra axit hóa của VFW. Do đó, một hệ thống phân hủy kỵ khí quy mô phòng thí nghiệm hai giai đoạn đã được lắp đặt để giảm thiểu chất thải và sản xuất biogas từ VFW ở nhiệt độ mesophilic. Hệ thống hai pha bao gồm một phản ứng giàn lọc có thể tích 70 L (LBR) và một phản ứng bể khuấy liên tục 35 L (CSTR). Nước được phun lên vật liệu để tăng cường quá trình chiết xuất trong giai đoạn axit hóa. Nước rỉ sau đó được chuyển đến CSTR để sản xuất biogas. Quá trình phân hủy lô kéo dài 120 giờ cho đến khi không có biogas được sản xuất. Nước rỉ với nồng độ acid béo dễ bay hơi (VFA) đạt 7,6 g/L được thu được trong vòng 10 giờ. Kết quả cho thấy tổng cộng 70,9% chất rắn dễ bay hơi (VS) đã được loại bỏ trong hệ thống pha rắn. Hơn 90% VFA đã được giảm trong bể phản ứng sinh methane, và đã quan sát thấy rằng tỷ lệ sản xuất biogas cao nhất đạt 51,26 mL/(d gVS). Nồng độ methane tối đa trong biogas được sản xuất là 71%.
Từ khóa
#phân hủy kỵ khí #chất thải rau củ #chất thải trái cây #sản xuất biogas #axit béo dễ bay hơi #xử lý chất thải đô thịTài liệu tham khảo
Lin, J., Zuo, J., Gan, L., Li, P., Liu, F., Wang, K., Chen, L., & Gan, H. (2011). Effects of mixture ratio on anaerobic co-digestion with fruit and vegetable waste and food waste of China. Journal of Environmental Sciences (China), 23(8), 1403–1408.
Wang, Y., Zang, B., Liu, Y., & Li, G. (2018). Classification and management of kitchen waste: Disposals and proposals in Chaoyang district, Beijing, China. Journal of Material Cycles and Waste Management, 20(1), 461–468.
Ji, C., Kong, C.-X., Mei, Z.-L., & Li, J. (2017). A review of the anaerobic digestion of fruit and vegetable waste. Applied Biochemistry and Biotechnology, 183(3), 906–922.
Traverso, P., Pavan, P., Bolzonella, D., Innocenti, L., Cecchi, F., & Mata-Alvarez, J. (2000). Acidogenic fermentation of source separated mixtures of vegetables and fruits wasted from supermarkets. Biodegradation, 11(6), 407–414.
Lata, K., Rajeshwari, K. V., Pant, D. C., & Kishore, V. V. N. (2002). Volatile fatty acid production during anaerobic mesophilic digestion of tea and vegetable market wastes. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 18(6), 589–592.
Chen, M., Yao, X.-Z., Ma, R.-C., Song, Q.-C., Long, Y., & He, R. (2017). Methanethiol generation potential from anaerobic degradation of municipal solid waste in landfills. Environmental Science and Pollution Research, 24(30), 23992–24001.
Sharma, V. K., Testa, C., Lastella, G., Cornacchia, G., & Comparato, M. P. (2000). Inclined-plug-flow type reactor for anaerobic digestion of semi-solid waste. Applied Energy, 65(1-4), 173–185.
Forster-Carneiro, T., Perez, M., & Romero, L. I. (2008). Influence of total solid and inoculum contents on performance of anaerobic reactors treating food waste. Bioresource Technology, 99(15), 6994–7002.
Bouallagui, H., Lahdheb, H., Ben Romdan, E., Rachdi, B., & Hamdi, M. (2009). Improvement of fruit and vegetable waste anaerobic digestion performance and stability with co-substrates addition. Journal of Environmental Management, 90(5), 1844–1849.
Garcia-Pena, E. I., Parameswaran, P., Kang, D. W., Canul-Chan, M., & Krajmalnik-Brown, R. (2011). Anaerobic digestion and co-digestion processes of vegetable and fruit residues: Process and microbial ecology. Bioresource Technology, 102(20), 9447–9455.
Agdag, O. N., & Sponza, D. T. (2005). Co-digestion of industrial sludge with municipal solid wastes in anaerobic simulated landfilling reactors. Process Biochemistry, 40(5), 1871–1879.
Habiba, L., Hassib, B., & Moktar, H. (2009). Improvement of activated sludge stabilisation and filterability during anaerobic digestion by fruit and vegetable waste addition. Bioresource Technology, 100(4), 1555–1560.
