Name: continuously-stirred anaerobic digester to convert organic wastes into biogas: system setup and basic operation
Uploaded: 2012-07-13T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Continuously-stirred Anaerobic Digester to Convert Organic Wastes into Biogas: System Setup and Basic Operation at JoVE.com

Questa ricerca è sostenuta è supportata dal USDA attraverso il National Institutes of Food and Agriculture (NIFA), numero di concessione 2007-35504-05381; da Grant no. 58.872 da NYSERDA e NYC-123444 attraverso i fondi federali la formula Cornell University Agricultural Experiment Station dal NIFA USDA.

1. Digester Construction <ol><li> Selezionare un vaso digestivo che contiene tutte le caratteristiche illustrate in Fig. 1 (un cono non è necessario), e il volume di lavoro desiderata (in genere tra 1-10 L). Se l&#39;imbarcazione digestivo non è dotato di una camicia di acqua riscaldata-, posizionare il digestivo in qualche altro ambiente a temperatura controllata, ad esempio un bagno d&#39;acqua riscaldata o camera di incubazione. </li><li> Fissare la nave in posizione verticale in una zona con suf...

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	<li>Dague, R. R., McKinney, R. E., Pfeffer, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solids+retention+in+anaerobic+waste+treatment+systems.">Solids retention in anaerobic waste treatment systems.</a> J. Water Pollut. Control Fed. 42, R29-R46 (1970).</li><li>McCarty, P. L., Smith, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anaerobic+wastewater+treatment.">Anaerobic wastewater treatment.</a> Environ. Sci. Technol. 20, 1200-1206 (1986).</li><li>Lettinga, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anaerobic+digestion+and+wastewater+treatment+systems.">Anaerobic digestion and wastewater treatment systems.</a> Antonie Van Leeuwenhoek. 67, 3-28 (1995).</li><li>De Baere, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anaerobic+digestion+of+solid+waste:+state-of-the-art.">Anaerobic digestion of solid waste: state-of-the-art.</a> Water Sci. Technol. 41, 283-290 (2000).</li><li>Angenent, L. T., Karim, K., Al-Dahhan, M. H., Wrenn, B. A., Dom&#237;nguez-Espinosa, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+bioenergy+and+biochemicals+from+industrial+and+agricultural+wastewater.">Production of bioenergy and biochemicals from industrial and agricultural wastewater.</a> Trends Biotechnol. 22, 477-485 (2004).</li><li>Jewell, W. J., Cummings, R. J., Richards, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methane+fermentation+of+energy+crops+-+maximum+conversion+kinetics+and+in-situ+biogas+purification.">Methane fermentation of energy crops - maximum conversion kinetics and in-situ biogas purification.</a> Biomass &#38; Bioenergy. 5, 261-278 (1993).</li><li>Weiland, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomass+digestion+in+agriculture:+A+successful+pathway+for+the+energy+production+and+waste+treatment+in+Germany.">Biomass digestion in agriculture: A successful pathway for the energy production and waste treatment in Germany.</a> Eng. Life Sci. 6, 302-309 (2006).</li><li>Zaks, D. P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contribution+of+anaerobic+digesters+to+emissions+mitigation+and+electricity+generation+under+U.S.+climate+policy.">Contribution of anaerobic digesters to emissions mitigation and electricity generation under U.S. climate policy.</a> Environ. Sci. Technol. 45, 6735-6742 (2011).</li><li>Tchobanoglous, G., Burton, F. L., Stensel, H. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Wastewater Engineering, Treatment and Reuse: Metcalf &#38; Eddy. , (2003).</li><li>Speece, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Anaerobic Biotechnology for Industrial Wastewaters. , (1996).</li><li>Kleerebezem, R., van Loosdrecht, M. C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mixed+culture+biotechnology+for+bioenergy+production.">Mixed culture biotechnology for bioenergy production.</a> Curr. Opin. Biotechnol. 18, 207-212 (2007).</li><li>Angenent, L. T., Wrenn, B. A., Wall, J., Harwood, C. S., Demain, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chp.+15.">Chp. 15.</a> Bioenergy. , (2008).</li><li>Werner, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+community+structures+are+unique+and+resilient+in+full-scale+bioenergy+systems.">Bacterial community structures are unique and resilient in full-scale bioenergy systems.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 4158-4163 (2011).</li><li>Holm-Nielsen, J. B., Al Seadi, T., Oleskowicz-Popiel, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+future+of+anaerobic+digestion+and+biogas+utilization.">The future of anaerobic digestion and biogas utilization.</a> Bioresour. Technol. 100, 5478-5484 (2009).</li><li>Hoffmann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+shear+on+performance+and+microbial+ecology+of+completely-stirred+anaerobic+digesters+treating+animal+manure.">Effect of shear on performance and microbial ecology of completely-stirred anaerobic digesters treating animal manure.</a> Biotechnol. Bioeng. 100, 38-48 (2008).</li><li>Clesceri, L. S., Greenberg, A. E., Eaton, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. , (1998).</li><li>Amani, T., Nosrati, M., Sreekrishnan, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anaerobic+digestion+from+the+viewpoint+of+microbiological,+chemical,+and+operational+aspects:+a+review.">Anaerobic digestion from the viewpoint of microbiological, chemical, and operational aspects: a review.</a> Environmental Reviews. 18, 255-278 (2010).</li></ol>

