Name: Sistem Kurulumu ve Temel İşlemler: Organik Atıklardan Biyogaz haline dönüştürme Anaerobik Digester sürekli karıştırılan (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-07-13T12:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 31 s
Description: Öğrenin, sürekli karıştırılan anaerobik digester kurulumu, inokülasyonu ve işletilmesiyle organik atıklardan biyogaz üretimini. Bu yöntem, metanojenik biyokütle kullanarak atık yönetimi ve enerji üretimi araştırmalarında değerlidir.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Hibe ile hayır;. Bu araştırma, Gıda ve Tarım National Institutes of (NIFA), hibe sayısı 2007-35504-05381 aracılığıyla USDA tarafından desteklenen desteklenen USDA NIFA gelen Cornell Üniversitesi Ziraat Deneme İstasyonu federal formülü fonları aracılığıyla NYSERDA ve NYC-123.444 den 58.872.

<ol><li>Dague, R. R., McKinney, R. E., Pfeffer, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solids+retention+in+anaerobic+waste+treatment+systems%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Water+Pollut.+Control+Fed%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Anaerobic+wastewater+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Anaerobic+digestion+and+wastewater+treatment+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Antonie+Van+Leeuwenhoek%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Anaerobic+digestion+of+solid+waste%3A+state-of-the-art%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">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., Domínguez-Espinosa, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+bioenergy+and+biochemicals+from+industrial+and+agricultural+wastewater%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Methane+fermentation+of+energy+crops+-+maximum+conversion+kinetics+and+in-situ+biogas+purification%5BTitle%5D)+AND+%22Biomass+%26+Bioenergy%22%5BJournal%5D)">Methane fermentation of energy crops - maximum conversion kinetics and in-situ biogas purification.</a> Biomass & Bioenergy. 5, 261-278 (1993).</li>
<li>Weiland, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomass+digestion+in+agriculture%3A+A+successful+pathway+for+the+energy+production+and+waste+treatment+in+Germany%5BTitle%5D)+AND+%22Eng.+Life+Sci%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Contribution+of+anaerobic+digesters+to+emissions+mitigation+and+electricity+generation+under+U.S.+climate+policy%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">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. Wastewater Engineering, Treatment and Reuse: Metcalf & Eddy. , 4 edn, McGraw Hill. (2003).</li>
<li>Speece, R. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSpeece%2C+RE+%22Anaerobic+Biotechnology+for+Industrial+Wastewaters%22">Anaerobic Biotechnology for Industrial Wastewaters</a>. , Archaea Press. (1996).</li>
<li>Kleerebezem, R., van Loosdrecht, M. C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mixed+culture+biotechnology+for+bioenergy+production%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Mixed culture biotechnology for bioenergy production.</a> Curr. Opin. Biotechnol. 18, 207-212 (2007).</li>
<li>Angenent, L. T., Wrenn, B. A. Chp. 15. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAngenent%2C+LT+%22Bioenergy%22">Bioenergy</a>. Wall, J., Harwood, C. S., Demain, A. L. , ASM Press. (2008).</li>
<li>Werner, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bacterial+community+structures+are+unique+and+resilient+in+full-scale+bioenergy+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((The+future+of+anaerobic+digestion+and+biogas+utilization%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresour.+Technol%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Effect+of+shear+on+performance+and+microbial+ecology+of+completely-stirred+anaerobic+digesters+treating+animal+manure%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">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://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aClesceri%2C+LS+%22Standard+Methods+for+the+Examination+of+Water+and+Wastewater%22">Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater</a>. , 20th edition, American Public Health Association. Washington, D.C., USA. (1998).</li>
<li>Amani, T., Nosrati, M., Sreekrishnan, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anaerobic+digestion+from+the+viewpoint+of+microbiological%2C+chemical%2C+and+operational+aspects%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Reviews%22%5BJournal%5D)">Anaerobic digestion from the viewpoint of microbiological, chemical, and operational aspects: a review.</a> Environmental Reviews. 18, 255-278 (2010).</li>
</ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Bu makalede sunulan anaerobik sindirim sistemi deneysel bağlamında genel bir giriş ve en yüzeylerin tedavisi için bazı temel kurallar sağlar. Substrat tipleri, çürütücü konfigürasyonları, çalışma parametreleri ve ayrıca bu sistemlerin temelini karışık mikrobiyal topluluğun eşsiz ekolojinin çeşitli evrensel olarak uygulanabilecek sabit miktar ölçümleri, ana hatlarını engeller. Tüm bu değişkenliği rağmen tüm anaerobik sindirim sistemi olan ilkeleri gayet iyi anlaşıyoruz ve tüm sistemlere uygulanabilir fiziksel ve kimyasal...

