Wysokosprawne bioreaktory do fermentacji metanowej

• Autorzy: Rudke A. , Szewczyk K.

Warianty tytułu

EN

High-rate bioreactors for anaerobic digestion

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dużą szybkość fermentacji metanowej można uzyskać w wyniku zwiększenia stężenia aktywnej biomasy drobnoustrojów w reaktorze. Efekt ten można osiągnąć w różny sposób. W pracy przedstawiono reaktory do prowadzenia fermentacji metanowej. Klasyfikacji dokonano z uwagi na formę, w jakiej występują w reaktorze drobnoustroje. Wyróżniono reaktory z osadem rozproszonym, reaktory z biomasą unieruchomioną na nośnikach tworzących nieruchome lub ruchome złoże i reaktory z osadem zawieszonym, najczęściej występującym w formie granulek lub łatwo sedymentujących agregatów. Porównano charakterystyczne parametry pracy najczęściej stosowanych reaktorów i omówiono czynniki określające wybór bioreaktora.

EN

Modern high-rate anaerobic digestion systems retain a high amount of active biomass. The effect is obtained in different ways. This papers reviews the development of high-rate bioreactors in anaerobic digestion. Fermenters have been ciassified three main groups, taking into account the form in which the active biomass occurs in a reactor. These are reactors with a dispersed biomass, reactors with an immobilized biomass creating a fixed or fluidized bed, and reactors with highly settieable sludge aggregates or granules. The characteristics of commoniy used bioreactors and factors governing the choice of the reactor have also been discussed.

Słowa kluczowe

PL

bioreaktory; biogaz; fermentacja metanowa

EN

bioreactors; biogas; anaerobic digestion

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Wydziału Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 31, z. 1
• Strony: 31--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 43 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Rudke A.

autor

Szewczyk K.

• Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej

Bibliografia

• [1] Faaij A.P.C.: Bio-energy in Europe: changing technology choices, Energy Policy, 2006, 34, 3, 322-342.
• [2] Gunaseelan V.N.: Anaerobic digestion of biomass for methane production: a review, Biomass Bioenergy, 1997, 13, 1-2, 83-114.
• [3] Rajeshwari K.V., Balakrishnan M., Kansal A., Lata K., Kishore V.V.N: State-of-the-art of anaerobic digestion technology for industrial wastewater treatment, Renew. Sust. Enereg. Rev., 2000, 4, 2, 135-156.
• [4] Szewczyk K.W., Sobieszuk P.: Uprawy celowe jako źródło odnawialnej energii, Inż. Aparat. Chem., 2005, 44, 105-106.
• [5] De Baere L.: Anaerobic digestion of solid waste: state-of-the-art., Wat. Sci. Technol., 2000, 41, 3, 283-290.
• [6] Raynal J., Delgenes J.P., Moletta R.: Two-phase anaerobic digestion of solid wastes by a multiple liquefaction reactors process, Bioresource Technol., 1998, 65, 1-2, 97-103.
• [7] Dinsdale R.M., Premier G.C., Hawkes F.R., Hawkes D.L: Two-stage anaerobic co-digestion of waste activated sludge and fruit/vegetable waste using inclined tubular digesters, Bioresource Technol., 2000, 72, 2, 159-168.
• [8] Wang J.Y., Zhang, H., Stabnikova O., Tay J.H.: Comparison of lab-scale and pilot-scale hybrid anaerobic solid-liquid systems operated in batch and semi-continuous modes, Process Biochem., 2005, 40, 11, 3580-3586.
• [9] Lissens G., Vandevivere P., De Baere L., Biey E.M., Verstraete W.: Solid waste digestors: process performance and practice for municipal solid waste digestion, Wat. Sci. Technol., 2001, 44, 8, 91-102.
• [10] Jiang W.Z., Kitamura Y., Li B.: Improving acidogenic performance in anaerobic degradation of solid organic waste using a rotational drum fermentation system, Bioresource Technol., 2005, 96, 14, 1537-1543.
• [11] Saravanan V., Sreekrishnan T.R.: Modelling anaerobic biofilm reactors - A review, J. Environ. Manage, 2006, 81, 1, 1-18.
• [12] Wilkie A.C., Smith P.H., Bordeaux F.M.: An economical bioreactor for evaluating biogas potential of particulate biomass, Bioresource Technol., 2004, 92, 1, 103-109.
• [13] www.biothane.com.
• [14] Szewczyk K.W.: Technologia biochemiczna. Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 2003.
• [15] Gavrilescu M.: Engineering concerns and new developments in anaerobic wastewater treatment, Clean Technologies and Environmental Policy, 2002, 3, 4, 346-362.
• [16] Johns M.R.: Developments in wastewater treatment in the meat processing industry: a review, Bioresource Technol., 1995, 54, 3, 203-216.
• [17] Dague R.R., Habben C.E., Pidaparti S.R.: Initial studies on the anaerobic sequencing batch reactor, Wat. Sci. Technol., 1992, 26, 9-11, 2429-2432.
• [18] Ruiz C., Torrijos M., Sousbie P., Martinez J.L., Moletta R.: The anaerobic SBR process: basic principles for design and automation, Wat. Sci. Technol., 2001, 43, 3, 201-208.
• [19] Dague R.R., Banik G.C., Ellis T.G.: Anaerobic sequencing batch reactor treatment of dilute wastewater at psychrophilic temperatures, Water Environ. Res., 1998, 70, 2, 155-160.
• [20] Bouallagui H., Torrijos A., Godon J.J., Moletta R., Ben Cheikh R., Touhami Y., Delgenes J.P., Di A.H.: Two-phases anaerobic digestion of fruit and vegetable wastes: bioreactors performance, Biochem. Engng. J., 2004, 21, 2, 193-197.
• [21] Bachmann A., Beard V.L., MaCarthy P.L.: Performance characteristic of the anaerobic baffled reactor, Water Res., 1985, 19, 1, 99-106.
• [22] Wang J., Huang Y., Zhao X.: Performance and characteristics of an anaerobic baffled reactor, Bioresource Technol., 2004, 93, 2, 205-208.
• [23] Barber W.P., Stuckey, D.C.: The use of the anaerobic baffled reactor (ABR) for wastewater treatment: a review, Water Res., 1999, 33, 7, 1559-1578.
• [24] Grobicki A., Stuckey D.C.: Performance of the anaerobic baffled reactor under steady - state and shock loading conditions, Biotechnol. Bioeng., 1991, 37, 344-355.
• [25] Skiadas I.V., Lyberatos G.: The periodic anaerobic baffled reactor, Wat. Sci. Technol., 1998, 38, 8-9, 401-408.
• [26] Stamatelatou K., Skiadas I.V., Lyberatos G.: On the behavior of the periodic anaerobic baffled reactor (PABR) during the transition from carbohydrate to protein-based feedings, Bioresource Technol., 2004, 92, 3, 321-326.
• [27] Nicolella C., van Loosdrecht M.C.M., Heijnen S.J: Particle-based biofilm reactor technology, Trends Biotechnol., 2000, 18, 7, 312-320.
• [28] Aivasidis A., Diamantis V.I.: Biochemical reaction engineering and process development in anaerobic wastewater treatment, Adv. Biochem. Eng. Biotechnol., 2005, 92, 49-76.
• [29] Bitton G.: Wastewater microbiology, Willey-Liss, New York 1994.
• [30] Razumow I.M.: Fluidyzacja i transport pneumatyczny materiałów sypkich. WNT, Warszawa 1975.
• [31] Garcia-Calderon D., Buffiere P., Moletta R., Elmaleh S.: Anaerobic digestion of wine distillery wastewater in downflow fluidized bed., Water Res., 1998, 32, 12, 3593-3600.
• [32] Buffiere P., Bergeon J.P., Moletta R.: The inverse turbulent bed: a novel bioreactor for anaerobic digestion, Water Res., 2000, 34, 2, 673-677.
• [33] Arnaiz C., Buffiere P., Elmaleh S., Lebrato J., Moletta R.: Anaerobic digestion of dairy wastewater by inverse fluidization: the inverse fluidized bed and the inverse turbulent bed reactors., Environ. Technol., 2003, 24, 11, 1431-1443.
• [34] Arnaiz C., Elmaleh S., Lebrato J., Moletta R.: Start up of an anaerobic inverse turbulent bed reactor fed with wine distillery wastewater using pre-colonised bioparticles, Wat. Sci. Technol., 2005, 51, 1, 153-158.
• [35] Lettinga G., Field J., van Lier J., Zeeman G., Hulshoff Pol L.W.: Advanced anaerobic wastewater treatment in the near future, Wat. Sci. Technol., 1997, 35, 10, 5-12.
• [36] Aiyuk S., Forrez I., Lieven D.K., van Haandel A., Verstraete W.: Anaerobic and complementary treatment of domestic sewage in regions with hot climates - A review, Bioresource Technol., 2006, 97, 17, 2225-2241.
• [37] Zoutberg G.R., Been P.: The Biobed EGSB (expanded granular sludge bed) system covers shortcomings of the upflow anaerobic sludge blanket reactor in the chemical industry, Wat. Sci. Technol., 1997, 35, 10, 183-188.
• [38] Pereboom J.H.F.: Methanogenic granule development in full scale internal circulation reactor, Wat. Sci. Technol., 1994, 30, 8, 9-21.
• [39] Habets L.H.A., Engelaar A.J.H.H., Groeneveld N.: Anaerobic treatment of inuline effluent in an internal circulation reactor, Wat. Sci. Technol., 1997, 35, 10, 189-197.
• [40] Nicolella C., van Loosdrecht M.C.M., Heijnen J.J.: Wastewater treatment with particulate biofilm reactors, J. Biotechnol., 2000, 80, 1, 1-33.
• [41] Demirer G.N., Chen S.L.: Anaerobic digestion of dairy manure in a hybrid reactor with biogas recirculation, World J. Microbiol. Biotechnol., 2005, 21, 8-9, 1509-1514.
• [42] Najafpour G.D., Zinatizadeh A.A.L., Mohamed A.R., Isa M.H., Nasrollahzadeh H.: High-rate anaerobic digestion of palm oil mill effluent in an upflow anaerobic sludge-fixed film bioreactor, Process Biochem., 2006, 41, 2, 370-379.
• [43] Buyukkamaci N., Filibeli A.: Volatile fatty acid formation in an anaerobic hybrid reactor, Process Biochem., 2004, 39, 11, 1491-1494.