Il sistema di digestione anaerobica presentato in questo articolo fornisce una introduzione generale e alcune linee guida di base per il trattamento della maggior parte dei substrati in un contesto sperimentale. L&#39;ampia varietà di tipi di substrato, configurazioni digestivo, i parametri operativi e anche l&#39;ecologia unica della comunità microbica mista alla base di questi sistemi esclude che delinea rigidi parametri quantitativi, che possono essere applicati universalmente. Nonostante questa variabilità, tutti...

Digestione anaerobica (AD) è una tecnologia matura che coinvolge la conversione biologicamente mediata di complessi supporti rifiuti organici in biogas utili con il metano come vettore energetico. Ci sono molti vantaggi di trattamento anaerobico, compresa l&#39;energia minima e nutrienti e la riduzione della produzione biosolidi rispetto al trattamento aerobico 10. Inoltre, la versatilità della comunità microbica mista inerente a questi sistemi rende un&#39;ampia varietà di substrati organici idonei come materie prime 11,12. Infatti, è a causa di questi benefici che un numero crescente di domande di AD sono in corso di adozione al di fuori del convenzionale per il trattamento acque reflue urbane, in particolare nei settori industriale, comunali (per esempio, i rifiuti alimentari), 4,7,13 e agricoli. AD ha conosciuto il suo primo inizio la proliferazione importante nel 1980 in risposta alla crisi energetica nazionale del decennio precedente. Mentre il mondo affronta una crescente crisi energetica globale,accoppiato con il degrado ambientale, una maggiore attenzione viene ora posta sulle tecnologie dei biocarburanti e dei rifiuti-to-energy concept in particolare. Ad esempio, negli Stati Uniti, digestione anaerobica può generare 5,5% della potenza elettrica totale deve 8. Questo ha aumentato la domanda di ben controllati di ricerca sperimentale al pilota e su scala di laboratorio per valutare l&#39;idoneità dei nuovi materiali rifiuti organici e miscele di rifiuti per la digestione anaerobica 14. Abbiamo intenzione di fornire un modello generico per la costruzione, inoculazione, il funzionamento e il monitoraggio di una scala di laboratorio digestore anaerobico che sarà adatto per le valutazioni robuste. Digestori anaerobici esistono in molte configurazioni differenti. Alcune configurazioni comuni includono: continua-reattore agitato serbatoio (CSTR), con alimentazione continua influente; continuamente agitata digestore anaerobico (CSAD) con alimentazione periodica influente; plug flow (PF), coperta di fanghi risalita anaerobica (UASB); reattore anaerobico coperta migrazione (Ambr); reattore anaerobico sconcertato (ABR), ed anaerobici reattore batch sequenziamento (ASBR) configurazioni 9,15. La configurazione CSTR e CSAD sono stati ampiamente adottati per esperimenti su scala di laboratorio a causa della sua facilità di installazione e le condizioni operative favorevoli. A causa di miscelazione continua, il tempo di ritenzione idraulica (HRT) è uguale al tempo di ritenzione dei fanghi (SRT). La SRT è il parametro di progetto importante per gli annunci. La configurazione è anche favorevole esperimenti controllati a causa di una maggiore uniformità spaziale di parametri, quali le concentrazioni specie chimiche, temperatura e velocità di diffusione. Va notato, tuttavia, che l&#39;ottimale scala configurazione per un digestore anaerobico dipende dalle particolari caratteristiche fisiche e chimiche del substrato organico tra gli altri aspetti non tecnici, quali la qualità bersaglio effluenti. Per esempio, diluire i flussi di rifiuti con relativamente alto contenuto organico solubile e littlparticolati elettronici, quali birra acque reflue, tipicamente esperienza di conversione energetica in un alto tasso di flusso ascendente bioreattore configurazione (ad esempio, UASB) piuttosto che una configurazione CSAD. Indipendentemente da ciò, ci sono parametri fondamentali di funzionamento che sono essenziali per la digestione di successo e rilevanti per tutte le configurazioni, che giustificano una spiegazione generica di utilizzare questa configurazione. Infatti, ogni sistema AD contenente una società diversa, comunità aperta di microbi anaerobici serie metabolizzare il substrato a metano (la finale prodotto finale con il più basso l&#39;energia disponibile gratuitamente per elettrone). Le vie metaboliche coinvolte in questo processo costituisce un&#39;intricata rete alimentare liberamente suddivisi in quattro livelli trofici: idrolisi, acidogenesi, acetogenesis e metanogenesi. In idrolisi, complessi polimeri organici (ad esempio, carboidrati, lipidi e proteine) sono suddivisi al loro rispettivi