4.3 Anaerobic co-digestion of biowa

4.3 Anaerobic co-digestion of biowaste with press water and foodwaste for the improvement of biogas production
Energy is considered as one of the driving forces for economic and social development. Therefore, the availability of energy in a sufficient and sustainable amount has been becoming world’s main interest. However, depending on the way the energy is produced, distributed, and used, it may contribute to environmental problems such as water and air pollution or even global climate change. To alleviate such negative impacts, one important political goal of most industrialized nations has been the reduction of the energy-based environmental pollution. In this context, renewable sources of energy seem to be an alternative option to improve the environmental situation by taking advantage of other additional positive effects.
In Europe for instance, the European Council has set targets regarding the use of renewable energy sources. The council targeted that in 2020 the contribution of renewable energies to be 20% of the total energy consumption and a minimum of 10% of the total consumption of gasoline and diesel for transport (EC, 2009). To promote the use and development of energy from renewable resources, different policies have been established within EU member states such as energy pricing measures (allowing manufacturers of renewable energy to sell their products at a premium price), investment subsidies and defined energy source quota obligations, i.e. under defined conditions, a certain share of energy must be produced from renewable resources (DMEE, 1996, Kaltschmitt and Weber, 2006)
One potential source of renewable energy is biomass including solid wastes from agriculture, food processing, and municipal activities. Among the technologies available for the treatment of municipal solid waste, anaerobic digestion is a well-known and reliable technology to treat and convert organic solid wastes to methane for energy production as part of municipal policies for the reduction of green house gas emissions. Therefore, concerning the increase of energy demand and the high masses of organic solid waste, anaerobic digestion could play an important role in dealing with those problems. However, due to financial and operation regulation reasons, the construction of new anaerobic digesters is not always possible. Optimizing the existing anaerobic digesters treating OFMSW by means of co-digestion with other types of wastes can be considered as a strategy to maximize the renewable energy production and at the same time also optimizing the organic municipal solid waste management. Moreover, the improvement of biogas production makes the operation of anaerobic digesters more economically feasible (Ahring et al., 1992).
Co-digestion of solid waste with other waste streams offers several advantages such as improvement of biogas yield due to positive synergisms established in the digestion medium, improvement of process stability and better handling of mixed waste streams (Mata-Alvarez et al. 2000). The balance of nutrients, an appropriate C/N ratio and a stable pH are prerequisites for a stable process performance in an anaerobic digester. The optimization of the carbon to nitrogen ratio during a co-digestion process for instance, was reported to be beneficial to the methane yield (Sonowski et al., 2003). The addition of inorganic compounds to some organic waste types, such as clays and iron compounds, have been reported to counteract the inhibitory effect of ammonia and sulfide, respectively (Hartmann et al. 2003). Mhsandete et al. (2004) also reported that an improvement of the buffer capacity was resulting and can be considered as one advantage of co-digestion process. However, a random or careless decision on the type of wastes that can be used as co-substrate (in regard with their specific characteristics) and the ratio between the waste streams to full-scale anaerobic digesters often lead to the process upset and significant reduction of biogas production (Murto et al., 2004, Zaher et al, 2009).
The aim of this sub-chapter study was to examine the suitability of press water and foodwaste as co-substrates in anaerobic digestion of biowaste, judging by the performance of the reactor (i.e. there is no negative impacts and significant improvement of biogas production during co-digestion process). The OLR increase by addition of co-substrates was also evaluated in order to determine the optimum ratio between the main substrate and co-substrates.

Kết quả (Việt) 1:

