通过共同消化各种有机废物来提高生物甲化性能:关于基质优化,注射剂选择和微生物社区分析的综合研究

科学领域:

• 环境科学与工程环境科学与工程
• 生物技术和生物工程 生物技术和生物工程
• 废物管理和可再生能源

背景情况:

• 城市固体废物,屠宰场废物,便污泥和垃圾填埋场液是大量的有机废物流.
• 生物甲化为废物利用和生物气生产提供了一个可持续的途径.
• 优化基质混合物和注射对于高效的无氧消化至关重要.

研究的目的:

• 为增强生物甲化而制定和优化基质混合物.
• 评估注射剂添加对生物气产量和消化质量的影响.
• 在无氧消化过程中对微生物群体进行表征.

主要方法:

• 个别废物基板的表征.
• 使用响应表面方法来优化基质混合比率.
• 在实验室规模的反应器中进行无氧消化实验,有或没有注射剂.
• 生物气产量测量和消化物的物理化学/生物特性.
• 16S rRNA基因组分析用于微生物社区概况.

主要成果:

• 确定了1:1:1:1的优化混合比 (废物:屠宰场:便污泥:排泄物),C/N比为28.6和VFA为2538 mg/L.
• 添加5%的注射剂 (w/w) 显著增加了累积生物气产量,从1974年5±21.72毫升增加到3394±13.4毫升 (非注射剂与注射剂).
• DRDO注射剂进一步提高了生物气产量至4284±111.02毫升,并改善了消化质量.
• 16S rRNA分析确定了Firmicutes作为主要的细菌族.

结论:

• 有机城市固体废物,屠宰场废物,便污泥和垃圾填埋场液的优化混合物显示出生物甲化具有很高的潜力.
• 外部注射,特别是用选的DRDO注射剂,大大改善了沼气生产和消化质量.
• 该研究表明,有效地将废物转化为能源和资源回收的可行战略.