3. SS-AD process3.1. FeedstocksA wi

3. SS-AD process
3.1. Feedstocks
A wide range of organic solids found in municipal, industrial,
and agricultural wastes can be used as SS-AD feedstocks. The
composition and characteristics of solid wastes from different
resources vary widely and significantly affect the performance of
SS-AD such as start-up performance, retention time, biogas yield,
and conversion ratio of total and volatile solids.
3.1.1. Food wastes
Food wastes contain high amounts of organic solubles that can
be easily converted to VFAs. Excessive VFA conversion at an early
stage of digestion may cause a drastic drop in pH and inhibit the
methanogenesis process [23]. In order to reduce the inhibition of
methane fermentation by organic acids produced rapidly at the
initial stage of anaerobic digestion, co-digesting carbohydrate-rich
feedstocks with other feedstocks or using a two-phase digestion
system has been proven to be effective. Lu et al. [24] studied the codigestion
of dog food with woodchips and sludge with a total solid
(TS) content of 43% at meso- and thermophilic conditions. In the
first 2 weeks, pH decreased from 6.7 to 4.2 at 35 8C and to 5.8 at
55 8C because the original alkalinity (3000 mg/L as CaCO3) was
insufficient for pH buffering. Under these different conditions, the
final dry mass conversion ratios were 48% and 50%, respectively.
When mixed Korean food wastes with 20% TS were digested in a
two-phase system at 37 8C, 87–90% of TS were reduced,
approximately 90% of the initial volatile solid (VS) was converted
to biogas, and the methane yield reached 86–88% of the
biochemical methane potential (BMP) [23]. When 70% food waste,
20% fecal matter, and 10% green algae were co-digested at 39 8C, a
biogas yield of up to 90% was obtained [25].
3.1.2. Agricultural wastes
Agricultural residues such as corn stover, wheat straw, and rice
straw are promising feedstocks for SS-AD because of their plentiful
supply, high potential biogas yields, and low costs. The carbohydrates
in crop residues, which exist mostly as the polysaccharides
cellulose and hemicellulose, are not readily available for immediate
fermentation. Cellulose, hemicellulose, and lignin are covalently
linked with each other which protect the potentially
available carbohydrates from degradation.
Pretreatment is required for the utilization of carbohydrates in
lignocellulosic biomass [25–27]. Over the years, a number of
different methods, including dilute acid [28], steam explosion [29],
lime [30], and ammonia [31,32] have been developed for the
pretreatment of lignocellulosic biomass. The main purpose of
pretreatment is to remove or alter the hemicellulose or lignin,
decrease the crystallinity of cellulose, and increase the surface area
[33].
Steam pretreatment of corn stover at 190 8C for 5 min using SO2
as an acid catalyst has been shown to give high sugar yields (almost
90% overall glucose yield and almost 80% overall xylose yield) after
72 h of enzymatic hydrolysis [34]. Compared with untreated rice
straw, water-soluble extractions of 6% NaOH-treated rice straw
increased 122.5% and the biogas yield increased by 64.5% and
27.5% at the loading rates of 35 and 65 g/L, respectively [35]. In a
separate study, 6% NaOH-treated corn stover digested at a loading
rate of 65 g/L achieved 48.5% more biogas production, as compared
to the untreated corn stover [36].
3.1.3. Organic fraction of municipal solid waste (OFMSW)
The composition of OFMSW varies widely ranging from food
waste (vegetable waste or fruit peels) to yard waste (leaves or
grasses). The strategy of waste collection affects the characteristics
of OFMSW, biogas yield, and disposal (agricultural fields or landfill/
incineration) of the digestate from the SS-AD process [37]. Changes
in the composition of the separately collected organic fraction of
municipal solid wastes (SC-OFMSW) occur during the year due to
seasonal variations and differences in regional practices [38].
Biogas yield is substantially affected by the characteristics of
OFMSW. Specific biogas production of 200 and 60 m3
/ton of
treated waste, with a specific methane production of 0.4 and
0.13 m3
/kg of volatile solids (VS) fed to the reactor, were obtained
with SS (source sorted)-OFMSW and a mixture of the grey fraction
of MSW, MS (mechanically sorted)-OFMSW, and sludge, respectively
[37]. Higher biogas yields are generally obtained with SCOFMSW
or SS-OFMSW than those from MS-OFMSW. The digestate
of MS-OFMSW is difficult to handle and should be disposed of in
landfills or incinerated [37].