monomeri (ad esempio, zuccheri, a catena lunga acidi grassi e amminoacidi) da hydrolyzing, batteri fermentativi. In acidogenesi, questi monomeri sono fermentato dai batteri acidogeni di acidi grassi volatili (VFAs) e alcoli, che in acetogenesis, vengono ulteriormente ossidati acetato e idrogeno da homoacetogenic e obbligatoria idrogeno batteri produttori, rispetto 5. Nel passaggio finale di metanogenesi, acetato e idrogeno sono metabolizzati a metano da methanogens acetoclastic e hydrogenotrophic. È importante riconoscere che il processo complessivo AD, basandosi su una serie interconnessa di metabolismi gruppi differenti di microbi, dipende dalla funzione di successo di ciascun membro prima che il sistema nel suo complesso prestazioni ottimali. La progettazione e la costruzione di un sistema di bioreattore AD dovrebbe sempre prendere in considerazione l&#39;obbligo di sigillare completamente il bioreattore. Piccole perdite nella parte superiore del bioreattore (separa lo spazio di testa) o nel sistema di trattamento del gas può essere difficile da rilevare, e quindi il sistema deve essere presAssicurarsi testato prima dell&#39;uso. Dopo aver verificato una perdita di installazione senza, guasti, con studi digestore anaerobico spesso derivano da errori durante l &#39;inoculazione, la coltura, e giorno per giorno il funzionamento. Come risultato, digestori hanno la reputazione di essere intrinsecamente instabile e soggetta a guasti improvvisi. Perché è allora che su vasta scala digestori sono stati operati in condizioni stabili per 13 anni? Il fallimento è probabile che derivano da un uso improprio da parte dell&#39;operatore, in particolare durante il periodo di avvio durante il quale la comunità microbica deve ambientarsi lentamente alla composizione dei rifiuti organici e la forza. Pertanto, il nostro obiettivo non è solo quello di fornire una metodologia per la costruzione di un sistema di AD, ma anche per chiarire i processi di inoculazione, il funzionamento e il monitoraggio di questi sistemi. La prima sezione di questo articolo vi spiegherà come costruire il CSTR o il sistema CSAD, mentre la seconda sezione fornisce una procedura per l&#39;inoculazione con digestore attiva methanogbiomassa ENIC. E &#39;più pratico e meno tempo per inoculare digestori con biomassa attiva metanogenica dalla mixed-liquore o effluenti di un digestore operativo che sta trattando un substrato simile piuttosto che tentare di sviluppare una biomassa sufficiente da una cultura incipiente. La terza sezione di questo articolo copre le considerazioni operative, come substrato l&#39;alimentazione, la decantazione degli effluenti, e la risoluzione dei vari problemi del reattore. Alimentazione substrato e decantazione degli effluenti per questo sistema sarà condotta su una base semi-continuo (ad esempio, l&#39;alimentazione periodica e decantazione mentre la maggior parte della biomassa e mixed liquor rimane nel bioreattore). La frequenza in cui viene alimentato il digestivo / decantato è prerogativa dell&#39;operatore. In generale, l&#39;alimentazione / decantazione più frequentemente e ad intervalli regolari intende promuovere una maggiore stabilità del digestore e coerenza nelle prestazioni tra i cicli di alimentazione. La quarta sezione introdurrà un protocollo di controllo di base da utilizzare durante la esperienzerimental periodo. Diverse analisi standard, che sono illustrate nella Standard Methods per l&#39;analisi dell&#39;acqua e delle acque reflue 16 (Tabella 1, 2), sarà richiesto per la caratterizzazione del substrato e sistema di monitoraggio adeguato. In aggiunta alle variabili misurate, un aspetto importante di controllo è di verificare che i componenti del sistema digestivo funzionino correttamente. La manutenzione periodica del sistema digestivo prevenire i problemi principali del sistema che potrebbero altrimenti compromettere la prestazioni a lungo termine e la stabilità del digestore. Ad esempio, un guasto dell&#39;elemento riscaldante, portando ad una diminuzione della temperatura, potrebbe causare l&#39;accumulo di acidi grassi volatili, riducendo il tasso metabolico di methanogens. Questo problema potrebbe essere aggravato se il sistema mancava alcalinità sufficiente per mantenere il pH sopra livelli inibitori per methanogens. E &#39;anche importante rilevare e chiudere eventuali perdite dopo cadute inattese nel ratto la produzione di biogases. Pertanto, duplicazione nel disegno sperimentale, ad esempio, l&#39;esecuzione due bioreattori side-by-side nelle condizioni operative esatte, è importante rilevare perdite di prestazioni inattese causate da malfunzionamenti del sistema, come piccole perdite.

