Astals, S., Esteban-Gutiérrez, M., Fernández-Arévalo, T., Aymerich, E., García-Heras, J.L., MataAlvarez, J. (2013). Anaerobic digestion of seven different sewage sludges: a biodegradability and modelling study. Water Research 47 (16), 6033-6043. (link)

Título

Anaerobic digestion of seven different sewage sludges: A biodegradability and modelling study

(Digestão anaeróbia de sete diferentes lodos de esgoto: um estudo de biodegradabilidade e modelagem)

Resumo

Seven mixed sewage sludges from different wastewater treatment plants, which have an anaerobic digester in operation, were evaluated in order to clarify the literature uncertainty with regard to the sewage sludge characterisation and biodegradability. Moreover, a methodology is provided to determine the Anaerobic Digestion Model No. 1 parameters, coefficients and initial state variables as well as a discussion about the accuracy of the first order solubilisation constant, which was obtained through biomethane potential test. The results of the biomethane potential tests showed ultimate methane potentials from 188 to 214 mL CH4 g−1 CODfed, COD removals between 58 and 65% and two homogeneous groups for the first order solubilisation constant: (i) the lowest rate group from 0.23 to 0.35 day−1 and (ii) the highest rate group from 0.27 to 0.43 day−1. However, no statistically significant relationship between the ultimate methane potential or the disintegration constant and the sewage sludge characterisation was found. Next, a methodology based on the sludge characterisation before and after the biomethane potential test was developed to calculate the biodegradable fraction, the composite concentration and stoichiometric coefficients and the soluble COD of the sewage sludge; required parameters for the implementation of the Anaerobic Digestion Model No. 1. The comparison of the experimental and the simulation results proved the consistency of the developed methodology. Nevertheless, an underestimation of the first order solubilisation constant was detected when the experimental results were simulated with the solubilisation constant obtained from the linear regression experimental data fitting. The latter phenomenon could be related to the accumulation of intermediary compounds during the biomethane potential assay.

TRADUÇÃO LIVRE

Sete lodos de esgoto mistos de diferentes estações de tratamento de esgoto , que possuem um digestor anaeróbio em operação, foram avaliados a fim de esclarecer a incerteza da literatura com relação à caracterização e biodegradabilidade do lodo de esgoto . Além disso, é fornecida uma metodologia para determinar os parâmetros, coeficientes e variáveis ​​de estado inicial do Modelo de Digestão Anaeróbia No. 1, bem como uma discussão sobre a precisão da constante desolubilizaçãoOs resultados dos testes de potencial de biometano mostraram potenciais finais de metano de 188 a 214 mL CH4 g−1 DQO alimentado , remoções de DQO entre 58 e 65% e dois grupos homogêneos para a constante de solubilização de primeira ordem : (i) o grupo de menor taxa de 0,23 a 0,35 dia −1 e (ii) o grupo de maior taxa de 0,27 a 0,43 dia −1 . No entanto, nenhuma relação estatisticamente significativa entre o potencial máximo de metano ou a constante de desintegração e a caracterização do lodo de esgoto foi encontrada. Em seguida, desenvolveu-se uma metodologia baseada na caracterização do lodo antes e depois do teste de potencial do biometano para calcular a fração biodegradável, a concentração composta e os coeficientes estequiométricos e a DQO solúvel do lodo de esgoto; parâmetros necessários para a implementação doModelo de Digestão Anaeróbia Nº 1. A comparação dos resultados experimentais e simulados comprovou a consistência da metodologia desenvolvida. No entanto, uma subestimação da constante de solubilização de primeira ordem foi detectada quando os resultados experimentais foram simulados com a constante de solubilização obtida a partir do ajuste de dados experimentais de regressão linear. Este último fenômeno pode estar relacionado ao acúmulo de compostos intermediários durante o ensaio de potencial do biometano.

Artigo publicado no site ScienceDirect, no Journal of the International Water Association (IWA).