3.2. Inoculation
Inoculation of fresh feedstock is required in a SS-AD reactor to
speed up the reaction processes. It is a much faster process than in
a landfill, but slower than in liquid AD [39]. Mata-Alvarez et al.
found that the effective percentage of inoculation for acidogenic
fermentation of organic urban wastes in a plug-flow system was
approximately 30% (w/w) [40]. While reducing the amount of
inoculum required in a SS-AD reactor will increase the react

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

3. กระบวนการ SS-AD
3.1 วัตถุดิบที่
หลากหลายของของแข็งอินทรีย์ที่พบในเขตเทศบาลเมืองอุตสาหกรรม
และเกษตรกรรมของเสียที่สามารถใช้เป็นวัตถุดิบ SS-AD
องค์ประกอบและลักษณะของเสียที่เป็นของแข็งจากการที่แตกต่างกัน
ทรัพยากรที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญและส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานของ
เอสเอส-AD เช่นประสิทธิภาพเริ่มต้นขึ้นเวลาการเก็บรักษาผลผลิตก๊าซชีวภาพ
และอัตราการแปลงของของแข็งทั้งหมดและระเหย.
3.1.1 เสียอาหาร
เสียอาหารมีปริมาณสูง solubles อินทรีย์ที่สามารถ
เปลี่ยนได้อย่างง่ายดายเพื่อ VFAs แปลง VFA มากเกินไปในช่วงต้น
ขั้นตอนของการย่อยอาหารอาจก่อให้เกิดการลดลงอย่างมากในค่า pH และยับยั้ง
กระบวนการปล่อยก๊าซมีเทน [23] เพื่อที่จะลดการยับยั้งของ
การหมักก๊าซมีเทนจากกรดอินทรีย์ที่ผลิตขึ้นอย่างรวดเร็วใน
ระยะแรกของการเติมออกซิเจนร่วมการย่อยคาร์โบไฮเดรตที่อุดมไปด้วย
วัตถุดิบที่มีวัตถุดิบอื่น ๆ หรือใช้การย่อยอาหารสองเฟส
ระบบได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพ Lu et al, [24] การศึกษา codigestion
อาหารสุนัขที่มีเศษไม้และกากตะกอนกับของแข็งทั้งหมด
(TS) เนื้อหา 43% ที่ meso- และเงื่อนไขอุณหภูมิ ใน
2 สัปดาห์แรกค่า pH ลดลง 6.7-4.2 ที่ 35 8C และ 5.8 ที่
55 8C เพราะด่างเดิม (3000 มิลลิกรัม / ลิตรเป็น CaCO3) เป็น
ไม่เพียงพอสำหรับการบัฟเฟอร์ค่า pH ภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันเหล่านี้
สุดท้ายอัตราการแปลงมวลแห้ง 48% และ 50% ตามลำดับ.
เมื่อผสมเสียอาหารเกาหลีที่มี 20% TS ถูกย่อยใน
ระบบสองเฟสที่ 37 8C, 87-90% ของ TS ถูกลดลง
ประมาณ 90% ของการเริ่มต้นที่เป็นของแข็งระเหย (VS) ถูกดัดแปลง
เพื่อผลิตก๊าซชีวภาพและผลผลิตก๊าซมีเทนถึง 86-88% ของ
ศักยภาพทางชีวเคมีก๊าซมีเทน (BMP) [23] เมื่อเสีย 70% อาหาร
20% อุจจาระและ 10% สาหร่ายสีเขียวร่วมย่อยที่ 39 8C เป็น
อัตราผลตอบแทนของการผลิตก๊าซชีวภาพได้ถึง 90% ที่ได้รับ [25].
3.1.2 ของเสียจากการเกษตร
ตกค้างทางการเกษตรเช่นซังข้าวโพดฟางข้าวสาลีและข้าว
ฟางมีแนวโน้มวัตถุดิบสำหรับ SS-AD เพราะของพวกเขาที่อุดมสมบูรณ์
อุปทานผลผลิตก๊าซชีวภาพที่มีศักยภาพสูงและค่าใช้จ่ายต่ำ คาร์โบไฮเดรต
ในเศษซากพืชที่มีอยู่ส่วนใหญ่เป็น polysaccharides
เซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลสจะไม่พร้อมสำหรับการทันที
หมัก เซลลูโลสเฮมิเซลลูโลสและลิกนินจะ covalently
เชื่อมโยงกับแต่ละอื่น ๆ ซึ่งปกป้องที่อาจ
คาร์โบไฮเดรตที่มีอยู่จากการย่อยสลาย.
ปรับสภาพเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการใช้ประโยชน์ของคาร์โบไฮเดรตใน
ชีวมวลลิกโนเซลลูโลส [25-27] กว่าปีที่จำนวนของ
วิธีการที่แตกต่างกันรวมทั้งกรดเจือจาง [28], ระเบิดด้วยไอน้ำ [29],
มะนาว [30] และแอมโมเนีย [31,32] ได้รับการพัฒนาสำหรับ
การปรับสภาพของสารชีวมวลลิกโนเซลลูโลส วัตถุประสงค์หลักของ
การปรับสภาพคือการลบหรือเปลี่ยนเฮมิเซลลูโลสหรือลิกนิน
ลดลงเป็นผลึกเซลลูโลสและเพิ่มพื้นที่ผิว
[33].
ไอน้ำปรับสภาพของซากถั่วลิสงข้าวโพดที่ 190 8C เป็นเวลา 5 นาทีโดยใช้ SO2
เป็นตัวเร่งปฏิกิริยากรดได้รับการแสดง ที่จะให้อัตราผลตอบแทนสูงน้ำตาล (เกือบ
อัตราผลตอบแทน 90% โดยรวมกลูโคสและไซโลผลผลิตโดยรวมเกือบ 80%) หลังจาก
72 ชั่วโมงของเอนไซม์ย่อยสลาย [34] เมื่อเทียบกับการได้รับการรักษาข้าว
ฟางสกัดที่ละลายน้ำได้ 6% NaOH ฟางข้าวที่ได้รับ
เพิ่มขึ้น 122.5% และก๊าซชีวภาพผลผลิตเพิ่มขึ้น 64.5% และ
27.5% ในอัตราที่โหลด 35 และ 65 กรัม / ลิตรตามลำดับ [35] ใน
การศึกษาที่แยกจากกันนำซากถั่วลิสงข้าวโพด 6% NaOH ย่อยได้รับการรักษาที่โหลด
อัตรา 65 กรัม / ลิตรประสบความสำเร็จในการผลิตก๊าซชีวภาพ 48.5% มากขึ้นเมื่อเทียบ
กับซังข้าวโพดได้รับการรักษา [36].
3.1.3 ส่วนอินทรีย์ของขยะมูลฝอยเทศบาล (OFMSW)
องค์ประกอบของ OFMSW จะแตกต่างกันอย่างกว้างขวางตั้งแต่อาหาร
ขยะ (ผักเสียหรือผลไม้เปลือก) ไปสู่การเสียหลา (หรือใบ
หญ้า) กลยุทธ์ในการเก็บขนขยะส่งผลกระทบต่อลักษณะ
ของ OFMSW ผลผลิตก๊าซชีวภาพและการกำจัด (ทุ่งเกษตรหรือฝังกลบ /
เผา) ของย่อยสลายจากกระบวนการ SS-โฆษณา [37] การเปลี่ยนแปลง
ในองค์ประกอบของส่วนอินทรีย์รวบรวมแยกของ
ขยะชุมชน (SC-OFMSW) เกิดขึ้นในระหว่างปีเนื่องจากการ
เปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลและความแตกต่างในการปฏิบัติในระดับภูมิภาค [38].
อัตราผลตอบแทนการผลิตก๊าซชีวภาพได้รับผลกระทบอย่างมากจากลักษณะของ
OFMSW การผลิตก๊าซชีวภาพที่เฉพาะเจาะจงของ 200 และ 60 m3
/ ตันของ
เสียที่ได้รับการรักษาด้วยการผลิตก๊าซมีเทนที่เฉพาะเจาะจงของ 0.4 และ
0.13 m3
/ กก. ของของแข็งระเหย (VS) ป้อนให้กับเครื่องปฏิกรณ์ที่ได้รับ
กับเอสเอส (ที่มาเรียงลำดับ) -OFMSW และส่วนผสม ของส่วนสีเทา
ของขยะ, MS (เรียงกล) -OFMSW และตะกอนตามลำดับ
[37] อัตราผลตอบแทนที่สูงกว่าการผลิตก๊าซชีวภาพจะได้รับโดยทั่วไปกับ SCOFMSW
หรือ SS-OFMSW กว่าจาก MS-OFMSW ย่อยสลาย
ของ MS-OFMSW เป็นเรื่องยากในการจัดการและควรทิ้งใน
หลุมฝังกลบหรือเผา [37].