Anaerobik sindirim (AD) enerji taşıyıcı olarak metan faydalı biyogaz içine kompleks organik atık substratlarının biyolojik aracılı dönüşüm içeren olgun bir teknolojidir. Aerobik arıtma 10 oranla az enerji ve besin giriş ve azaltılmış biyosolidlerin üretim dahil anaerobik arıtma birçok faydaları vardır. Buna ek olarak, bu sistemler için doğal karışık mikrobik topluluğunun yönlülüğü feedstocks 11,12 gibi uygun bir organik alt-tabakalar arasında, bir çok çeşitli vermektedir. Gerçekten de, AD uygulamaları giderek artan sayıda, özellikle sanayi, (örneğin, gıda atığı) belediye ve tarım sektörlerinde 4,7,13 konvansiyonel belediye atık su arıtma, dışında kabul edilmektedir ki bu faydaları nedeniyle. AD önceki on ulusal enerji krizine yanıt olarak 1980&#39;lerde ilk büyük çoğalmasını başında yaşadı. Dünyada giderek büyüyen bir global enerji krizi ile karşı karşıya kalmışken,çevresel bozulma ile birleşince, büyük bir odaklanma şimdi biyoyakıt teknolojileri ve özellikle atık-enerji kavramı üzerine konuyor. Örneğin, ABD&#39;de, anaerobik sindirim toplam elektrik enerjisi 8 ihtiyacı% 5.5 &#39;üretebilir. Bu yeni organik atıkları ve anaerobik 14 atık karışımlarının uygunluğunu değerlendirmek için pilot ve laboratuvar ölçekli de iyi kontrollü deneysel araştırma için talep artmıştır. Biz inşaat, aşılama, işletme ve sağlam değerlendirmeler için uygun olacak bir laboratuvar ölçekli anaerobik çürütücü izlenmesi için genel bir model sağlamak niyetinde. Anaerobik çürütücü birçok farklı konfigürasyonları var. Sürekli periyodik akın beslenme ile anaerobik çürütücü (CSAD) karıştırıldı;; akışlı (PF), Yukarı akışlı anaerobik çamur yatağı (U, sürekli ve etkili olan beslenme ile tank reaktör (SKTR) sürekli karıştırılan: Birkaç ortak yapılandırmalar içerirASB); anaerobik hareketli yatak reaktör (AHYR); anaerobik şaşkın reaktör (ABR) ve anaerobik ardışık kesikli reaktör (ASBR) yapılandırmaları 9,15. CSTR ve CSAD yapılandırma yaygın kurulum ve elverişli çalışma koşulları kolaylığı nedeniyle laboratuar ölçekli deneyler için kabul edilmiştir. Çünkü sürekli karıştırma, hidrolik bekleme süresi (HRT) çamur tutma süresi (SRT) eşittir. SRT ADs için önemli tasarım parametresidir. Yapılandırma, çünkü bu tür kimyasal türlerin konsantrasyonu, sıcaklık ve difüzyon oranları gibi parametreler, daha büyük bir mekansal bütünlük kontrollü deneyler vesile olur. Bu Anaerobik sindirici için optimal tam ölçekli bir konfigürasyon örneğin hedefin atık su kalitesine gibi diğer teknik olmayan yönleri arasında organik katmana özel fiziksel ve kimyasal özellikleri, bağlı olduğu, ancak, not edilmelidir. Örneğin, nispeten yüksek çözünür organik içerik ve Lome, ile atık akımları sulandırmakgibi bira atıksu e parçacık, tipik bir yüksek oranda yukarı akışlı biyoreaktör yapılandırma (örneğin, UASB) yerine CSAD yapılandırma daha fazla enerji dönüşüm yaşar. Ne olursa olsun, başarılı bir sindirim ve bu yapılandırmayı kullanarak genel bir yorumlama haklı tüm yapılandırmalar, ilgili için gerekli olan temel işletim parametreleri vardır. Gerçekten de, anaerobik mikroplar çeşitli bir açık toplum içeren her AD sistemi metan (elektron başına mümkün olan en düşük serbest enerji ile son ürünün nihai) için substrat seri metabolize olur. ; Acidogenesis; acetogenesis ve metan hidroliz: bu süreçte metabolik yollar karmaşık bir gıda gevşek dört trofik aşamaya kategorize web oluşturmaktadır. Hidroliz, kompleks organik polimerler (örneğin, karbonhidratlar, yağlar ve proteinler) hyd tarafından kendi monomer (örneğin, şekerler, uzun zincirli yağ asitleri ve amino asitler) kadar parçalanır, bakterilerin rolyzing. Acidogenesis, bu monomerlerin acetogenesis içinde, daha da saygıyla 5, homoacetogenic ve zorunlu olarak hidrojen üreten