scholarly journals Methane Production by Anaerobic Digestion of Spent Wash in Continuous Stirred Tank Reactor

Author(s):  
Sallahuddin Panhwar ◽  
Abdul Razaque Sahito ◽  
Ghulam Shabir Solangi ◽  
Rasool Bux Mahar Mahar ◽  
Jawahar Lal

DSW (Distillery Spent Wash) is superfluous residual liquid waste produced during the process of alcohol production. It is one of the most critical environmental issues which cause pollution. Despite strictness of standards imposed on effluent quality, partially or untreated effluent very often finds access to surface and groundwater. The distillery wastewater becomes a serious risk to the water quality in several regions around the globe. The ever-increasing generation of DSW lead to take an attempt to investigate a few aspects of anaerobic digestion of spent wash collected from a distillery. In the present study CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor) was used at laboratory scale. The study was carried out to evaluate the performance of CSTR after the effective startup and the gradual increment in the OLR (Organic Loading Rate). The maximum methane gas (CH4) of 71.68 ml at the OLR of 1.0g of COD (Chemical Oxygen Demand)/L was observed. The optimum COD removal efficiency of the CSTR was 91% corresponding to OLR of 1g of COD/L. The pH ranges from 7.1-7.3 gave better performance and maximum stability of the process. By increasing the ORL, the VFA (Volatile Fatty Acids) content was also increased and reached to the 1.5g COD/L. However, the removal efficiency of TS (Total Solids) increased at an accelerated rate of OLR.

2018 ◽  
Vol 29 (7) ◽  
pp. 1130-1141 ◽  
Author(s):  
Emmanuel Alepu Odey ◽  
Kaijun Wang ◽  
Zifu Li ◽  
Ruiling Gao

This study investigated the efficiency of biogas production from sewage concentrate through anaerobic digestion. A continuous stirred tank reactor with a 900-mL working volume was used. The experiment was designed to investigate the influence of organic loading rate on the efficiency of biogas production and to determine the most suitable organic loading rate condition for methane production from sewage concentrate by using continuous stirred tank reactor. The reactor was operated at different organic loading rates of 1.8, 0.8, and 0.6 gCOD/(L.d). The methane composition of the biogas produced from the treatment organic loading rate (OLR). The beginning of the experiment recorded low methane production because of the high organic loading rate. However, the later part of the experiment recorded high and stable biogas production because of the relatively low OLR. Results suggested that a 0.6 gCOD/(L.d) OLR was the most efficient setup parameter for ideal methane production from sewage concentrate by using continuous stirred tank reactor.


