Labor-Faultürmen den Wissenschaftlern ermöglichen, neue Wege der Optimierung bestehender Anwendungen von anaeroben biotechnologische Forschung und die Methan bildende Potenzial von verschiedenen organischen Abfällen zu bewerten. Dieser Artikel stellt eine verallgemeinerte Modell für den Bau, Impfung, Betrieb und Überwachung eines im Labormaßstab kontinuierlich gerührt anaeroben Faulbehälter.
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Methodenartikel
Kontinuierlich-gerührt anaeroben Faulbehälter zu Bio-Abfälle in Biogas umwandeln: System-Setup und Grundlagen der Bedienung
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Anaerobe Vergärung (AD) ist eine Bioprozess, die häufig verwendet wird, um komplexe organische Abfälle in ein nützliches Biogas umwandeln mit Methan als Energieträger 3.1. Zunehmend wird AD in industriellen, landwirtschaftlichen und kommunalen Abfällen (Wasser-) Behandlung Anwendungen 4,5 verwendet. Die Verwendung von AD-Technologie ermöglicht Anlagenbetreibern Entsorgungskosten reduzieren und ausgleichen Energieversorger Aufwendungen. Neben der Behandlung von organischen Abfällen, werden Energiepflanzen in die Energieträger Methan 6,7 umgewandelt. Da die Anwendung der AD-Technologie erweitert für die Behandlung von neuen Substraten und Co-Substrat-Gemische 8, auch die Nachfrage nach einer zuverlässigen Testmethode in der Pilot-und Labormaßstab.
Vergärung Systeme verfügen über eine Vielzahl von Konfigurationen, einschließlich der kontinuierlichen Rührkessel (CSTR), Plug-Flow (PF) und anaeroben Sequencing Batch Reactor (ASBR) Konfigurationen 9 Dieser Artikel stellt eine allgemeine Methodik für die Konstruktion, Impfen, Betrieb und Überwachung eines CSAD System zum Zwecke der Prüfung der Eignung eines organischen Substrats für eine langfristige anaeroben Vergärung. Der Bau dieses Artikels umfassen die Errichtung der Laborreaktor System. Die Impfung Abschnitt wird erklärt, wie eine anaerobe Umgebung geeignet für die Aussaat mit einer aktiven methanogenen Impfstoff zu schaffen. Das operative Abschnitt werden die Bedienung, Wartung und Fehlerbehebung. Die Überwachung Abschnitt stellt Ihnen Prüfprotokolle unter Verwendung von Standard-Analysen. Die Verwendung dieser Maßnahmen ist ausreichend für eine zuverlässige Experimenten zur Beurteilung der Eignung für AD Substrats. Dieses Protokoll sollte einen größeren Schutz gegen ein häufiger Fehler in AD-Studien gemacht, die zu dem Schluss, dass Reaktor Versagen durch das Substrat verursacht worden ist, biete ichn Einsatz, wenn es wirklich falsche User-Betrieb 10 war.
Einleitung
Vergärung (AD) ist eine ausgereifte Technologie mit den biologisch vermittelte Umwandlung von komplexen organischen Abfälle in nützliche Substrate Biogas mit Methan als Energieträger. Es gibt viele Vorteile der anaeroben Behandlung, einschließlich der minimalen Energie-und Nährstoffzufuhr und reduzierte Biofeststoffe Produktion im Vergleich zu aeroben Behandlung 10. Darüber hinaus macht die Vielseitigkeit des gemischten mikrobiellen Gemeinschaft innewohnenden zu diesen Systemen eine Vielzahl von organischen Substraten geeignet als Einsatzstoffe 11,12. Tatsächlich ist es aufgrund dieser Vorteile, dass eine wachsende Zahl von Anwendungen für die A....
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Protokoll
1. Digester Construction
- Wählen Sie einen Gärbehälter, die alle Funktionen in Bild enthält. 1 (ein Kegel ist nicht notwendig), und den gewünschten Arbeitsvolumen (in der Regel zwischen 1-10 L). Wenn Ihr Kessel angesaugt wird nicht mit einer beheizten Wasser-Jacke ausgestattet, stellen Sie den Fermenter in einer anderen Umgebung mit kontrollierter Temperatur, wie z. B. einem beheizten Wasserbad oder Inkubationskammer.
- Sichern des Behälters in einer vertikalen Position in einem Bereich mit ausreichender horizontalen Stellfläche für die Platzierung der übrigen Komponenten (Tabelle 2).
- Konstruieren Sie den ....
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Diskussion
Die anaerobe Vergärung System in diesem Artikel vorgestellten bietet eine allgemeine Einführung und einige grundlegende Richtlinien für die Behandlung von den meisten Substraten in einem experimentellen Kontext. Die Vielfalt der Arten Substrat, Fermenter-Konfigurationen, Betriebsparameter und auch die einzigartige Ökologie des gemischten mikrobiellen Gemeinschaft hinter diesen Systemen schließt umreißt harte quantitative Kennzahlen, die universell eingesetzt werden können. Trotz all dieser Variabilität, folgen alle anae.......
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Offenlegungen
Keine Interessenskonflikte erklärt.