bakteri asetat ve hidrojen ile oksitlenir uçucu yağ asitleri (VFAs) ve alkoller, acidogenic üzere bakteriler tarafından fermente edilir. Metan üretiminin son aşamasında, asetat ve hidrojen asetoklastik ve hydrogenotrophic metanojenler tarafından metan metabolize edilir. Bir bütün olarak sistemin en iyi şekilde gerçekleştirmek için önce genel AD süreci, mikropların farklı gruplar tarafından metabolizmaları bir dizi birbirine güvenerek, her üyenin başarılı işlevi bağlı olacağını tanımak önemlidir. AD biyoreaktör sistemi tasarım ve inşaat her zaman tamamen biyoreaktör mühür dikkate gereksinimi almalıdır. Biyoreaktör üst (tepe boşluğu ayırma) veya gaz işleme sistemi küçük sızıntı tespit etmek zor olabilir ve bu nedenle sistemi pres olmalıdıremin kullanmadan önce test. Bir kaçak-ücretsiz kurulum olduktan sonra, anaerobik çürütücü çalışmalarla hataları genellikle aşılama, kültür ve gün-gün çalışma sırasında hataları kaynaklanıyor. Sonuç olarak, çürütücüler özünde istikrarsız ve beklenmedik hata eğilimli olmak gibi bir üne sahiptir. Neden tam ölçekli çürütücüler yıl 13 stabil şartlarda opere edilen o zaman nedir? Başarısızlık özellikle mikrobiyal topluluğun yavaş yavaş organik atık kompozisyon ve gücü gelmesini gereken sırasında başlangıç ​​döneminde, operatör tarafından hatalı kullanımdan kaynaklandığı muhtemeldir. Bu nedenle hedefimiz AD sistemi oluşturmak için bir metodoloji sağlamak için sadece değil, aynı zamanda aşılama, operasyon ve bu sistemlerin izlenmesi süreçleri aydınlatmak için. İkinci bölümde aktif methanog ile çürütücü aşılama için bir prosedür sağlayacak süre makalenin birinci bölümünde, CSTR veya CSAD sistemi inşa nasıl açıklayacağızENIC biyokütle. Bu aktif metan biyokütle ile çürütücüler aşılamak için zaman alıcı daha pratik ve daha az karışık içki veya yeni başlayan bir kültürden yeterli bir biyokütle geliştirme girişimi için daha benzer bir substrat tedavisinde bir işletim çürütücüsünün atık. Makalenin üçüncü bölümü atık su boşaltma ve çeşitli reaktör sorunlarını giderme, beslenme gibi substrat olarak faaliyet konuları kapsayacak. Substrat Besleme ve bu sistem için atık boşaltma (yani, periyodik besleme ve biyokütle ve karışık içki en biyoreaktör içinde kalırken boşaltma) yarı-sürekli olarak yapılacaktır. Digester beslenir / dekante olduğu frekans operatörün elindedir. Genel olarak, beslenme / daha sık ve düzenli aralıklarla boşaltılması besleme döngüleri arasındaki performans daha çürütücü kararlılığı ve tutarlılığı teşvik edecektir. Dördüncü bölümde Expe sırasında kullanılacak temel bir izleme protokolü tanıtacakrimental dönemi. Su ve Atıksu 16 (Tablo 1, 2) Sınav için Standart Yöntemler özetlenen bazı standart analizleri, zemin ve uygun sistem izleme ve karakterizasyonu için gerekli olacaktır. Ölçülen değişkenlerin yanı sıra, izleme önemli bir yönü digester sistem bileşenlerini düzgün çalışıp çalışmadığını kontrol etmektir. Digester sistemine düzenli bakım aksi digester uzun vadeli performans ve istikrarı tehlikeye sokan önemli sistem problemleri preempt olacaktır. Örneğin, sıcaklıkta bir düşmeye yol ısıtma elemanının bir yetmezliği, metanojenler metabolik oranını azaltmak suretiyle uçucu yağ asitlerinin birikmesine neden olabilir. Sistem metanojenler için inhibitör seviyesinin üstünde pH muhafaza edilmesi için yeterli alkalilik yoksun Bu sorun, bileşik olacaktır. Bu biyogaz üretimi sıçan beklenmedik kesintilere sonra olası sızıntıları tespit etmek ve kapatmak için de önemlidires. Bu nedenle, tarafından deney tasarımı içerisinde kopyalanması, örneğin, tam çalışma şartlarında iki biyoreaktörler yan-yana çalışan gibi küçük bir sızıntı gibi sistem arızaları, kaynaklanan beklenmeyen performansı kayıplar algılamak için önemlidir.