Molinuevo-Salces, B., Garcia-Gonzalez, M. C., Gonzalez-Fernandez, C., Cuetos, M. J., Moran, A., & Gomez, X. (2010). Anaerobic co-digestion of livestock wastes with vegetable processing wastes: A statistical analysis. Bioresource Technology, 101(24), 9479–9485.
Bouallagui, H., Rachdi, B., Gannoun, H., & Hamdi, M. (2009). Mesophilic and thermophilic anaerobic co-digestion of abattoir wastewater and fruit and vegetable waste in anaerobic sequencing batch reactors. Biodegradation, 20(3), 401–409.
Climenhaga, M. A., & Banks, C. J. (2008). Uncoupling of liquid and solid retention times in anaerobic digestion of catering wastes. Water Science and Technology, 58(8), 1581–1587.
De La Rubia, M. A., Raposo, F., Rincon, B., & Borja, R. (2009). Evaluation of the hydrolytic-acidogenic step of a two-stage mesophilic anaerobic digestion process of sunflower oil cake. Bioresource Technology, 100(18), 4133–4138.
Ravi, P. P., Lindner, J., Oechsner, H., & Lemmer, A. (2018). Effects of target pH-value on organic acids and methane production in two-stage anaerobic digestion of vegetable waste. Bioresource Technology, 247, 96–102.
Li, D., Yuan, Z. H., & Sun, Y. M. (2010). Semi-dry mesophilic anaerobic digestion of water sorted organic fraction of municipal solid waste (WS-OFMSW). Bioresource Technology, 101, 2722–2728.
Lv, W., Schanbacher, F. L., & Yu, Z. T. (2010). Putting microbes to work in sequence: Recent advances in temperature-phased anaerobic digestion processes. Bioresource Technology, 101(24), 9409–9414.
Ge, J., Huang, G., Li, J., & Han, L. (2018). Particle-scale visualization of the evolution of methanogens and methanotrophs and its correlation with CH4 emissions during manure aerobic composting. Waste Management, 78, 135–143.
Chakraborty, D., & Mohan, S. V. (2018). Effect of food to vegetable waste ratio on acidogenesis and methanogenesis during two-stage integration. Bioresource Technology, 254, 256–263.
Li, K., Liu, R., Cui, S., Yu, Q., & Ma, R. (2018). Anaerobic co-digestion of animal manures with corn stover or apple pulp for enhanced biogas production. Renewable Energy, 118, 335–342.
Raynal, J., Delgenes, J. P., & Moletta, R. (1998). Two-phase anaerobic digestion of solid wastes by a multiple liquefaction reactors process. Bioresource Technology, 65(1-2), 97–103.
Bouallagui, H., Ben Cheikh, R., Marouani, L., & Hamdi, M. (2003). Mesophilic biogas production from fruit and vegetable waste in a tubular digester. Bioresource Technology, 86(1), 85–89.
Wijekoon, K. C., Visvanathan, C., & Abeynayaka, A. (2011). Effect of organic loading rate on VFA production, organic matter removal and microbial activity of a two-stage thermophilic anaerobic membrane bioreactor. Bioresource Technology, 102(9), 5353–5360.
Speece, R. E., Boonyakitsombut, S., Kim, M., Azbar, N., & Ursillo, P. (2006). Overview of anaerobic treatment: Thermophilic and propionate implications. Water Environment Research, 78(5), 460–473.
Hills, D. J., & Nakano, K. (1984). Effects of particle-size on anaerobic-digestion of tomato solid-wastes. Agricultural Wastes, 10(4), 285–295.
Ge, J., Huang, G., Huang, J., Zeng, J., & Han, L. (2015). Mechanism and kinetics of organic matter degradation based on particle structure variation during pig manure aerobic composting. Journal of Hazardous Materials, 292, 19–26.
Sanders, W. T. M., Geerink, M., Zeeman, G., & Lettinga, G. (2000). Anaerobic hydrolysis kinetics of particulate substrates. Water Science and Technology, 41(3), 17–24.
Ge, J., Huang, G., Huang, J., Zeng, J., & Han, L. (2016). Particle-scale modeling of methane emission during pig manure/wheat straw aerobic composting. Environmental Science & Technology, 50(8), 4374–4383.
Tumutegyereize, P., Muranga, F. I., Kawongolo, J., & Nabugoomu, F. (2011). Optimization of biogas production from banana peels: Effect of particle size on methane yield. African Journal of Biotechnology, 10, 18243–18251.