Hướng tới việc chuẩn hóa các thử nghiệm tiềm năng biomethane

Water Science and Technology - Tập 74 Số 11 - Trang 2515-2522 - 2016
Christof Holliger1, M. M. Alves2, Diana R. Andrade‐Linares3, Irini Angelidaki4, Sergi Astals5, Urs Baier6, Claire Bougrier7, Pierre Buffière8, Marta Carballa9, Vinnie de Wilde10, Florian Ebertseder3, Belén Fernández11, E. Ficara12, Ioannis A. Fotidis4, Jean‐Claude Frigon13, Hélène Fruteau de Laclos14, Dara S.M. Ghasimi15, Gabrielle Hack1, Mathias Hartel3, J. Heerenklage16, Ilona Sárvári Horváth17, Pavel Jeníček18, Konrad Koch19, Judith Krautwald6, Javier Lizasoain20, Jing Liu21, Lona Mosberger6, Mihaela Nistor21, Hans Oechsner22, João Vítor Oliveira23, M.A.J. Paterson24, André Pauss25, Sébastien Pommier26, I. Porqueddu12, F. Raposo27, Thierry Ribeiro28, Florian Rüsch Pfund6, Sten Strömberg21, Michel Torrijos29, M.H.A. van Eekert30, Jules B. van Lier15, Harald Wedwitschka31, Isabella Wierinck32
1ENAC IIE Laboratory for Environmental Biotechnology, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland
2IBB-CBE - Centre of Biological Engineering [Univ. Minho] (Institute for Biotechnology and Bioengineering, University of Minho, Campus de Gualtar, 4710-057 Braga - Portugal)
3Bavarian State Research Center for Agriculture, Freising, Germany
4DTU - Danmarks Tekniske Universitet = Technical University of Denmark (Anker Engelunds Vej 1 , Bygning 101A , 2800 Kgs. Lyngby - Denmark)
5Advanced Water Management Center, The University of Queensland, Brisbane, Australia
6Institute for Chemistry and Biotechnology, ZHAW School of Life Sciences and Facility Management, Wädenswil, Switzerland
7Veolia Environnement Research and Innovation (France)
8Université de Lyon, INSA-Lyon, Lyon, France
9Department of Chemical Engineering, Institute of Technology, Universidade de Santiago de Compostela, Santiago de Compostela, Spain
10Sub-Department of Environmental Technology (Biotechnion Bomenweg 2 6700 EV Wageningen - Netherlands)
11IRTA, Barcelona, Spain
12DICA - Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale (P.zza Leonardo da Vinci 32, 20133 Milano (Italie) - Italy)
13NRC - National Research Council of Canada (1200 Montreal Road, Building M-58, Ottawa, Ontario K1A 0R6 - Canada)
14Methaconsult, Préverenges, Switzerland
15TU Delft - Delft University of Technology (Postbus 5, 2600 AA Delft - Netherlands)
16Hamburg University of Technology, Hamburg, Germany
17The Swedish Centre for Resource Recovery, University of Borås, Borås, Sweden
18University of Chemistry and Technology Prague, Prague, Czech Republic
19Chair of Urban Water Systems Engineering, Technical University of Munich, Garching, Germany
20University of Natural Resources and Life Sciences Vienna, Austria
21Bioprocess Control AB, Lund, Sweden
22State Institute of Agricultural Engineering and Bioenergy, University of Hohenheim, Stuttgart, Germany
23Centre of Biological Engineering, University of Minho, Braga, Portugal
24Association for Technology and Structures in Agriculture (KTBL), Darmstadt, Germany
25Sorbonne Universités, EA 4297 TIMR UTC/ESCOM, Compiègne, France
26LISBP, Université de Toulouse, CNRS, INRA, INSA, Toulouse, France
27Instituto de la Grasa (Campus de la Universidad Pablo de Olavide - Edificio 46 Ctra. de Utrera, km. 1 - 41013 - Sevilla - Spain)
28Département des Sciences et Techniques Agro-Industrielles, Institut Polytechnique LaSalle Beauvais, Beauvais, France
29LBE - Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement [Narbonne] (Avenue des Etangs - 11100 Narbonne - France)
30LeAF, Wageningen, the Netherlands
31DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum, Leipzig, Germany
32OWS - Organic Waste Systems (Dok Noord 5, 9000 Gent - Belgium)