<table border="1"><tbody><tr><td> Reaktör Ekipmanları </td><td> Şirket </td><td> Katalog numarası </td><td> Yorumlar </td></tr><tr><td> Isıtmalı Recirculator </td><td> VWR Bilimsel </td><td> 13271-063 VWR </td><td> Bir ısıtma ceketi reaktör sistemi ile kullanım için </td></tr><tr><td> Hız Elektrik Lab Karıştırıcı </td><td> Cleveland Mikser A.Ş. </td><td> (Model 5VB) </td><td> Bu mikser modeli halka standı montaj kolaylaştırır </td></tr><tr><td> Islak-Tipi Hassas Gaz Sayacı </td><td> Ritter Gasmeters </td><td> (Model TG-01) </td><td> Bu model bir minimum akış (0.1 L / saat) ihtiyacı vardır ve 30 L / s maksimum akış işleyebilir </td></tr><tr><td> Gaz Bubbler </td><td> Chemglass </td><td> (Model AF-0513-20) </td><td></td></tr><tr><td> Gaz Örnekleme Tüp </td><td> Chemglass </td><td> (Model CG-1808) </td><td></td></tr><tr> &lt;td&gt; Eksenel Çark </td><td> Lightnin &#39; </td><td> R04560-25 Cole-Parmer </td><td> 7,9375 mm Çark kanatları çapı bore </td></tr><tr><td> Pervane Şaft </td><td> Grainger </td><td> 2EXC9 Grainger </td><td> 7,9375 mm OD (uygun boyuta kesmek gerekir) ile 1.83 m paslanmaz çelik çubuk </td></tr><tr><td> Dökme Demir Desteği Standları </td><td> Amerikan Eğitim Ürünleri </td><td> (Model 7-G16) </td><td> Mikser montajı için </td></tr><tr><td> Üç-Prong Uzatma Kelepçe </td><td> Pençe </td><td> 21572-803 VWR </td><td> Mikser montajı için </td></tr><tr><td> Düzenli Pens Tutucu </td><td> Pençe </td><td> 21572-501 VWR </td><td> Mikser montajı için </td></tr><tr><td> Peristaltik Pompa </td><td> Masterflex </td><td> WU-07.523-80 Cole-Parmer </td><td> Şişeden çıkış için </td></tr><tr><td> L / S Standart Pompa Başkanı </td><td> Masterflex </td><td> EW-07018-21-Cole Parmer </td><td> Atık su boşaltmak içinperistaltik pompa ing-aksesuar </td></tr><tr><td> L / S Hassas Pompa Borulama </td><td> Masterflex </td><td> EW-06508-18-Cole Parmer </td><td> Peristaltik pompa aksesuar - atık boşaltma için </td></tr><tr><td> Analiz Ekipman / Reaktifler </td><td> Şirket </td><td> Katalog numarası </td><td> Yorumlar </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> pH Analizi </td></tr><tr><td> pH Metre </td><td> Thermo Fisher Scientific - Orion </td><td> 1212000 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Toplam ve Uçucu Katı Madde Analizi (Standart Yöntemler: 2540-B, E) </td></tr><tr><td> Cam Vakum Desikatör </td><td> Kimax </td><td> WU-06.536-30 Cole-Parmer </td><td></td></tr><tr><td> Porselen Yemekleri Buharlasma </td><td> VWR </td><td> 89038-082 VWR </td><td></td></tr><tr><td> Laboratuvar Fırın </td><td> Thermo Fisher Scientific </td><td> (Modeli 13-246-516GAQ) </td><td></td></tr><tr><td> Orta Odası Kül Fırını </td><td> Barnstead / Thermolyne </td><td> F6010 Thermo Scientific </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Toplam Uçucu Yağ Asit Analizi (Standart Yöntemler: 5560-C) </td></tr><tr><td> Büyük Kapasite Hız Santrifüj </td><td> Sigma </td><td> WU-17.451-00 Cole-Parmer </td><td></td></tr><tr><td> Laboratuvar Hot Plate </td><td> Thermo Scientific </td><td> (Model HP53013A) </td><td></td></tr><tr><td> Büyük Kondenser </td><td> Kemtech Amerika </td><td> (Model C150190) </td><td></td></tr><tr><td> Asetik Asit Reaktif [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; Kimyasal Oksijen İhtiyacı (Standart Yöntem: 5520-C) </td></tr><tr><td> COD Blok Isıtıcı </td><td> HACH </td><td> (Model DRB-200) </td><td></td></tr><tr><td> Borosilikat Kültür Tüpler </td><td> Borcam </td><td> (Model 9825-13) </td><td></td></tr><tr><td> Potasyum Dikromat Reaktif [CAS: 7778-50-9] </td><td> Avantor Performans Malzemeleri </td><td> 3090-01 </td><td></td></tr><tr><td> Cıva II Sülfat Reaktif [CAS: 7783-35-9] </td><td> Avantor Performans Malzemeleri </td><td> 2640-04 </td><td></td></tr><tr><td> Ferroin Gösterge Çözüm [CAS: 14634-91-4] </td><td> Ricca Kimyasal </td><td> R3140000-120C </td><td></td></tr><tr><td> Amonyum demir (II) sülfat hekzahidrat [CAS: 7783-85-9] </td><td> Alfa Aesar </td><td> 13448-36 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Gaz Kromatografi Analizi Gaz Bileşimi </td></tr><tr><td> Gaz Kromatografi </td><td> SRI Aletleri </td><td> Model 8610C </td><td> 105 ° C izotermal bir ısıda çalıştırıldığında aşağıda belirtilen sütun ve taşıyıcı gaz kullanarak, termal iletkenlik dedektörü (TCD) ile donatılmış olmalıdır </td></tr><tr><td> Helyum Gazı </td><td> Airgas </td><td> O HP300 </td><td> Taşıyıcı gazı olarak kullanılmak üzere </td></tr><tr><td> Paketli-Kolon </td><td> Restek </td><td> 80484-800 </td><td> N 2, CH 4 için kullanılır, ve CO 2 ayrılması gereken </td></tr></tbody></table>

