Experimental investigation of biogas production using biodegradable municipal waste

Waste is undesirable matter, which is most frequently generated by human activity. It is one of the sources of environmental pollution. In the contemporary world, with growing population, the amounts of generated waste are increasing as well. Unsorted municipal waste, including biodegradable waste, is transported to operated landfills. A negative impact of landfills on the environment is determined by waste as well as gas emissions and polluted sewage. Annual increase in amounts of waste is one of the most urgent problems of today, and therefore effective measures have to be employed to address it. In order to apply anaerobic organic waste treatment technologies and minimise the harmful effect on the environment, waste has to be sorted. The article presents the results of experimental investigations performed with fruit, vegetable and meat waste and its mixtures. The concentrations of methane, hydrogen sulphide and oxygen under mesophilic operation of a bioreactor were observed during the experiments. As determined experimentally, meat waste is mostly suitable for the production of biogas while mixtures of other biodegradable municipal wastes with meat also produce good results. Anaerobic digestion of meat waste produces the maximum amount of biogas, which averages to 0.8 m3/m3d. In this case, the methane content amounts to about 30%. Volume of biogas generated from digestion of meat and fruit mixture of waste was approximately 0.68 m3/m3d. Methane content in the mixture amounts to 25%. Meat and vegetable waste mixture has an average amount of biogas amounting to 0.54 m3/m3d, with 25% of methane content. Article in English. Biodujų gamybos eksperimentiniai tyrimai naudojant biologiškai skaidžias komunalines atliekas Santrauka. Atliekos – nepageidaujamos medžiagos, kurios dažniausiai susidaro dėl žmogaus veiklos. Jos yra vienos iš aplinkos teršimo šaltinių. Šiuolaikiniame pasaulyje didėjant žmoniu skaičiui, dideja ir susidarančių atliekų kiekiai. Nerūšiuotos komunalinės atliekos, tarp jų ir biologiškai skaidžios, patenka į eksploatuojamus sąvartynus. Sąvartyno neigiamą poveikį aplinkai lemia ne tik pačios atliekos, bet ir iš jų sklindančios dujos, užterštos nuotekos. Kasmet didėjantys atliekų kiekiai yra viena iš svarbiausių šių dienų problemų, todėl reikia imtis efektyvių priemonių šiai problemai spręsti. Norint pritaikyti anaerobinio organinių atliekų apdorojimo technologijas ir kuo labiau sumažinti kenksmingą poveikį aplinkai, atliekas būtina rūšiuoti. Straipsnyje pateikiami eksperimentinių tyrimų su vaisių, daržovių bei mėsos atliekomis ir jų mišiniais rezultatai. Eksperimentų metu stebėtos metano, sieros vandenilio ir deguonies koncentracijos bioreaktoriui veikiant mezofiliniu režimu. Tyrimų metu nustatyta, kad geriausiai biodujų gamybai tinka mėsos atliekos. Šias atliekas anaerobiškai perdirbant gaunamas didžiausias biodujų kiekis. Vidutiniškai 0,8 m3/m3d, o metano kiekis siekia apie 30%. Taip pat kitas biologiškai skaidžias komunalines atliekas maišant su mesos atliekomis gaunami geresni rezultatai. Skaidant mesos ir vaisių atliekų mišinį biodujų kiekis siekė vidutiniškai 0,68 m3/m3d, metano kiekis 25%, skaidant mėsos ir daržovių atliekų mišinį biodujų kiekis buvo vidutiniškai 0,54 m3/m3d, metano – 25%. Reikšminiai žodžiai: biologiškai skaidžios komunalinės atliekos, biodujos, metanas, anaerobinis perdirbimas. Экспериментальные исследования по производству биогаза с использовaнием биоразлагаемых муниципальных отходов Резюме. Отходы – нежелательные материалы, являющиеся в основном результатом деятельности человека. Это один из источников загрязнения окружающей среды. В современном мире с увеличением числа людей увеличивается и количество отходов. Неотсортированные муниципальные отходы, в том числе и биоразлагаемые, попадают на эксплуатируемые свалки. Негативное воздействие на окружающую среду оказывают не только сами отходы, но и выделяющиеся из них газы, загрязненные сточные воды. Ежегодное увеличение количества отходов является одной из основных проблем в наше время, требующих принятия эффективных мер для их решения. Для того, чтобы применить анаэробную технологию для обработки органических отходов и свести к минимуму неблагоприятное воздействие на окружающую среду, отходы необходимо сортировать. В работе представлены экспериментальные исследования, касающиеся отходов фруктов, овощей и мяса, а также их смесей, и их результаты. Во время эксперимента наблюдались концентрации метана, сероводорода и кислорода в мезофильном режиме работы биореактора. Исследования показали, что наиболее приемлемыми для производства биогаза являются мясные отходы. Благодаря анаэробной переработке мясных отходов можно получить максимальное количество биогаза (в среднем 0,8 м3/м3д) и около 30 % метана. Хорошие результаты были получены также при переработке смесей из других биоразлагаемых муниципальных отходов и мясных отходов. От переработки смеси из мясных и фруктовых отходов получено среднее количество биогаза (0.68 м3/м3д) с содержанием 25 % метана, а от переработки смеси из мясных и овощных отходов – в среднем 0.54 м3/м3д биогаза с содержанием 25 % метана. Ключевые слова: биоразлагаемые муниципальные отходы, биогаз, метан, анаэробная переработка

