Παραγωγή βιοαερίου από αναερόβια χώνευση προεπεξεργασμένου και μη ελαιοπολτού

Abstract

The scope of this work is to study the anaerobic digestibility of the raw and pretreated olive pulp and to kinetically characterise the biological processes that result to the production of methane. The study started with the complete characterization of the olive pulp and the adaptation of an anaerobic mixed culture to the raw olive pulp. The adapted culture was used as inoculum for the startup of mesophilic and thermophilic laboratory scale CSTR type anaerobic digesters, which were fed with water-diluted (1:4) olive pulp. The steady state characteristics of three digesters at several hydraulic retention times have shown that raw and pretreated olive pulp is an ideal substrate for biological production of methane. The microbial cultures established in them were kinetically characterized by the application of sharp pulses of different substrates on the digesters and by batch experiments performed in serum vials. The IWA anaerobic digestion model ADM1 was used to simulate the reactor’s response. Some key process parameters were estimated and compared with the standard values suggested by the ADM1. In addition these parameters were used to simulate the behavior of 3 digesters at different operational conditions. The study could strongly contribute to the development of a reliable method for the treatment of olive pulp.

Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν να μελετηθεί η δυνατότητα αξιοποίησης μέσω αναερόβιας χώνευσης του μη ελαιοπολτού και να χαρακτηριστούν κινητικά οι βιολογικές διεργασίες, οι οποίες οδηγούν στην παραγωγή μεθανίου. Η μελέτη ξεκίνησε με τον πλήρη χαρακτηρισμό του ελαιοπολτού και με την προσαρμογή αναερόβιας μεικτής καλλιέργειας στον ανεπεξέργαστο ελαιοπολτό. Η προσαρμοσμένη καλλιέργεια χρησιμοποιήθηκε ως μαγιά για την εκκίνηση μεσόφιλων και θερμόφιλων, εργαστηριακής κλίμακας, αντιδραστήρων τύπου CSTR, οι οποίοι τροφοδοτούνται με αραιωμένο με νερό (1:4) ελαιοπολτό. Τα χαρακτηριστικά των μόνιμων καταστάσεων, των 3 αντιδραστήρων σε διάφορους υδραυλικούς χρόνους παραμονής, δείχνουν ότι ο προεπεξεργασμένος και μη ελαιοπολτός αποτελεί ένα ιδανικό υπόστρωμα για την βιολογική παραγωγή μεθανίου. Οι μικροβιακές καλλιέργειες που έχουν αναπτυχθεί στους χωνευτήρες χαρακτηρίστηκαν κινητικά με την εφαρμογή κρουστικών επιβολών διαφόρων υποστρωμάτων πάνω στους αντιδραστήρες και από πειράματα διαλείποντος έργου σε φιαλίδια μικρού όγκου. Το IWA αναερόβιο μοντέλο ADM1 χρησιμοποιήθηκε για να προσομοιώσει την απόκριση και των 3 χωνευτήρων. Κάποιες παράμετροι «κλειδιά» για την διεργασία υπολογίστηκαν και συγκρίθηκαν με τις προτεινόμενες τιμές του ADM1. Ακόμη χρησιμοποιήθηκαν για να προσομοιώσουν την συμπεριφορά των αντιδραστήρων σε άλλες λειτουργικές συνθήκες. Η μελέτη θα μπορούσε να συνεισφέρει στην ανάπτυξη μιας αξιόπιστης μεθόδου για την επεξεργασία του ελαιοπολτού.