sistem kurulumu ve temel İşlemler: organik atıklardan biyogaz haline dönüştürme anaerobik digester sürekli karıştırılan

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

Anaerobik sindirim (AD), yaygın olarak enerji taşıyıcısı olarak 1-3 metan ile yararlı bir biyogaz içine kompleks organik atıkları dönüştürmek için kullanılan bir Biyoproses olduğunu. Giderek, AD 4,5 endüstriyel, tarımsal ve evsel atık (su) tedavisi uygulamalarında kullanılmaktadır. AD teknoloji kullanımı tesisi operatörleri atık bertaraf maliyetlerini azaltmak ve enerji programı giderleri mahsup sağlar. Organik atıkların arındırılması ek olarak, enerji bitkileri, enerji taşıyıcı metan 6,7 dönüştürülür ediliyor. MS teknolojinin uygulama, yeni bir substrat ve co-substrat karışımları 8 tedavisi için şekilde genişletmektedir pilot ve laboratuar-ölçekte güvenilir bir test yöntemi için talep yapar. Anaerobik sindirim sistemi sürekli karıştırmalı tank reaktör (SKTR), tapa akışlı (PF) ve anaerobik ardışık kesikli reaktör (ASBR) yapılandırmaları 9 dahil olmak üzere çeşitli yapılandırmalar var </sup&gt;. CSTR sık tasarımı ve işletimi de sadeliği nedeniyle araştırmalarda kullanılan, aynı zamanda deney kendi avantajları için edilir. Diğer yapılandırmalar ile karşılaştırıldığında, CSTR sıcaklık, karıştırma, kimyasal konsantrasyonu ve substrat konsantrasyonu gibi sistem parametreleri, daha fazla bütünlüğü sağlar. Sonuçta, tam ölçekli bir reaktör tasarımında, Optimum reaktör yapılandırma birçok diğer teknik olmayan konular arasında belirli bir yüzey karakteri bağlıdır. Ancak, tüm yapılandırmalar temel tasarım özellikleri ve en ön değerlendirmeler için uygun CSTR hale çalışma parametreleri paylaşabilirsiniz. Araştırmacılar ve mühendisler katıların nispeten yüksek konsantrasyonlarda bir akış akışı kullanırsanız, daha sonra laboratuvar ölçekli biyoreaktör yapılandırmaları nedeniyle katı ile laboratuvar ölçekli pompaları sorunları takmadan veya tüp katıların çökelme ile sürekli beslenen edilemez. Sürekli karıştırma gereksinimleri ile bu senaryo için, laboratuvar ölçekli biyoreaktörler aralıklarla beslenirve biz sürekli karıştırılır anaerobik çürütücü (CSADs) gibi yapılandırmaları bakın. Bu makale, inşa inokulastonu, işletim, ve uzun vadeli anaerobik için belirli bir organik substratın uygunluğu test edilmesi için bir sistem CSAD izlenmesi için genel bir yöntem sunmaktadır. Bu makalenin inşaat bölümü laboratuar ölçekli reaktör inşa kapsayacaktır. Aşılama bölümü aktif bir metan inokülum ile tohum için uygun bir anaerobik ortam yaratmak için nasıl açıklayacağız. Işletme bölümü işletme, bakım ve sorun giderme kapsayacaktır. Izleme bölümü standart analizleri kullanarak protokolleri test tanıtacak. Bu önlemlerin kullanımı AD için substrat uygunluk güvenilir deneysel değerlendirmeler için gereklidir. Bu protokol reaktör yetmezliği substrat neden olduğu sonucuna olan AD çalışmaları yapılan bir yaygın hata, karşı daha fazla koruma sağlamalıdır igerçekten yanlış kullanımın 10 yaşındayken n kullanımı.