<table border="1"><tbody><tr><td> Reactor Attrezzature </td><td> Azienda </td><td> Numero di catalogo </td><td> Comments </td></tr><tr><td> Ricircolo riscaldata </td><td> VWR Scientific </td><td> 13271-063 VWR </td><td> Per l&#39;uso con un sistema di reattore camicia di riscaldamento </td></tr><tr><td> Elettrico a velocità variabile Lab Stirrer </td><td> Cleveland Mixer Co. </td><td> (Modello 5VB) </td><td> Questo modello mixer facilita il montaggio con un proprio stand ad anello </td></tr><tr><td> Wet-Type Precision contatore del gas </td><td> Ritter Gasmeters </td><td> (Modello TG-01) </td><td> Questo modello ha bisogno di una portata minima di (0,1 L / h) e può gestire una portata massima di 30 L / h </td></tr><tr><td> Gas Bubbler </td><td> Chemglass </td><td> (Modello AF-0513-20) </td><td></td></tr><tr><td> Gas campionamento del tubo </td><td> Chemglass </td><td> (Modello CG-1808) </td><td></td></tr><tr> &lt;td&gt; Girante assiale </td><td> Lightnin &#39; </td><td> R04560-25 Cole-Parmer </td><td> Pale della girante con 7,9375 millimetri diametro del foro </td></tr><tr><td> Girante Albero </td><td> Grainger </td><td> 2EXC9 Grainger </td><td> 1,83 m in acciaio inox asta con 7,9375 millimetri OD (deve essere tagliato a misura appropriata) </td></tr><tr><td> Supporto in ghisa Supporti </td><td> Prodotti educativi americani </td><td> (Modello 7-G16) </td><td> Per il montaggio mixer </td></tr><tr><td> Three-Prong Extension morsetto </td><td> Artiglio </td><td> 21572-803 VWR </td><td> Per il montaggio mixer </td></tr><tr><td> Morsetto Holder Regular </td><td> Artiglio </td><td> 21572-501 VWR </td><td> Per il montaggio mixer </td></tr><tr><td> Pompa peristaltica </td><td> Masterflex </td><td> WU-07523-80 Cole-Parmer </td><td> Per effluenti decantazione </td></tr><tr><td> L / S testa della pompa standard </td><td> Masterflex </td><td> EW-07018-21 Cole-Parmer </td><td> Per decantare degli effluentiING-accessorio pompa peristaltica </td></tr><tr><td> L / S Precision Tubing Pump </td><td> Masterflex </td><td> EW-06508-18 Cole-Parmer </td><td> Per effluenti decantazione - accessorio pompa peristaltica </td></tr><tr><td> Analisi Attrezzature / Reagenti </td><td> Azienda </td><td> Numero di catalogo </td><td> Comments </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Analisi del pH </td></tr><tr><td> pH Meter </td><td> Thermo Fisher Scientific - Orion </td><td> 1212000 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Totale e volatile solidi Analysis (Standard Methods: 2540-B, E) </td></tr><tr><td> Glass Vacuum Essiccatore </td><td> Kimax </td><td> WU-06536-30 Cole-Parmer </td><td></td></tr><tr><td> Porcellana evaporazione Piatti </td><td> VWR </td><td> 89038-082 VWR </td><td></td></tr><tr><td> Lab Forno </td><td> Thermo Fisher Scientific </td><td> (Modello 13-246-516GAQ) </td><td></td></tr><tr><td> Media Camera forno a muffola </td><td> Barnstead / Thermolyne </td><td> F6010 Thermo Scientific </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Total Volatile analisi degli acidi grassi (Standard Methods: 5560-C) </td></tr><tr><td> Grande velocità di centrifuga Capacità Variabile </td><td> Sigma </td><td> WU-17451-00 Cole-Parmer </td><td></td></tr><tr><td> Laboratorio Hot Plate </td><td> Thermo Scientific </td><td> (Modello HP53013A) </td><td></td></tr><tr><td> Condensatore Large </td><td> Kemtech l&#39;America </td><td> (Modello C150190) </td><td></td></tr><tr><td> Reagente acido acetico [CAS: 64-19-7] </td><td> Alfa Aesar </td><td> AA33252-AK </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td> &lt;td&gt; Richiesta chimica di ossigeno (Standard Methods: 5520-C) </td></tr><tr><td> COD Block Heater </td><td> HACH </td><td> (Modello DRB-200) </td><td></td></tr><tr><td> Tubi Cultura borosilicato </td><td> Pyrex </td><td> (Modello 9825-13) </td><td></td></tr><tr><td> Reagente bicromato di potassio [CAS: 7778-50-9] </td><td> Avantor Performance Materials </td><td> 3090-01 </td><td></td></tr><tr><td> Mercury Reagente solfato II [CAS: 7783-35-9] </td><td> Avantor Performance Materials </td><td> 2640-04 </td><td></td></tr><tr><td> Ferroina Indicator Solution [CAS: 14634-91-4] </td><td> Ricca Chemical </td><td> R3140000-120C </td><td></td></tr><tr><td> Ammonio ferro (II) esaidrato solfato [CAS: 7783-85-9] </td><td> Alfa Aesar </td><td> 13448-36 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Composizione del gas da analisi gascromatografica </td></tr><tr><td> Gas Chromatograph </td><td> SRI Instruments </td><td> Modello 8610C </td><td> Deve essere equipaggiato con un rilevatore di conducibilità termica (TCD), usando colonna di seguito indicato e gas vettore funzionare ad una temperatura isotermica di 105 ° C </td></tr><tr><td> Gas elio </td><td> Airgas </td><td> Egli HP300 </td><td> Per essere utilizzato come gas di trasporto </td></tr><tr><td> Confezionato-Column </td><td> Restek </td><td> 80484-800 </td><td> Per essere utilizzata per N 2, CH 4 e CO 2 di separazione </td></tr></tbody></table>