3.2 การฉีดวัคซีน
การฉีดวัคซีนของวัตถุดิบที่สดใหม่เป็นสิ่งจำเป็นในเครื่องปฏิกรณ์ SS-AD เพื่อ
เพิ่มความเร็วในกระบวนการเกิดปฏิกิริยา มันเป็นกระบวนการที่เร็วกว่าใน
หลุมฝังกลบ แต่ช้ากว่าในปี ค.ศ. ของเหลว [39] Mata-Alvarez et al.
พบว่าร้อยละที่มีประสิทธิภาพของการฉีดวัคซีนสำหรับ acidogenic
หมักของเสียเมืองอินทรีย์ในระบบ Plug-ไหลเป็น
ประมาณ 30% (w / w) [40] ในขณะที่การลดปริมาณของ
เชื้อที่จำเป็นต้องใช้ในเครื่องปฏิกรณ์ SS-AD จะเพิ่มการตอบสนอง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

3 . กระบวนการ ss-ad3.1 . Feedstocksหลากหลายของของแข็งอินทรีย์ที่พบในเขต อุตสาหกรรมของเสียทางการเกษตรที่ใช้เป็นวัตถุดิบ ss-ad . ที่องค์ประกอบและลักษณะของของเสียที่เป็นของแข็งจากที่แตกต่างกันทรัพยากรที่แตกต่างกันอย่างกว้างขวาง และมีผลต่อประสิทธิภาพของss-ad เช่นประสิทธิภาพ , เวลาเริ่มต้น , การเก็บผลผลิตก๊าซชีวภาพและอัตราส่วนการแปลงทั้งหมดและของแข็งระเหย .3.1.1 . ของเสียจากอาหารกากอาหาร มีปริมาณสูงของ solubles อินทรีย์ที่สามารถสามารถแปลงได้อย่างง่ายดายเพื่อ vfas . ง่ายแปลงที่เร็วเกินไปขั้นตอนของการย่อยอาหาร อาจจะก่อให้เกิดการลดลง และยับยั้งช้ากระบวนการ [ 23 ] เพื่อลดการเกิดก๊าซมีเทนและกรดอินทรีย์ที่ผลิตอย่างรวดเร็วในระยะแรกของการหมักย่อยคาร์โบไฮเดรตที่อุดมไปด้วย , COวัตถุดิบกับวัตถุดิบอื่น หรือใช้ผสมอาหารระบบได้รับการพิสูจน์ให้มีประสิทธิภาพ Lu et al . [ 24 ] ศึกษา codigestionอาหารสุนัข กับไม้ชิปและกากตะกอนมีปริมาณของแข็ง( TS ) เนื้อหา 43 บาท เมโส - และเงื่อนไขและ . ใน2 สัปดาห์แรก , pH ลดลงจาก 6.7 4.2 ที่ 35 8C และที่สำ55 8C เพราะด่างเดิม ( 3000 มก. / ล. เป็น CaCO3 ) คือไม่เพียงพอสำหรับบัฟเฟอร์ pH . ภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันเหล่านี้สุดท้ายบริการการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนเป็นร้อยละ 48 และ 50 ตามลำดับเมื่อกากอาหารผสมเกาหลีกับ 20% TS ถูกย่อยในการระบบที่ 37 8C , 87 – 90% ของ TS ถูกลดประมาณ 90% ของการเริ่มต้นของแข็งระเหย ( VS ) คือแปลงเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพและการผลิตก๊าซมีเทนถึง 86 - 88 % ของมีศักยภาพทางชีวเคมี ( BMP ) [ 23 ] เมื่อ 70% อาหารขยะ20 % อุจจาระ และ 10% สาหร่ายสีเขียวเป็น Co ย่อย 39 8C ,ก๊าซชีวภาพผลผลิตถึง 90% ได้ [ 25 ]3.1.2 . ของเสียทางการเกษตรวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร เช่น ข้าวโพด ส่วนฟางข้าวสาลี และข้าวฟางเป็นวัตถุดิบหลัก ss-ad เพราะมากมายผลิตก๊าซชีวภาพผลผลิตที่มีศักยภาพสูงและต่ำต้นทุน คาร์โบไฮเดรตในเศษพืชที่มีอยู่ส่วนใหญ่เป็นพอลิแซ็กคาไรด์เซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลส จะไม่พร้อมใช้งานสำหรับทันทีหมัก เซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และลิกนินเป็น