Laboratuar ölçekli anaerobik çürütücü bilim adamları anaerobik biyoteknolojinin mevcut uygulamaları optimize yeni yollarını araştırmak ve çeşitli organik atıkların metan üretim potansiyelini değerlendirmek için izin verir. Bu makale, sürekli anaerobik çürütücü karıştırılmış bir laboratuvar ölçekli inşaat, aşılama, işletme ve izleme için genel bir modeli tanıttı.

Sistem Kurulumu ve Temel İşlemler: Organik Atıklardan Biyogaz haline dönüştürme Anaerobik Digester sürekli karıştırılan

Anaerobik sindirim (AS), kompleks organik atıkları enerji taşıyıcısı olarak metan içeren faydalı bir biogaza dönüştürmek için yaygın olarak kullanılan bir biyoprosesdir...

Bu prosedürün genel amacı, belirli bir organik substratın uzun vadeli anaerobik sindirim işlemi için uygunluğunu değerlendirmek amacıyla, laboratuvar ölçekli sürekli karıştırmalı bir anaerobik sindiricinin kurulumunu, aşılamasını, günlük işletimini ve uygun şekilde izlenmesini göstermektir. Bu işlem, öncelikle bir anaerobik sindirici sistemin kurulmasıyla gerçekleştirilir.İkinci adım, biyoreaktör sistemi içerisinde uygun bir anaerobik ortam oluşturarak digester'ı aktif metanojenik biyokütle ile inoküle etmektir. Ardından; effluent, dekantasyon, besleme ve sorun giderme dahil olmak üzere digester sisteminin doğru işletimi açıklanmaktadır. Son adım ise anaerobik biyoteknoloji alanında geleneksel olarak kullanılan standart analizler aracılığıyla digester performansını ve stabilitesini değerlendirmek için bir izleme stratejisinin uygulanmasıdır.Sonuç olarak, bulgular; iyi kontrol edilen ve düzenli olarak izlenen laboratuvar ölçekli bir anaerobik çürütme sistemi aracılığıyla, enerji üretimi ve organik yükün azaltılması için organik bir substratın işlenmesinde anaerobik çürütmenin etkinliğini göstermektedir. AOB çürütme sürecine yeni başlayan birçok kişi, katı anaerobik biyokütle için oksijensiz bir ortamın korunması gerektiğinden bu süreci zorlayıcı bulabilir. Ayrıca kullanıcılar, belirli bir organik yükleme hızını karşılayabilecek bir biyokütle konsantrasyonu geliştirmek için yeterli metanojenin büyümesinin uzun zaman alması nedeniyle, başlangıç dönemini biraz yavaş ve zahmetli bulacaklardır.Ancak, bu makalede belirtilen protokole titizlikle uyulduğunda bu sorunların önlenebileceği bilinmelidir. Son olarak, stabil sindirim sağlandıktan sonra bu sistemlerle deneylere başlayabilirsiniz. Fakat dışsal veya çevresel pertürbasyonlara karşı çok hassas olan karmaşık biyolojik sistemlerle çalışıldığı için bu durum araştırmacılar için sorunlara da yol açabilir.Sindirme teknolojisi, tutarlı, düzenli ve belirli bir yöntemle işletildiğinde olağanüstü bir kararlılık ve öngörülebilirlik sergileyebilir. Bu videoda aktarmayı umduğumuz konu budur. Bir sindirici düzeneği kurmaya başlamak için, istenen çalışma hacmine sahip ve burada gösterilen özelliklere sahip bir kap seçin.Kap ısıtmalı bir su ceketine sahip değilse, ısıtmalı su banyosu veya inkübasyon odası gibi sıcaklık kontrollü bir ortama yerleştirin. Kabı, kalan bileşenlerin yerleştirilmesi için yeterli yatay tezgah alanına sahip bir bölgede dikey konumda sabitleyin. Kap kapağını burada gösterildiği şekilde oluşturun.Atık ve çıkış tüplerinin ağızları, tüplerin iç kısmının tıkanmasını önleyecek kadar geniş olmalıdır. Biyoreaktör, dekantasyon sırasında sindirici ortamın içinde gömülü kalacak, aynı zamanda kapağın üst kısmından dışarı uzanacak yeterli uzunlukta olmalıdır. Boruların bağlanmasına olanak sağlamak için, pervanenin kılıfı sindirici ortamın içine mümkün olduğunca derinlemesine uzanmalıdır.Kapağın temas yüzeyine silikon bazlı vakum gresi sürün ve kapağı sindirici kabın üst kısmına kenetleyin. Bir ring stand ve kıskaçlar kullanarak, değişken hızlı karıştırıcıyı sindiricinin dikey eksenine paralel olacak şekilde sabitleyin, ardından pervaneli şaftı takın. Karıştırıcı motorunun titreşimleri ve hareketleri nedeniyle, bağımsız ve serbest hareket edebilen bir stand kullanmak önemlidir.Esnek bir hortum kesitini hem giriş hem de çıkış borularına bağlayın ve ardından gaz hattı olarak kullanılacak başka bir hortum kesitini gaz portuna bağlayın; sızıntıları önlemek için hortumlar gösterilenden daha sıkı olmalıdır. Bir sonraki adım, biyogaz hattının çeşitli bileşenlerin her birine bağlanmasını ve bunların sindiricinin üzerindeki raflara yerleştirilmesini içerir. İlk olarak, reaktör baş boşluğunun yakınına konumlandırılması gereken gaz örnekleme portunu bağlayın.Ardından, reaktör hacminin en az %25'i boyutunda olması gereken köpük tuzağını bağlayın; bu tuzak, biri biyogaz giriş hattı ve diğeri biyogaz çıkış hattı için olmak üzere iki porta sahip olmalıdır. Giriş tüpü, çıkış tüpünden daha derin bir konuma kadar uzanmalıdır. Hidrojen sülfür temizleyiciyi, iç çapı iki santimetre olan uzun bir cam tüp kullanarak oluşturun.Soyma işlemi için yeterli yüzey alanı sağlamak amacıyla tüpü çelik yünü ile doldurun, ancak biyogaz akışını engelleyecek kadar sıkı doldurmamaya dikkat edin. Tüpün her iki ucuna bir biyogaz giriş ve çıkış portu ekleyin. Son olarak, kalın bir kauçuk balon veya hava topu gibi herhangi bir sönüştürülebilir hava sızdırmaz malzemeden, hacmi hedeflenen besleme hacminin iki katını aşan bir gaz rezervuarı hazırlayın.Sistem, sirkülasyonlu bir su ısıtıcısı ile sıcaklık kontrollü olacaksa, ardından köpürtücü ve gaz sayacını ekleyin. Üniteyi ısıtma ceketinin sıvı seviyesinin üzerine yerleştirin ve onu ısıtma ceketine bağlamak için esnek hortum kullanın. Isıtıcıyı, mezofilik veya termofilik sindirim için uygun sıcaklığa ayarlayın.Sistemin sızdırmazlık testini gerçekleştirin. İşleme, sindirim tankını suyla doldurarak başlayın. Ardından, giriş hattını gaz kullanarak beş PSI'dan düşük bir basınca kadar hafifçe basınçlandırın; şimdi anaerobik gazı giriş tüpüne bağlayın.Ardından, reaktör kapağı etrafında sabunlu su kullanarak biyogaz hattı ve çıkış hatlarında sızıntı kontrolü yapmak için bunları kelepçeleyin ve ardından tüm gaz işleme sistemindeki sızıntıları test etmek için biyogaz hattı kelepçesini çıkarın. Karıştırıcının ve ısıtıcının, sindiriciyi aşılamak için sürekli çalışmayı sürdürüp sürdüremeyeceğini doğrulamak amacıyla pervaneyi ve ısıtma elemanını açıp gece boyunca çalıştırın. Gerekirse, inokülumu sindiriciyi dolduracak bir hacme seyreltmek için anaerobik gaz ile yıkanmış su kullanın.