Danksagungen
Diese Forschung wird unterstützt durch das USDA durch die National Institutes of Food and Agriculture (NIFA), Grant Number 2007-35504-05381 unterstützt; durch Grant No. 58872 von NYSERDA und NYC-123444 durch die Cornell University Agricultural Experiment Station der föderalen Formel Mitteln aus dem USDA NIFA.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Reactor Ausrüstung | Firma | Katalog-Nummer | Kommentare |
| Beheizte Umwälzkühler | VWR Scientific | VWR 13271-063 | Zur Verwendung mit einem Heizmantel Reaktorsystem |
| Variabler Drehzahl Lab Stirrer | Cleveland Mixer Co. | (Modell 5VB) | Dieser Mischer Modell erleichtert die Montage mit einem Ring-Stand |
| Nass-Precision Gaszähler | Ritter Gaszähler | (Modell TG-01) | Dieses Modell braucht eine Mindestmenge von (0,1 l / h) und kann einen maximalen Durchfluss von 30 l / h verarbeiten |
| Gas-Sprudler | Chemglass | (Modell AF-0513-20) | |
| Gas Entnahmerohr | Chemglass | (Modell CG-1808) | |
| Axiallaufrad | Lightnin ' | R04560-25 Cole-Parmer | Laufradschaufeln mit 7,9375 mm Bohrungsdurchmesser |
| Laufradwelle | Grainger | 2EXC9 Grainger | 1,83 m Stab aus rostfreiem Stahl mit 7,9375 mm AD (muss auf entsprechende Größe zugeschnitten werden) |
| Gusstopfträger Ständer | American Educational Products | (Modell 7-G16) | Für Montage-Mischer |
| Dreipoligen Erweiterung Clamp | Kralle | VWR 21572-803 | Für Montage-Mischer |
| Regelmäßige Klemmhalter | Kralle | VWR 21572-501 | Für Montage-Mischer |
| Schlauchpumpen | Masterflex | WU-07523-80 Cole-Parmer | Für Abwasser Dekantieren |
| L / S Standard Pumpenkopf | Masterflex | EW-07018-21 Cole-Parmer | Für Abwasser dekantierenING-Zubehör, um Schlauchpumpe |
| L / S Präzisions-Pumpenschlauch | Masterflex | EW-06508-18 Cole-Parmer | Für Abwasser Dekantieren - Zubehör zum Schlauchpumpe |
| Analyse Geräte / Reagenzien | Firma | Katalog-Nummer | Kommentare |
| pH-Wert-Analyse | |||
| pH-Meter | Thermo Fisher Scientific - Orion | 1212000 | |
| Total und flüchtigen Feststoffen Analysis (Standard Methods: 2540-B, E) | |||
| Glass Vakuumexsikkator | Kimax | WU-06536-30 Cole-Parmer | |
| Porzellan Abdampfschalen | VWR | VWR 89038-082 | |
| Laborofen | Thermo Fisher Scientific | (Modell 13-246-516GAQ) | |
| Mittlere Kammer Muffelofen | Barnstead / Thermolyne | F6010 Thermo Scientific | |
| Total Volatile Fatty Acid Analysis (Standard Methods: 5560-C) | |||
| Großraum-Variable Speed-Zentrifuge | Sigma | WU-17451-00 Cole-Parmer | |
| Laborheizplatte | Thermo Scientific | (Modell HP53013A) | |
| Großen Kondensator | Kemtech Amerika | (Modell C150190) | |
| Essigsäure-Reagenz [CAS: 64-19-7] | Alfa Aesar | AA33252-AK | |
| Chemischer Sauerstoffbedarf (Standard Methods: 5520-C) | |||
| CSB-Heizblock | HACH | (Modell DRB-200) | |
| Borosilikat-Culture Tubes | Pyrex | (Modell 9825-13) | |
| Kaliumdichromat Reagenz [CAS: 7778-50-9] | Avantor Performance Materials | 3090-01 | |
| Mercury II-Sulfat-Reagenz [CAS: 7783-35-9] | Avantor Performance Materials | 2640-04 | |
| Ferroin-Indikatorlösung [CAS: 14634-91-4] | Ricca Chemical | R3140000-120C | |
| Ammonium-Eisen (II)-Sulfat-Hexahydrat [CAS: 7783-85-9] | Alfa Aesar | 13448-36 | |
| Gas-Zusammensetzung durch Gaschromatographie-Analyse | |||
| Gaschromatograph | SRI Instruments | Modell 8610C | Muss mit einer thermischen Leitfähigkeit (TCD) ausgestattet sein, mit unten genannten Säule und Trägergas bei einer isothermen Temperatur von 105 ° C betrieben |
| Helium-Gas | Airgas | Er HP300 | Um als Trägergas verwendet werden |
| Verpackt-Spalte | Restek | 80484-800 | Um sich für N 2, CH 4 verwendet werden, und CO 2-Abtrennung |
Referenzen
- Dague, R. R., McKinney, R. E., Pfeffer, J. T. Solids retention in anaerobic waste treatment systems. J. Water Pollut. Control Fed. 42, R29-R46 (1970).
- McCarty, P. L., Smith, D. P. Anaerobic wastewater treatment. Environ. Sci. Technol. 20, 1200-1206 (1986).
- Lettinga, G. ....
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Nachdrucke und Genehmigungen