2011 ◽  
Author(s):  
Παναγιώτης Κούγιας

Τα ελαιοτριβεία παράγουν μεγάλες ποσότητες υγρών και στερεών αποβλήτων. Στις Μεσογειακές χώρες, η ποσότητα των αποβλήτων από τα ελαιοτριβεία υπολογίζεται σε 30εκ. m3 ετησίως και η περιεκτικότητα τους σε COD είναι περίπου 100-120kg/ton ελιάς, το οποίο είναι ίσο με 45-55kg BOD/ton ελιάς και έτσι η διάθεσή τους χωρίς επεξεργασία προκαλεί δυσμενείς περιβαλλοντικές επιπτώσεις.Ο μεγάλος όγκος αποβλήτων των ελαιοτριβείων και το υψηλό ρυπαντικό τους φορτίο απαιτούν μία αποτελεσματική μέθοδο επεξεργασίας πριν τη διάθεση τους στον τελικό αποδέκτη. Η μέθοδος επεξεργασίας που προτείνεται είναι η αναερόβια επεξεργασία, η οποία πλεονεκτεί έναντι των άλλων μεθόδων, διότι παράλληλα με τη μείωση του οργανικού φορτίου γίνεται και ανάκτηση ενέργειας (CH4). Ωστόσο, η αναερόβια επεξεργασία των λυμάτων ελαιοτριβείων χαρακτηρίζεται δύσκολη, καθώς η οργανική ουσία των λυμάτων αυτών αποτελείται κυρίως από φαινόλες, λιπίδια και μακρομόρια λιπαρών οξέων. Αυτές οι ουσίες προκαλούν αστάθεια στη βιολογική αποικοδόμηση, δρουν ανασταλτικά στη μεθανογένεση και στη μείωση του COD και επιμηκύνουν το συνολικό χρόνο επεξεργασίας. Για την αποφυγή αυτού του προβλήματος διερευνήθηκε η εφαρμογή της συναποικοδόμησης των λυμάτων ελαιοτριβείου με λύματα ζωικής προέλευσης. Με την εφαρμογή της συναποικοδόμησης λυμάτων ελιάς με λύματα χοίρων μπορεί να πραγματοποιηθεί βελτιστοποίηση της διαδικασίας. Αυτό οφείλεται αφενός στην υψηλή ρυθμιστική ικανότητα και αφετέρου στην υψηλή περιεκτικότητά σε άζωτο των λυμάτων των χοίρων καθώς και στο ότι τα λύματα της ελιάς περιέχουν υψηλή ποσότητα άνθρακα και συνεπώς η συναποικοδόμηση βελτιώνει το λόγο C/N. Επιπλέον στα λύματα των χοίρων η συγκέντρωση της αμμωνίας είναι σε υψηλά επίπεδα, ενώ στα λύματα της ελιάς η περιεκτικότητα σε αμμωνία απαντάται σε πολύ χαμηλά επίπεδα. Η τοξικότητα της αμμωνίας επηρεάζει αρνητικά την αναερόβια αποικοδόμηση και συνεπώς μέσω της συναποικοδόμησης μπορεί να αποφευχθεί αυτό το πρόβλημα.Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η αναερόβια συναποικοδόμηση λυμάτων χοιροστασίου και ελαιοτριβείου στη μεσόφιλη ζώνη. Ειδικότερα, διερευνήθηκε η ενεργειακή απόδοση της αναερόβιας συναποικοδόμησης λυμάτων χοιροστασίου και ελαιοτριβείου σε διάφορες αναλογίες, με σκοπό την εύρεση της βέλτιστης αναλογίας τους, που θα επιτρέπει την επίτευξη της μέγιστης ενεργειακής απόδοσης. Επιπλέον, μελετήθηκε η πορεία της αναερόβιας διεργασίας σε αντιδραστήρες συνεχούς ροής και πλήρους ανάδευσης (CSTR: Continuous Stirred Tank Reactor), σε διαφορετικούς ρυθμούς οργανικής φόρτισης (OLR: Organic Loading Rate), κάτω από μεσόφιλες συνθήκες. Η μελέτη αυτή οδηγεί στη βελτιστοποίηση της διαδικασίας, ώστε να είναι δυνατή η κατασκευή αναερόβιων αντιδραστήρων μικρότερου όγκου και οικονομικότερης λειτουργίας. Τέλος, στόχος της έρευνας ήταν η διερεύνηση της ενεργειακής απόδοσης μίγματος λυμάτων χοιροστασίου και ελαιοτριβείου, σε αναλογία πλησίον της βέλτιστης στον υψηλότερο ρυθμό οργανικής φόρτισης. Η μελέτη αυτή οδηγεί στην τεκμηρίωση της υπεροχής του μίγματος με τη βέλτιστη αναλογία λυμάτων ακόμα και σε υψηλές τιμές OLR.Από τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας προέκυψαν τα παρακάτω γενικά συμπεράσματα:1.Η αποικοδόμηση των λυμάτων ελαιοτριβείου δύναται να επιτευχθεί με την ανάμιξη τους με λύματα χοιροστασίου. 2.Με την εφαρμογή της αναερόβιας συναποικοδόμησης μειώνονται τα προβλήματα τοξικότητας λόγω της αμμωνίας.3.Η παραγόμενες ποσότητες βιοαερίου και μεθανίου αυξάνονται όσο αυξάνεται η περιεχόμενη ποσότητα λυμάτων ελαιοτριβείου και σε ποσοστό μέχρι 40% του μίγματος. Όταν τα λύματα ελαιοτριβείου συμμετέχουν σε ποσοστό από 40% έως 50% του μίγματος παρατηρείται ανάσχεση του ρυθμού παραγωγής βιοαερίου, ενώ σημειώνεται ραγδαία πτώση στην παραγωγή βιοαερίου και μεθανίου όταν το ποσοστό των λυμάτων αυτών είναι ίσο ή μεγαλύτερο από 50%.. 4.Η αναλογία λυμάτων χοιροστασίου/ελαιοτριβείου σε ποσοστό 60/40 παρέχει, επίσης, τη μεγαλύτερη ανάκτηση ενεργειακού προϊόντος (CH4) ακόμα και σε υψηλούς ρυθμούς οργανικής φόρτισης (ΟLR).