İnokülasyondan önce anaerobik digester'daki suyu boşaltın. Besleme tüpüne bağlayarak, çıkış hattını klempleyerek ve karıştırıcı, aks ve kılıf arasındaki boşluğu bantlayarak boş digester sistemini birkaç dakika boyunca anaerobik gaz ile yıkayın. Anaerobik gaz kaybını önlemek için gaz rezervuarının tamamen yıkandığından emin olun.Ardından, besleme tüpüne bir huni bağlayın ve inokülumu ekleyin. Homojenliği sağlamak için periyodik olarak karıştırdığınızdan emin olun. Anaerobik gazı besleme tüpüne tekrar bağlayın.Karıştırıcıyı çalıştırın ve sindirici içeriğini en az 15 dakika boyunca yıkayın. Ancak karıştırma işlemi zorunlu değildir. Ardından gaz klembinden, besleme tüpünden ayırın ve gaz rezervuarının klembini açın.Sindirici şu an çalışır durumdadır ve besleme yapılmadan önce birkaç gün boyunca çalıştırılmalıdır. Muhafazakar bir başlangıç organik yükleme oranı veya OLR hesapladıktan sonra, hedef değere ulaşılana kadar OLR'yi kademeli olarak artırın. Besleme karışımını hazırlayın ve besleme zamanına kadar 4 °C'de saklayın.Efıluent borusunu bir pompaya bağlayarak digester'daki efıluenti dekante edin ve eklenecek besleme hacmine eşit bir hacmi uzaklaştırın. Efıluenti daha sonraki analizler için dört °C'de saklayın. Beslemeyi eklemek için besleme borusuna bir huni bağlayın ve katıların ana sıvı ile birlikte taşındığından emin olarak beslemeyi dökün.Çalışma sırasında sindiriciyi ve bileşenlerini sık sık kontrol ederek sistemi izleyin. Karıştırma ve ısıtma sistemlerine özellikle dikkat edin; yetersiz karıştırma, çıkış katı maddelerinin konsantrasyonunda ani bir düşüşe neden olacaktır. Gaz sayacındaki yağ veya su seviyelerinin uygun olduğunu periyodik olarak kontrol edin ve siyahlaşıp parlak hale geleceği için hidrojen sülfür tuzağındaki çelik yünleri değiştirin.Hidrojen sülfür ile reaksiyona girerek demir sülfür oluşmasıyla sonuçlanır. Son olarak, yazılı protokolde belirtilen analizi gerçekleştirin ve değerlerin tutarlı bir şekilde belirlenen optimum aralıkta kaldığını doğrulayın. Dijester'ın başarılı bir şekilde inokülasyonu, birkaç gün içinde biyogaz üretimi ile belli olur.Daha fazla metagenik biyokütle toplandıkça, biyogazın metan/karbondioksit oranı aklimatizasyon dönemi boyunca artacaktır. Metanojenlerin asidijenlere kıyasla yavaş büyümesi, uzun aklimatizasyon dönemlerini ve kademeli operasyonel değişiklikleri gerekli kılar. Burada, başlangıç aşamasında yüksek bir OLR çok erken uygulandığında bir digester'ın verdiği dinamik yanıtı gösteriyoruz.Bu örnekte, substrat bozunma aşaması olan asitogenezden kaynaklanan uçucu yağ asitlerini veya VFA'ları uzaklaştırmak için yetersiz metan biomassı bulunmaktaydı. Bu durum VFA'ların birikmesine ve ardından pH'ın düşmesine yol açtı. Bu durumu düzeltmek için, ENS tarafından üretilen VFA miktarlarını sınırlamak ve daha yüksek OLR değerine dönmeden önce daha fazla anogen katılımına izin vermek amacıyla OLR azaltıldı.Ardından digesterlar üç hidrolik bekletme süresi boyunca stabil sindirim sergilemiştir. Biyogaz üretim hızları, toplam VFA konsantrasyonları, uçucu katı konsantrasyonları ve pH seviyeleri gibi ölçülen parametreler, minimum bir HRT veya 25 günlük bir süre boyunca ortalama değerlerinin %10'u dahilinde tutarlı bir şekilde korunduğunda, stabil sindirim veya yalancı kararlı durum koşullarının oluştuğu varsayılabilir. Bu durumun önemi, CSTR sisteminin yetersiz karıştırmadan kaynaklanan bir pertürbasyona karşı gösterdiği uzun süreli yanıtı gösteren bu şekilde ortaya konmuştur.Yetersiz karıştırma, katı maddelerin reaktörde çökelmesine neden olmuş ve bu da daha az katı maddenin uzaklaştırılmasıyla sonuçlanmıştır. Atık su dekantasyonu sırasında, bu birikim daha yüksek atık su katı konsantrasyonlarına yol açmıştır. Yeterli karıştırma yeniden sağlandıktan sonra, sindiricinin normal atık su katı konsantrasyonuna dönmesi yaklaşık bir HRT sürmüştür.Anaerobik bir digester biyolojik bir sistemdir, bu nedenle belirli bir iç değişkenlik ve performans sergileyecektir. Deney yapan kişinin, sisteme uygulanan deneysel perturbasyonların neden olduğu spesifik etkileri ayırt edebilmesi için bu değişkenliğin önceden nicelleştirilmesi gerekir. Reaktör sisteminde deneysel bir değişiklik yapılmadan önce üç HRT süresi gereklidir.Karışık likördeki kimyasal türlerin kararlı konsantrasyonlara ulaştığını varsaymak için bu süre genel olarak yeterli kabul edildiğinden, bu aralığın sonunda deney yapan kişi, ölçülen her parametre için güvenilir bir temel çizgi oluşturabilmelidir. Bu temel çizgi, bu prosedürü takip eden gelecekteki deneyler için bir karşılaştırma temeli görevi görür. Belirli bir substrat aracılığıyla elde edilebilecek maksimum metan verimi nedir gibi soruları yanıtlamak için biyokimyasal metan potansiyeli analizi, metan genetik aktivite testi ve enterik toksisite analizi gibi diğer yöntemler uygulanabilir.Reaktör sistemindeki metan biomassının metabolik aktivitesi nedir? Ayrıca, substrat kaynaklı toksisite anaerobik biomassı ne ölçüde ve ne kadar süreyle etkilemektedir? Bu tür analizlerin yapılması, operatörün substratı daha iyi tanımlamasına ve aynı zamanda bu tür organik atıkların yönetimi için IC işleminin uygunluğunu daha iyi değerlendirmesine olanak tanıyacaktır.Teşekkür ederiz.

