view in publisher's site

Optimization of alkaline hydrothermal pretreatment of biological sludge for enhanced methane generation under anaerobic conditions

Highlights•Amount of dry matter was considered in alkaline HTP optimization as an independent variable.•Alkaline HTP optimization focused on BMP as an objective function.•BMP was influenced by the interactions of reaction temperature and DM content.•Alkaline HTP increased COD leakage in the range of 200–900%.•Optimum alkaline HTP increased the methane potential of waste activated sludge up to 78%.AbstractThis paper investigated the effect of alkaline hydrothermal pretreatment (HTP) on the hydrolysis, biodegradation and methane generation potential of waste activated sludge (WAS). A multi-variable experimental approach was designed, where initial solids content (1–5%), reaction temperature (130–190 °C), reaction time (10–30 min.) and caustic concentration (0–0.2 mgNaOH/mgVS) were varied in different combinations to assess the impact of alkaline HTP. This process significantly enhanced the hydrolysis of organic compounds in sludge into soluble fractions, whereby increasing the chemical oxygen demand (COD) leakage up to 200–900% with the 17–99% solubility. It boosted volatile solids (VS) biodegradation up to 40%, which resulted in a parallel increase in methane generation from 216 mLCH4/gVS to as high a 456 mLCH4/gVS methane generation basically relied on the conversion of solubilized COD. Alkaline HTP process was optimized for the maximum methane production. Optimum conditions were obtained at 190 °C reaction temperature, 10 min. reaction time, 0.2 mgNaOH/mgVS and 5% dry matter content. Under these conditions, 453.8 mLCH4/gVS was predicted. Biochemical methane potential (BMP) value was determined as 464 mLCH4/gVS supporting predictive power of the BMP model. The biodegradability compared to the untreated raw WAS was enhanced 78.2%.Graphical abstractDownload : Download high-res image (323KB)Download : Download full-size image

بهینه‌سازی پیش تصفیه هیدروترمال قلیایی لجن زیستی برای تولید متان تقویت‌شده در شرایط بی‌هوازی

مقدار ماده خشک در بهینه‌سازی HTP قلیایی به عنوان یک متغیر مستقل در نظر گرفته شد. بهینه‌سازی Al - HTP روی BMP به عنوان یک تابع هدف متمرکز شده‌است. BMP تحت‌تاثیر تعامل دمای واکنش و محتوای DM قرار گرفت. الکالین HTP نشت COD را در محدوده ۲۰۰ - ۹۰۰ % افزایش داد. HTP قلیایی بهینه، پتانسیل متان لجن فعال مازاد را تا ۷۸ % افزایش داد. چکیده این مقاله به بررسی تاثیر پیش تصفیه هیدروترمال قلیایی (HTP)بر آبکافت، تجزیه زیستی و پتانسیل تولید متان از لجن فعال زائد می‌پردازد. یک روش تجربی چند متغیره طراحی شد، که در آن مقدار مواد جامد اولیه (۱ - ۵ %)، دمای واکنش (۱۳۰ - ۱۹۰ ° C)، زمان واکنش (۱۰ - ۳۰ دقیقه)و غلظت سود (۰ - ۰.۲ mgNaOH / mgVS)در ترکیب‌های مختلف برای ارزیابی تاثیر HTP قلیایی متفاوت بودند. این فرآیند به طور قابل‌توجهی هیدرولیز ترکیبات آلی در لجن را به بخش‌های محلول افزایش داد، که به موجب آن افزایش نشت تقاضای اکسیژن شیمیایی (COD)تا ۲۰۰ - ۹۰۰ % با قابلیت انحلال ۱۷ - ۹۹ %. این روش تجزیه زیستی جامدات فرار (VS)را تا ۴۰ % افزایش داد، که منجر به افزایش موازی تولید متان از ۲۱۶ mLCH۴ / gVS به میزان بالا شد. فرآیند Al - HTP برای تولید حداکثر متان بهینه شد. شرایط بهینه در دمای واکنش ۱۹۰ درجه سانتی گراد، ۱۰ دقیقه به دست آمد. زمان واکنش، ۰.۲ mgNaOH / mgVS و مقدار ماده خشک ۵ %. تحت این شرایط، ۴۵۳.۸ mLCH۴ / gVS پیش‌بینی شد. مقدار پتانسیل متان بیوشیمیایی (BMP)به صورت ۴۶۴ mLCH۴ / gVS قدرت پیش‌بینی مدل BMP تعیین شد. قابلیت تجزیه زیستی در مقایسه با نمونه خام تصفیه نشده ۷۸.۲ درصد افزایش یافت. بارگیری انتزاعی گرافیکی: دانلود تصویر با ارتفاع بالا (۳۲۳ کیلوبایت)دانلود: دانلود تصویر با اندازه کامل
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Waste Management and Disposal
  • ترجمه مقاله Waste Management and Disposal
  • مقاله مدیریت پسماند و دفع زباله
  • ترجمه مقاله مدیریت پسماند و دفع زباله
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.