2015 ◽  
Vol 737 ◽  
pp. 336-339
Author(s):  
Zhi Qin ◽  
Yong Yan Cui ◽  
Chao Yu Zhang ◽  
Bing Xie

In order to treat the beet sugar factory wastewater and produce hydrogen, a low pH, ethanol-type fermentation process had happened in a continuous stirred tank reactor (CSTR) with an effective volume of 9.6 L in this experiment. The results showed that after inoculation with activated sludge and operation at organic loading rate (OLR) of 9 kgCOD/m3·d, hydraulic retention time (HRT) of 8h, influent pH value of 6.5 and temperature of 35°C for 30 days, the CSTR achieved stable ethanol-type fermentation. During this period of stable operation, the reactor showed a stable COD removal efficiency of 19.2% and hydrogen production rate of 0.1L/gMLSS·d. Effluent pH ranged from 4.0 to 4.5. The total amount of ethanol and acetic acid was 1384 mg/L, accounted for 81% of the total liquid products, which can be attributed to ethanol-type fermentation. The experimental results showed that the CSTR system had good operation stability and microbial activity, which led to high substrate conversion rate and hydrogen production ability.


2013 ◽  
Vol 19 (2) ◽  
pp. 173-179 ◽  
Author(s):  
Taghizade Firozjaee ◽  
Ghasem Najafpour ◽  
Ali Asgari ◽  
Maryam Khavarpour

In the present study, an anaerobic continuous stirred tank reactor (ACSTR) with consortium of mixed culture was operated continuously for a period of 110 days. The experiments were performed with three different hydraulic retention times and by varying initial phenol concentrations between 100 to 1000 mg/L. A maximum phenol removal was observed at a hydraulic retention time (HRT) of 4 days, with an organic loading rate (OLR) of 170.86 mg/L.d. At this condition, phenol removal rate of 89% was achieved. In addition, the chemical oxygen demand (COD) removal corresponds to phenol removal. Additional operating parameters such as pH, MLSS and biogas production rate of the effluents were also measured. The present study provides valuable information to design an anaerobic ACSTR reactor for the biodegradation of phenolic wastewater.


2020 ◽  
Vol 8 (1) ◽  
pp. 022
Author(s):  
Rinjani Rakasiwi ◽  
Wivina Ivontianti ◽  
Eva Sitanggang

Abstract Organic waste is material that has no value but can be used as raw material to produce biogas. It is easier to handle by anaerobic processing. The advantages of biogas by using anaerobic digestion process are minimizes the effects of environmental pollutions, reduce emissions and increase the value of the benefits of waste. The purposes of this research are to design a digester for processing organic waste into biogas and find out the impact of biogas production on emissions reduction. Biogas production was analyzed using gas Chromatography (GC) and emission reductions were calculated using the AP-42 (Compilation of Air Pollutant Emissions Factors) equation. The digester used is a CSTR which is suitable for liquid phase and for organic chemical reactions with large conversions. Parameters that affect the performance of the reactor are the residence time on the flow of substances in the reactor, Hydraulic Retention Time (HRT). HRT can affect the growth of fermentative bacteria corelation with the production of biogas. The optimum volume of biogas of 16.52 Liters / Day with the acquisition of CH4 of 75,893.36 ppm was on the 13th day in a variation of HRT 20. Every 20 kg of organic waste that has been processed in the digester, it will be reducing 76.5 g / day of CO emissions. Keywords: anaerobic digestion, CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor), HRT (Hydraulic Retention Time), trashAbstrakSampah organik merupakan bahan yang tidak mempunyai nilai atau tidak berharga tetapi dapat dijadikan sebagai bahan baku pembuatan biogas, karena lebih mudah untuk ditangani dan dapat dilakukan dengan proses anaerobik. Kelebihan dari biogas dengan menggunakan proses anaerobic digestion akan meminimalkan efek dari pencemaran lingkungan, mengurangi emisi dan meningkatkan nilai manfaat dari limbah. Tujuan penelitian ini adalah merancang digester untuk pengolahan sampah organik menjadi biogas dan mengetahui dampak produksi biogas yang dihasilkan terhadap pengurangan emisi. Produksi biogas dianalisa menggunakan Chromatografi gas (GC) dan pengurangan emisi dihitung menggunakna persamaan AP-42 (Compilation of Air Polutant Emissions Factors). Digester yang digunakan merupakan reaktor tipe alir tangki berpengaduk/CSTR untuk reaksi fase cair dan juga digunakan untuk reaksi kimia organik dengan konversi yang besar. Parameter yang mempengaruhi kinerja reaktor yaitu waktu tinggal pada zat alir di dalam reaktor atau disebut dengan Hydraulic Retention Time (HRT). HRT dapat mempengaruhi pertumbuhan bakteri fermentatif yang terkait dengan hasil produksi biogas. Hasil volume biogas optimum sebesar 16,52 Liter/Hari dengan perolehan CH4 sebesar 75.893,36 ppm berada di hari ke- 13 pada variasi HRT 20. Sampah organik sebanyak 20 kg diolah di digester mengurangi 76,5 g/hari emisi CO. Kata kunci: anaerobic digestion, CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor), HRT (Hydraulic Retetion Time), sampah.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document