continuously-stirred anaerobic digester to convert organic wastes into biogas: system setup and basic operation

Digestione anaerobica (AD) è una bioprocesso che viene comunemente utilizzato per convertire i rifiuti organici complessi in un biogas utili con il metano come vettore energetico 1-3. Sempre più spesso, AD viene utilizzato in campo industriale, rifiuti agricoli, e comunali (acqua) applicazioni di trattamento 4,5. L&#39;uso della tecnologia AD consente agli operatori di ridurre i costi degli impianti di smaltimento dei rifiuti e di compensare le spese di utilità di energia. Oltre al trattamento dei rifiuti organici, colture energetiche sono stati trasformati in metano vettore energetico 6,7. Poiché l&#39;applicazione della tecnologia AD amplia per il trattamento di nuovi substrati e co-substrato miscele 8, anche la domanda per una metodologia di test affidabile al pilota e su scala di laboratorio. Sistemi di digestione anaerobica hanno una varietà di configurazioni, tra cui il reattore a serbatoio agitato continuo (CSTR), con flusso a pistone (PF), e anaerobica reattore batch sequenziamento (ASBR) 9 configurazioni </sup&gt;. Il CSTR viene frequentemente utilizzato nella ricerca per la sua semplicità di progettazione e di funzionamento, ma anche per i suoi vantaggi in sperimentazione. Rispetto ad altre configurazioni, il CSTR fornisce una maggiore uniformità di parametri di sistema, quali la temperatura, miscelazione, concentrazione chimica, e la concentrazione del substrato. In definitiva, quando si progetta una scala reattore, la configurazione del reattore ottimale dipenderà dal carattere di un dato substrato tra le molte altre considerazioni non tecnici. Tuttavia, tutte le configurazioni condividono caratteristiche di progettazione fondamentali e parametri di funzionamento che rendono il CSTR appropriato per valutazioni più preliminari. Se i ricercatori e gli ingegneri utilizzano un flusso influente con concentrazioni relativamente alte di solidi, poi lab scala configurazioni bioreattore non può essere alimentato in continuo a causa di problemi di collegare lab scala pompe con i solidi o di sedimentazione dei solidi in tubi. Per questo scenario con continue richieste di miscelazione, di laboratorio su scala bioreattori sono alimentati periodicamentee ci riferiamo alle configurazioni quali continuamente agitata digestori anaerobici (CSADs). Questo articolo presenta una metodologia generale per la costruzione, inoculare, il funzionamento e monitoraggio di un sistema di CSAD allo scopo di verificare l&#39;idoneità di un determinato substrato organico a lungo termine digestione anaerobica. La sezione di costruzione di questo articolo tratterà la costruzione del laboratorio di scala del sistema reattore. La sezione inoculazione spiegherà come creare un ambiente anaerobico adatto per la semina con un inoculo attivo metanogenica. La sezione operativa riguarderà gestione, manutenzione e risoluzione dei problemi. La sezione di controllo introdurrà protocolli di prova usando analisi standard. L&#39;uso di queste misure è necessario per le valutazioni affidabili sperimentali di idoneità substrato per l&#39;AD. Questo protocollo dovrebbe fornire una maggiore protezione nei confronti di un errore comune negli studi AD, che è quello di concludere che il guasto del reattore è stato causato dal substrato in uso, quando in realtà era improprio utilizzo da parte dell&#39;utente 10.

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Continuously-stirred Anaerobic Digester to Convert Organic Wastes into Biogas: System Setup and Basic Operation

Digestori anaerobici su scala di laboratorio permetterà agli scienziati di ricercare nuovi modi di ottimizzare le applicazioni esistenti della biotecnologia anaerobica e per valutare il potenziale di produzione del metano vari rifiuti organici. Questo articolo introduce un modello generalizzato per la costruzione, inoculazione, il funzionamento e il monitoraggio di un laboratorio su scala continuamente agitata digestore anaerobico.

Continua-mosse digestore anaerobico per convertire i rifiuti organici in biogas: configurazione del sistema e funzionamento di base

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