continuously-stirred-anaerobic-digester-to-convert-organic-wastes

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Atık sudaki çökelmiş katıları taklit eden sentetik bir çamurla tohumlanmış, sızdırmaz, oksijensiz bir reaktör olan anaerobik bir çürütücü ile başlayın.Çamur, karışık bir mikrobiyal topluluk olan mezofilik anaerobik mikropları içerir.Bu mikroplar orta sıcaklıklarda gelişir ve çamurun organik maddesinin sindirimini sağlar.Bakteri aktivitesini sürdürmek ve sindirimi teşvik etmek için çamuru sürekli karıştırın.Daha sonra biyolojik olarak parçalanabilen polimerler olan biyoplastikleri çamurun içine...

Biyogaz Üretimi için Biyoplastiklerin Anaerobik Çürütülmesi

Bir roman Yukarı akışlı anaerobik Solid State (UASS) reaktör lifli madde stokundan biyogaz üretimi için kullanıldı. UASS reaktörden Digestate hidrotermal basınçlı bir parti reaktöründe HTC biochar hâlinde karbonize edilmiştir. İki biyoenerji kavramların entegrasyonu genel biyoenerji üretimini artırmak için bu çalışmada uygulanmıştır.

Biyoenerji Üretimi Entegre Anaerobik Sindirim ve Hidrotermal karbonizasyon Değerlendirilmesi

Hava kirliliği tüm organizmaların yaşam kalitesini etkiler. Burada, biyogazın arıtılması (karbondioksit ve hidrojen sülfürün aynı anda uzaklaştırılması) ve yarı endüstriyel açık yüksek oranlı alg havuzları yoluyla biyometan üretimi ve ardından arıtma verimliliği, pH, çözünmüş oksijen ve mikroalg büyümesinin analizi için mikroalg biyoteknolojisinin kullanımını açıklıyoruz.

Yarı Endüstriyel Yüksek Hızlı Alg Havuzlarında Mikroalg-Bakteri Sistemi Kullanılarak Biyogaz Saflaştırılması

Bu protokol, anaerobik mikrobiyota için respirometri kullanarak metan üretimini ve mikrobiyal kinetik parametreleri belirlemek, gıda artıklarını, atıkları ve atıklarla aktive edilmiş çamuru birlikte sindirmek için en iyi uygulamayı açıklar.

Respirometri Kullanılarak Atıkla Aktive Edilmiş Çamur ile Anaerobik Olarak Birlikte Sindirilen Gıda Hurda Atıklarının Biyometan Potansiyelinin Ölçülmesi

Bu protokol, gıda atıklarını biyolojik olarak parçalanabilen polihidroksialkanoat (PHA) biyoplastiklere dönüştürmek için ölçeklenebilir bir yöntem sunar. Gıda atığı ön arıtımı için durdurulmuş anaerobik çürütme, PHA biyosentezi için halofilik mikrobiyal fermantasyon ve PHA geri kazanımı için kimyasal içermeyen bir aşağı akış prosesi kullanır.

Gıda Atıklarından Sürdürülebilir Biyoplastik Üretiminin Ölçeklenebilir Adım Adım Yaklaşımı

Basınç koşulları fizyolojik ve patolojik kalp kapakçığı dokusu tabi yapabilen bir siklik basınç biyoreaktör dizayn edilmiştir. LabVIEW programı, kullanıcıların basınç büyüklüğü, genlik ve frekans kontrol etmenizi sağlar. Bu cihaz, kalp kapakçığı dokusu veya izole hücrelerin mechanobiology incelemek için kullanılabilir.

Devirli Basınç Biyoreaktör Tasarım Ex vivo</emAort Kalp Vanalar> Eğitim

Bu protokolde, prokaryotik mikroorganizmaların tek hücreli analizi için bir mikroakışkan pikolitre biyoreaktörün (PLBR) üretimi, kurulumu ve temel çalışması tanıtılmaktadır. Endüstriyel olarak ilgili mikroorganizmalar, geleneksel yöntemlerle neredeyse imkansız olan, belirli zaman dilimlerinde büyüme hızı, morfoloji ve fenotipik heterojenlik hakkında bilgi sahibi olmaya izin veren ilke kanıtı olarak analiz edildi.

Mikrobiyal Tek Hücreli Analiz için Mikroakışkan Pikolitre Biyoreaktör: Fabrikasyon, Sistem Kurulumu ve Çalışması

Fermantörler biyomühendislik hücrelerinin kültür verim ve verimliliği artırmak için kullanılır. Çalkalama şişelerinde birden fazla mikrobiyal ya da hayvan hücre kültürü aday tarama sonra, bir sonraki mantıksal aşama fermantöre Seçilen kültürün biyokütle artırmaktır. Bu video, tipik bir tezgah üstü biyoreaktör sisteminin kurulumunu ve çalışmasını gösterir.

Bir Benchtop Biyoreaktör Operasyonu

Hücre yapışkanlığı, biyomalzeme araştırmaları ve doku mühendisliğindeki birçok yaklaşımın anahtarıdır. Peptitler ile önemli polimer PTFE'nin yüzey modifikasyonu için ıslak kimya kullanılarak adım adım bir teknik sunulmaktadır.

Geliştirilmiş Hücre yapışma Politetrafloroetilen Islak Kimya ve Peptit İmmobilizasyonu

Bu yazıda, seçici giyilebilir organik elektronik cihazların doğrudan entegrasyon sağlar tekstil organik malzemeler, mevduat bir protokol mevcut. fabrikasyon cihazlar tamamen mekanik bir görünüme saygı ve algılama yetenekleri sağlayan, tekstil entegre edilebilir.

Tekstil Organik Elektronik Cihazlar Basit ve Ölçeklenebilir Fabrikasyon Yöntemi

Öğrenin, sürekli karıştırılan anaerobik digester kurulumu, inokülasyonu ve işletilmesiyle organik atıklardan biyogaz üretimini. Bu yöntem, metanojenik biyokütle kullanarak atık yönetimi ve enerji üretimi araştırmalarında değerlidir.

Sistem Kurulumu ve Temel İşlemler: Organik Atıklardan Biyogaz haline dönüştürme Anaerobik Digester sürekli karıştırılan

Daha fazla video keşfet