Effectiveness research on a wavy lamellar plate-type biofilter with a capillary system for the humidification of the packing material applying introinduced microorganisms

To conduct research, a new generation plate-type air treatment biofilter for removing gaseous pollutants from air has been applied under laboratory conditions. A distinguishing feature of the packing material of the biofilter includes wavy lamellar polymer plates placed to each other and producing a capillary effect of humidification. While having such an arrangement, wavy lamellar plates also have rather wide spacing (6 mm), and therefore the employment of the structure of the plate-type packing material decreases the aerodynamic resistance of the device. A wavy porous plate is made of a polymer plate that ensures stiffness. Both sides of the wavy lamellar polymer plate have attached steam exploded birch fiber pellets under which, to increase plate capillarity, not-woven caulking material is put. This technological decision allows effectively enhancing the durability of the biopacking material. The work presents the results of research on the efficiency of the biodestruction process of acetone, xylene and ammonia. With reference to the conducted investigation, the high efficiency of air treatment and microbiological activity has been established. When pollutant gases (acetone, xylene and ammonia), under a velocity of 0.08 m s–1, passed through the biopacking material, microbiological activity in the material reached on average 1×108 cfu/cm2, and air treatment efficiency made 90.7%

The results of experimental investigation recycling meat and plant waste in the periodic operation bioreactor

Waste is unwanted materials that are mainly the result of human activities and one of the sources of environmental pollution. An increase in the world’s population causes a growth in the amounts of waste in the modern world. Every year, the increasing quantities of waste are the major problems these days; therefore, calls for taking effective measures to tackle this problem could be effective tools. The article presents the results of experimental studies on using meat waste and their mixes with herbal waste. The conducted experiments observed the concentrations of methane, hydrogen sulphide and oxygen under periodic mesophilic conditions in the bioreactor. Research has shown that the use of herbal supplements with meat waste produces better results than using only meat waste. The digestion of meat wastes points to an average amount of biogas which is 0.5 m3/m3d, that of meat and herbal waste mixture (19:1) – 0.51 m3/m3d, meat and herbal waste mixture (9:1) – 0.56 m3/m3d. The content of biogas methane was 0.074 m3/m3d, 0.083 m3/m3d, 0.101 m3/m3d respectively. Article in Lithuanian. Eksperimentinių tyrimų rezultatai perdirbant mėsos ir augalinės kilmės atliekas periodinio veikimo bioreaktoriuje Santrauka. Atliekos – nepageidaujamos medžiagos, kurios dažniausiai susidaro dėl žmogaus veiklos. Jos yra vienos iš aplinkos teršimo šaltinių. Šiuolaikiniame pasaulyje, didėjant žmonių skaičiui, daugiau susidaro ir atliekų. Kasmet didėjantys atliekų kiekiai yra viena iš svarbiausių šių dienų problemų, todėl jai spręsti reikia imtis efektyvių priemonių. Straipsnyje pateikiami eksperimentinių tyrimų su mėsos atliekomis ir jos mišiniais su žolinėmis atliekomis rezultatai. Eksperimentų metu stebėtos metano, sieros vandenilio ir deguonies koncentracijos, kai periodinio veikimo bioreaktorius veikė mezofiliniu režimu. Tyrimų metu nustatyta, kad naudojant žolines atliekas kaip papildą su mėsos atliekomis gaunami geresni rezultatai, nei vien tik perdirbant mėsos atliekas. Skaidant mėsos atliekas vidutinis biodujų kiekis siekė 0,5 m3/m3d, mėsos atliekų ir žolinių atliekų mišinį (19:1) – 0,51 m3/m3d, mėsos atliekų ir žolinių atliekų mišinį (9:1) – 0,56 m3/m3d. Metano kiekis biodujose siekė atitinkamai 0,074 m3/m3d, 0,083 m3/m3d, 0,101 m3/m3d. Raktiniai žodžiai: biologiškai skaidžios komunalinės atliekos, biodujos, metanas, anaerobinis perdirbimas

Biogas production by anaerobic treatment of waste mixture consisting of cattle manure and vegetable remains

Waste is unwanted materials which are mainly produced by human activity. Biodegradable waste is one of the sources of environmental pollution. Currently, with the growth in population the amounts of produced waste are increasing. One of the most urgent problems encountered today is that the amounts of waste increase every year and therefore effective measures are to be taken to address it. The article presents the results of experimental tests carried out on cow manure and its mixtures with grassy waste. During the experiment the amount of biogas and methane, concentrations of hydrogen sulphide and oxygen were determined in a batch bioreactor under the mesophilic mode. Experimental tests have shown that cow manure supplemented with grassy waste yielded higher amount of biogas and methane concentrations compared to the processing of cow manure alone. Decomposition of pure cow manure yielded 0.33 m3/m3d of biogas. Anaerobic digestion of cow manure mixed with grassy waste mixture at the ratio of 98%: to 2% generated 0.50 m3/m3d of biogas; cow manure mixed with grassy waste mixture at a ratio of 95%:%:5%) generated 0.56 m3/m3d of biogas and cow manure mixed with grassy waste mixture at a ratio 90%:%:10%) generated 0.67 m3/m3d of biogas. The content of methane in biogas reached 23.1%, 26.1%, 26.4% and 29.6%, respectively