Effects of Ultrasound Disintegration of Maize Silage on the Efficiency of Methane Fermentation

• Autorzy: Zieliński M. , Grala A. , Dudek M. , Dębowski M.

Warianty tytułu

Wpływ ultradźwiękowej dezintegracji kiszonki kukurydzy na efektywność fermentacji metanowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article analyses the impact of using ultrasound in the pretreatment of maize shoots on the process of anaerobic digestion. The analysis was conducted to demonstrate the impact of ultrasound to improve the methane fermentation of maize silage by the anaerobic degradation of structural lignocellulose. Tests were performed on a test bench consisting of a two-stage reactor system, the first stage of which served as a control, while the substrate used in the second stage was exposed to ultrasound. In the present two-stage methane fermentation system, a significant decrease in COD values from baseline values was observed (84 %), while in the case of the control system not treated with ultrasound, a pollutant removal efficiency of 77 % was observed. In the test system, an increase of 30 % in the amount of biogas produced was observed compared with the control system.

PL

Badania opisane w artykule dotyczą wpływu wstępnej obróbki kiszonki kukurydzy za pomocą ultradźwięków na proces fementacji metanowej. Prowadzone analizy miały na celu wykazanie wpływu ultradźwięków na poprawę fermentacji metanowej pędów kukurydzy poprzez abiotyczny rozkład struktur lignino-celulozowych. W analizowanym dwustopniowym układzie fermentacji metanowej zaobserwowano znaczny spadek wartości ChZT w stosunku do wartości wyjściowej, było to 84 %, w przypadku układu kontrolnego nie poddanego działaniu ultradźwięków zanotowano sprawność usuwania zanieczyszczeń na poziomie 77 %. W układzie badawczym zaobserwowano wzrost ilości produkowanego biogazu o 30 % w porównaniu z układem kontrolnym.

Słowa kluczowe

EN

anaerobic digestion; biogas; ultrasound; lignocellulosic biomass

PL

fermentacja metanowa; biogaz; ultradźwięki; biomasa lignocelulozowa

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 20, nr 1
• Strony: 117--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Zieliński M.

• Department of Environmental Protection Engineering, Faculty of Environmental Protection and Fisheries, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, ul. Prawochańskiego 1, 10–719 Olsztyn, Poland

autor

Grala A.

• Department of Environmental Protection Engineering, Faculty of Environmental Protection and Fisheries, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, ul. Prawochańskiego 1, 10–719 Olsztyn, Poland

autor

Dudek M.

• Department of Environmental Protection Engineering, Faculty of Environmental Protection and Fisheries, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, ul. Prawochańskiego 1, 10–719 Olsztyn, Poland

autor

Dębowski M.

• Department of Environmental Protection Engineering, Faculty of Environmental Protection and Fisheries, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, ul. Prawochańskiego 1, 10–719 Olsztyn, Poland

Bibliografia

• [1] Weizhang Zhong, Zhongzhi Zhang, Wei Qiao, Pengcheng Fu, Man Liu. Comparison of chemical and biological pre-treatment of corn straw for biogas production by anaerobic digestion. Renewab Ener. 2011;36:1875-1879.
• [2] Sturmer B, Schmid E, Eder MW. Impacts of biogas plant performance factors on total substrate costs. Biomass and biśner. 2011;35:1552-1560.
• [3] Bruni E, Anders PJ, Angelidaki I. Comparative study of mechanical, hydrothermal, chemical and enzymatic treatments of digested biofibers to improve biogas production. Bioresour Technol. 2010;101:8713-8717.
• [4] Miłowska K. Ultrasound – mechanisms of action and application in sonodynamic therapy. Post Hig Med Dosw. 2007;67:338-349,
• [5] Pilli S, Bhunia P, Yan S, LeBlanc RJ, Tyagi RD, Surampalli RY. Ultrasonic pre-treatment of sludge: A review. Ultrason Sonochem. 2011;18:1-18.
• [6] Tomczak-Wandzel R. Wpływ dezintegracji ultradźwiękowej na przebieg fermentacji metanowej. Monografie Polskiej Akademii Nauk Komitet Inżynierii Środowiska. 2009;1(58):331-337.
• [7] Ward AJ, Hobbs PJ, Holliman PJ, Jones DL. Optimisation of the anaerobic digestion of agricultural resources. Bioresour Technol. 2008;99:7928-7940.
• [8] Benabdallah El-Hadj T, Dosta J, Márquez-Serrano R, Mata-Álvarez J. Effect of ultrasound pre-treatment in mesophilic and thermophilic anaerobic digestion with emphasis on naphthalene and pyrene removal. Effect of ultrasound pre-treatment in mesophilic and thermophilic anaerobic digestion with emphasis on naphthalene and pyrene removal. Water Res. 2007;41:87-94.
• [9] Bougrier C, Albasi C, Delgenés JP, Carrére H. Effect of ultrasonic, thermal and ozone pre-treatments on waste activated sludge solubilisation and anaerobic biodegradability. Chem Eng Process. 2006;45:711-718.
• [10] Pilli S, Bhunia P, Yan S, LeBlanc RJ, Tyagi RD, Surampalli RY. Ultrasonic pre-treatment of sludge: A review. Ultrason Sonochem. 201;18:1-18.