模拟农业废物的无氧消化:从实验室到实体规模
Tatiana Segura1, Paul Zanoni2, Ulysse Brémond2
1INRAE, Univ Montpellier, LBE, 102 avenue des Etangs, F-11100 Narbonne, France.
Waste management (New York, N.Y.)
|March 20, 2025
概括
使用ADM1模拟生物气生产从各种基板的无氧消化 (AD) 建模. 食品废弃物产生的生物气最多,而生/玉米料最不稳定,突出了基质特定的ADM1参数化需求.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 环境科学 环境科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 通过无氧消化 (AD) 生产沼气是缓解气候变化的关键策略.
- 无氧消化模型1 (ADM1) 是模拟AD过程的标准.
- 优化AD性能需要精确的基质特定建模,包括总固体 (TS) 含量.
研究的目的:
- 为了对各种基质进行ADM1模型的校准和验证:麦/玉米料,牛泥/玉米料混合物,牛泥和食品废物.
- 评估有机载荷率 (OLR) 对甲生产率,产量和TS去除的影响.
- 为了研究基质协同作用,并比较实验室规模与全面的AD性能.
主要方法:
- 在5升连续动坦克反应堆 (CSTR) 中实验AD.
- 基于实验数据的水解和抑制常数的ADM1参数校准.
- 在不同的OLR下模拟甲生产率,产量和TS去除.
- 实验室规模和实验室规模AD模拟的比较.
主要成果:
- 食品废弃物表现出最高的甲生产率,产量和固体去除.
- 和玉米料表现出最低的稳定性,失败在7kgVS.m-3 .d-1 OLR.
- 牛和玉米料的同时消化显示出协同效应,达到2.62Nm-3的生产力.
- 实验室和实验室模拟显示了挥发性脂肪酸积累的差异,表明微生物适应.
结论:
- 在不同的基板上准确预测生物气产量时,ADM1模型校准至关重要.
- 食品废弃物是生产生物气体的高效基材.
- 同消化策略可以提高生物气产量和工艺稳定性.
- 需要对抑制效应进行进一步的研究,以完善ADM1对工业应用的预测能力.