4.3 kỵ khí đồng tiêu hóa của biowaste với báo chí nước và foodwaste để cải thiện sản xuất khí sinh họcNăng lượng được coi là một trong các lực lượng lái xe cho phát triển kinh tế và xã hội. Vì vậy, sự sẵn có của năng lượng trong một số lượng đầy đủ và bền vững đã trở thành quan tâm chính của thế giới. Tuy nhiên, tùy thuộc vào cách năng lượng được sản xuất, phân phối, và được sử dụng, nó có thể đóng góp vào các vấn đề môi trường như ô nhiễm nước và không khí hoặc thậm chí toàn cầu khí hậu thay đổi. Để giảm bớt tác động tiêu cực như vậy, một trong những mục tiêu chính trị quan trọng của quốc gia đặt công nghiệp đã giảm ô nhiễm môi trường dựa trên năng lượng. Trong bối cảnh này, tái tạo nguồn năng lượng có vẻ là một lựa chọn thay thế để cải thiện tình hình môi trường bằng cách tận dụng các hiệu ứng tích cực bổ sung khác.Ở châu Âu ví dụ, hội đồng châu Âu đã đặt mục tiêu liên quan đến việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo. Hội đồng nhắm mục tiêu mà vào năm 2020 sự đóng góp của nguồn năng lượng tái tạo được 20% của tổng số năng lượng tiêu thụ và tối thiểu là 10% của mức tiêu thụ tất cả của xăng và dầu diesel cho giao thông vận tải (EC, 2009). Để thúc đẩy việc sử dụng và phát triển năng lượng từ tài nguyên tái tạo, các chính sách khác nhau đã được thiết lập trong vòng thành viên EU chẳng hạn như năng lượng giá cả biện pháp (cho phép nhà sản xuất của năng lượng tái tạo để bán sản phẩm của họ ở một mức giá bảo hiểm), đầu tư khoản trợ cấp và năng lượng được xác định nguồn hạn ngạch nghĩa vụ, tức là trong điều kiện được xác định, một phần năng lượng phải được sản xuất từ nguồn tài nguyên tái tạo (DMEE 1996, Kaltschmitt và Weber, 2006)Một nguồn tiềm năng của năng lượng tái tạo là nhiên liệu sinh học bao gồm rắn chất thải từ nông nghiệp, chế biến thực phẩm, và các hoạt động municipal. Trong số các công nghệ có sẵn để điều trị municipal chất thải rắn, kỵ khí tiêu hóa là một công nghệ nổi tiếng và đáng tin cậy để xử lý và chuyển đổi chất thải hữu cơ rắn để mêtan cho sản xuất năng lượng như là một phần của các chính sách municipal cho việc giảm lượng phát thải khí nhà kính. Vì vậy, liên quan đến sự gia tăng nhu cầu năng lượng và khối lượng cao của chất thải rắn hữu cơ, kỵ khí tiêu hóa có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc đối phó với những vấn đề. Tuy nhiên, do tài chính và lý do quy định hoạt động, việc xây dựng mới kỵ khí digesters không phải luôn luôn có thể. Tối ưu hóa hiện có kỵ khí digesters điều trị OFMSW bằng phương tiện của đồng tiêu hóa với các loại chất thải có thể được xem xét như là một chiến lược để tối đa hóa sản xuất năng lượng tái tạo và cùng lúc cũng tối ưu hóa municipal hữu cơ quản lý chất thải rắn. Hơn nữa, việc cải thiện sản xuất khí sinh học làm cho hoạt động của kỵ khí digesters hơn kinh tế khả thi (Ahring et al., 1992).Đồng tiêu hóa các chất thải rắn với dòng chất thải khác cung cấp một số lợi thế như cải thiện năng suất khí sinh học do tích cực synergisms được thành lập tại phương tiện truyền thông tiêu hóa, cải thiện sự ổn định quá trình và xử lý tốt hơn của hỗn hợp chất thải suối (Mata-Alvarez et al. năm 2000). Sự cân bằng của chất dinh dưỡng, một tỷ lệ C/N thích hợp và độ pH ổn định là điều kiện tiên quyết cho một hiệu suất ổn định quá trình trong một digester kỵ khí. Tối ưu hóa cacbon đến tỷ lệ nitơ trong một quá trình tiêu hóa đồng ví dụ, đã được báo cáo để có lợi cho năng suất mêtan (Sonowski và ctv., 2003). Việc bổ sung của các hợp chất vô cơ với một số loại chất thải hữu cơ, chẳng hạn như đất sét và các hợp chất sắt, đã được báo cáo để chống lại tác dụng ức chế của amoniac và sulfua, tương ứng (Hartmann et al. năm 2003). Mhsandete et al. (2004) cũng báo cáo rằng một sự cải tiến của đệm kết quả và có thể được coi như là một lợi thế của quá trình tiêu hóa đồng. Tuy nhiên, một quyết định ngẫu nhiên hoặc bất cẩn về loại chất thải có thể được sử dụng như các bề mặt đồng (trong lĩnh vực với đặc điểm cụ thể của họ) và tỷ lệ giữa các dòng chất thải để quy mô đầy đủ kỵ khí digesters thường dẫn đến quá trình buồn bã và giảm đáng kể sản xuất khí sinh học (Murto et al, 2004, Zaher et al, 2009).Mục đích của nghiên cứu phụ chương này là để kiểm tra sự phù hợp của báo chí nước và foodwaste là hợp chất kỵ khí tiêu hóa của biowaste, xét xử bởi hiệu suất của lò phản ứng (tức là không có tác động tiêu cực và cải thiện đáng kể của khí sinh học sản xuất trong quá trình tiêu hóa đồng). OLR tăng bằng cách bổ sung các chất nền đồng cũng được đánh giá để xác định tỷ lệ tối ưu giữa Bo mạch chính và hợp chất.

Kết quả (Việt) 2:

4.3 kỵ khí đồng tiêu hóa của chất thải sinh học với nước và báo chí foodwaste cho việc cải thiện sản xuất khí sinh học
Năng lượng được coi là một trong những động lực cho phát triển kinh tế và xã hội. Do đó, sự sẵn có của năng lượng trong một lượng vừa đủ và bền vững đã và đang trở thành mối quan tâm chính của thế giới. Tuy nhiên, tùy thuộc vào cách năng lượng được sản xuất, phân phối, và được sử dụng, nó có thể đóng góp vào các vấn đề môi trường như ô nhiễm nước và không khí hoặc thậm chí thay đổi khí hậu toàn cầu. Để giảm bớt những tác động tiêu cực như vậy, một trong những mục tiêu chính trị quan trọng của các quốc gia công nghiệp phát triển nhất là việc giảm ô nhiễm môi trường dựa trên năng lượng. Trong bối cảnh này, các nguồn năng lượng tái tạo như là một sự lựa chọn thay thế để cải thiện tình hình môi trường bằng cách tận dụng hiệu ứng tích cực bổ sung khác.
Ở châu Âu chẳng hạn, Hội đồng châu Âu đã thiết lập các mục tiêu liên quan đến việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo. Hội đồng mục tiêu đến năm 2020 đóng góp của các nguồn năng lượng tái tạo là 20% tổng mức tiêu thụ năng lượng và tối thiểu là 10% tổng mức tiêu thụ xăng và diesel cho giao thông vận tải (EC, 2009). Để thúc đẩy việc sử dụng và phát triển năng lượng từ các nguồn tái tạo, các chính sách khác nhau đã được thành lập trong các nước thành viên EU như các biện pháp định giá năng lượng (cho phép các nhà sản xuất năng lượng tái tạo để bán sản phẩm của họ có giá không cao), trợ cấp đầu tư và quy định nghĩa vụ quota nguồn năng lượng , tức là trong điều kiện xác định, một phần nhất định của năng lượng phải được sản xuất từ nguồn năng lượng tái tạo (DMEE, 1996, Kaltschmitt và Weber, 2006)
Một nguồn tiềm năng của năng lượng tái tạo là sinh khối bao gồm chất thải rắn từ nông nghiệp, chế biến thực phẩm, và các hoạt động, thành phố. Trong số các công nghệ có sẵn để xử lý chất thải rắn đô thị, tiêu hóa kỵ khí là một công nghệ nổi tiếng và đáng tin cậy để điều trị và chuyển đổi chất thải rắn hữu cơ để sản xuất năng lượng methane như là một phần của chính sách đô thị cho việc giảm phát thải khí nhà kính. Vì vậy, liên quan đến sự gia tăng của nhu cầu năng lượng và khối lượng cao của chất thải rắn hữu cơ, tiêu hóa kỵ khí có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc đối phó với những vấn đề. Tuy nhiên, vì lý do quy định tài chính và hoạt động, việc xây dựng các bể phân hủy kỵ khí mới không phải là luôn luôn có thể. Tối ưu hóa việc phân hủy kỵ khí hiện điều trị OFMSW bằng đồng tiêu hóa với các loại chất thải khác có thể được coi là một chiến lược để tối đa hóa việc sản xuất năng lượng tái tạo và đồng thời cũng tối ưu hóa việc quản lý chất thải rắn đô thị hữu cơ. Hơn nữa, việc cải thiện sản xuất khí sinh học làm cho hoạt động của bể phân hủy kỵ khí nhiều hơn khả thi về kinh tế (Ahring et al., 1992).
Co-tiêu hóa của chất thải rắn với dòng chất thải khác cung cấp một số lợi thế như cải tạo khí sinh học mang lại do synergisms tích cực thành lập trung tiêu hóa, cải thiện quá trình ổn định và xử lý tốt hơn các dòng chất thải hỗn hợp (Mata-Alvarez et al. 2000). Sự cân bằng các chất dinh dưỡng, tỷ lệ C / N thích hợp và độ pH ổn định là điều kiện tiên quyết cho một hiệu suất quá trình ổn định trong một nồi kỵ khí. Việc tối ưu hóa của carbon với tỷ lệ nitơ trong một quá trình đồng tiêu hóa ví dụ, đã được báo cáo là có lợi cho năng suất metan (Sonowski et al., 2003). Việc bổ sung các hợp chất vô cơ với một số loại chất thải hữu cơ, chẳng hạn như đất sét và các hợp chất sắt, đã được báo cáo để chống lại tác dụng ức chế của ammonia và sulfide, tương ứng (Hartmann et al. 2003). Mhsandete et al. (2004) cũng báo cáo rằng sự cải thiện của dung lượng bộ đệm được kết quả và có thể được coi là một lợi thế của quá trình đồng tiêu hóa. Tuy nhiên, một quyết định ngẫu nhiên hoặc bất cẩn vào loại chất thải có thể được sử dụng như là đồng chất nền (liên quan với đặc điểm cụ thể của họ) và tỷ lệ giữa các chất thải suối để phân hủy yếm khí đầy đủ quy mô thường dẫn đến quá trình giảm khó chịu và có ý nghĩa sản xuất khí sinh học (Murto et al., 2004, Zaher et al, 2009).
Mục đích của nghiên cứu này cho tiểu chương là để kiểm tra sự phù hợp của nước ép và foodwaste là đồng chất trong quá trình tiêu hóa yếm khí các chất thải sinh học, xét xử của các hoạt động của lò phản ứng (tức là không có tác động tiêu cực và cải thiện đáng kể về sản xuất khí sinh học trong suốt quá trình đồng tiêu hóa). Các OLR tăng bằng cách bổ sung hợp chất cũng được đánh giá để xác định tỷ lệ tối ưu giữa chất nền chính và hợp chất.