covalentlyเชื่อมโยงกับแต่ละอื่น ๆ ซึ่งอาจ ปกป้องของคาร์โบไฮเดรตจากการย่อยสลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการใช้คาร์โบไฮเดรตในlignocellulosic ชีวมวล [ 25 – 27 ] กว่าปีที่จำนวนของวิธีการที่แตกต่างกันรวมทั้งกรดเจือจาง [ 28 ] , การระเบิดด้วยไอน้ำ [ 29 ]มะนาว [ 30 ] และแอมโมเนีย [ 31,32 ] ได้ถูกพัฒนาขึ้นสำหรับการ lignocellulosic ชีวมวล . จุดประสงค์หลักของก่อนจะลบหรือเปลี่ยนแปลงเฮมิเซลลูโลสและลิกนินลดความเป็นผลึกของเซลลูโลส และเพิ่มพื้นที่ผิวสัมผัส[ 33 ]อบการฝักข้าวโพดที่ 190 8C เป็นเวลา 5 นาทีการใช้ซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นกรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาถูกแสดงเพื่อให้ผลผลิตน้ำตาลสูง ( เกือบ90% รวมกลูโคสและไซโลส เกือบ 80 เปอร์เซ็นต์ ผลผลิตโดยรวม ) หลังจาก72 ชั่วโมงของเอนไซม์ [ 34 ] เมื่อเทียบกับข้าวดิบฟาง , น้ำสกัดจาก 6 % NaOH ฟางข้าวเพิ่ม 122.5 % และให้ผลผลิตก๊าซชีวภาพเพิ่มขึ้น 64.5% และร้อยละ 27.5 โหลดที่อัตรา 35 และ 65 กรัม / ลิตร [ 35 ] ในการศึกษาแยก 6 % ใช้รักษาข้าวโพดฝักย่อยที่โหลดคะแนนจาก 65 กรัม / ลิตรได้ 48.5 % การผลิตก๊าซชีวภาพเป็นเปรียบเทียบกับซากข้าวโพดดิบ [ 36 ]3.1.3 . เศษอินทรีย์ขยะมูลฝอยเทศบาล ( ofmsw )องค์ประกอบของ ofmsw แตกต่างกันอย่างกว้างขวาง ตั้งแต่อาหารเสีย ( เศษผักหรือผลไม้เปลือก ) เสียหลา ( ใบหรือหญ้า ) กลยุทธ์ที่มีผลต่อลักษณะของการเก็บขนมูลฝอยของ ofmsw ผลผลิตก๊าซชีวภาพ และขายทิ้งหรือฝังกลบ ( สาขาเกษตร /การ ) ของ digestate จาก ss-ad กระบวนการ [ 37 ] การเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของการแยกสารอินทรีย์ของรวบรวมขยะ ( sc-ofmsw ) เกิดขึ้นระหว่างปีเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลและความแตกต่างในระดับภูมิภาค [ 38 ] การปฏิบัติ .ผลผลิตก๊าซชีวภาพ เป็นอย่างมาก ผลกระทบจากคุณลักษณะของofmsw . เฉพาะการผลิตก๊าซชีวภาพ 200 และ 60 ลบ ./ ตันถือว่าเสีย ด้วยเฉพาะการผลิตก๊าซมีเทนของ 0.4 และ0.13 ลูกบาศก์เมตรกิโลกรัมของของแข็งระเหย ( VS ) เลี้ยงได้เครื่องปฏิกรณ์กับ SS ( ที่มาเรียง ) - ofmsw และการผสมของส่วนสีเทาของขยะ , MS ( การจัดการ ) - ofmsw และกาก ตามลำดับ[ 37 ] สูงกว่าผลผลิตโดยทั่วไปจะได้รับกับ scofmsw ก๊าซชีวภาพหรือ ss-ofmsw กว่ ms-ofmsw . การ digestateของ ms-ofmsw เป็นเรื่องยากที่จะจัดการ และต้องถูกทิ้งในหลุมฝังกลบหรือเผา [ 37 ]3.2 . การฉีดวัคซีนใช้วัตถุดิบสดใหม่ที่จำเป็นในการ ss-ad เครื่องปฏิกรณ์เพิ่มความเร็วในกระบวนการเกิดปฏิกิริยา มันคือกระบวนการที่เร็วกว่าในการฝังกลบ แต่ช้ากว่าของเหลวในโฆษณา [ 39 ] Mata อัลวาเรซ et al .พบว่า มีประสิทธิภาพร้อยละของการฉีดวัคซีนสำหรับกากสับปะรดการหมักขยะอินทรีย์ในระบบการเมืองเสียบคือประมาณ 30 % ( w / w ) [ 40 ] ในขณะที่ลดปริมาณของปริมาณที่ต้องการใน ss-ad เตาปฏิกรณ์จะเพิ่ม