Tóm tắt

Việc sản xuất biogas từ các vật liệu hữu cơ khác nhau là một nguồn năng lượng tái tạo rất thú vị. Tiềm năng biomethane (BMP) của các vật liệu này cần được xác định để có cái nhìn sâu sắc về các tham số thiết kế cho các bộ phân giải yếm khí. Mặc dù có nhiều tiêu chuẩn và hướng dẫn cho các thử nghiệm BMP, nhưng các thử nghiệm giữa các phòng thí nghiệm thường cho thấy sự biến đổi lớn về BMP của cùng một loại cơ chất. Một hội thảo đã được tổ chức vào tháng 6 năm 2015, tại Leysin, Thụy Sĩ, với hơn 40 người tham dự từ 30 phòng thí nghiệm trên toàn thế giới, để thống nhất các giải pháp chung cho bài toán các kết quả thử nghiệm BMP không đồng nhất. Bài báo này trình bày sự đồng thuận từ các cuộc thảo luận bàn tròn căng thẳng và sự so sánh chéo các phương pháp được sử dụng trong các phòng thí nghiệm tương ứng. Các yếu tố bắt buộc để xác thực kết quả BMP đã được xác định. Chúng bao gồm số lượng bản sao tối thiểu, yêu cầu thực hiện các thử nghiệm kiểm soát trắng và kiểm soát tích cực, các tiêu chí cho thời gian thử nghiệm, chi tiết về tính toán BMP, và cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng là các tiêu chí để bác bỏ các thử nghiệm BMP. Cuối cùng, các khuyến nghị về các yếu tố ảnh hưởng mạnh mẽ đến kết quả của các thử nghiệm BMP như đặc điểm của giống ban đầu, chuẩn bị cơ chất, thiết lập thử nghiệm, và phân tích dữ liệu được trình bày để tăng cường khả năng đạt được các kết quả được xác thực và có thể tái lặp.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Angelidaki, 2004, Assessment of the anaerobic biodegradability of macropollutants, Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, 3, 117, 10.1007/s11157-004-2502-3

Angelidaki, 2009, Defining the biomethane potential (BMP) of solid organic wastes and energy crops: a proposed protocol for batch assays, Water Science and Technology, 59, 927, 10.2166/wst.2009.040

Cresson, 2015, Results from a French Inter-laboratory campaign on the biological methane potential of solid substrates

Guwy, 2004, Equipment used for testing anaerobic biodegradability and activity, Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, 3, 131, 10.1007/s11157-004-1290-0

Koch, 2015, Influence of headspace flushing on methane production in Biochemical Methane Potential (BMP) tests, Bioresource Technology, 186, 173, 10.1016/j.biortech.2015.03.071

Kreuger, 2011, Ensiling of crops for biogas production: effects on methane yield and total solids determination, Biotechnology for Biofuels, 4, 44, 10.1186/1754-6834-4-44

Müller, 2004, Standardized methods for anaerobic biodegradability testing, Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, 3, 141, 10.1007/s11157-004-4350-6

Noguerol-Arias, 2012, Determination of chemical oxygen demand in heterogeneous solid or semisolid samples using a novel method combining solid dilutions as a preparation step followed by optimized closed reflux and colorimetric measurement, Analytical Chemistry, 84, 5548, 10.1021/ac3003566

Raposo, 2008, Assessment of a modified and optimized method for determining chemical oxygen demand of solid substrates and solutions with high suspended solid content, Talanta, 76, 448, 10.1016/j.talanta.2008.03.030

Raposo, 2009, An interlaboratory study as useful tool for proficiency testing of chemical oxygen demand measurements using solid substrates and liquid samples with high suspended solid content, Talanta, 80, 329, 10.1016/j.talanta.2009.06.071

Raposo, 2011, Biochemical methane potential (BMP) of solid organic substrates: evaluation of anaerobic biodegradability using data from an international interlaboratory study, Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 86, 1088, 10.1002/jctb.2622

Rozzi, 2004, Methods of assessing microbial activity and inhibition under anaerobic conditions: a literature review, Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, 3, 93, 10.1007/s11157-004-5762-z

Sanders, 2004, Preface, Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, 3, 91, 10.1007/s11157-004-5730-7

Strömberg, 2014, Towards eliminating systematic errors caused by the experimental conditions in biochemical methane potential (BMP) tests, Waste Management, 34, 1939, 10.1016/j.wasman.2014.07.018

VDI 4630, 2016

Thông tin
Thông tin xuất bản

Water Science and Technology

Tập 74 Số 11

2515-2522

Thông tin tác giả