Test BMPFanghi di depurazione e industriali
Pulp and paper mill biosludge — BMP: 25 studi, media ponderata 100 m³ CH₄/t SV
Pulp and paper mill biosludge: 25 record di dati BMP tratti da 4 pubblicazioni, media ponderata 100 m³ CH₄/t SV, intervallo 67–209.
valutazione: negativaCH₄ ≈ 52 % (stima)
Foto Aleš Makovec / Wikimedia Commons, licenza CC BY-SA 3.0, file di origine; modifiche: ritaglio
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- Media ponderata
- 100m³ CH₄/t SV
- Intervallo
- 67–209m³ CH₄/t SV
- Record
- 25studi
- Pubblicazioni
- 4fonti
- Temperature
- 20 °C, 35 °C, 37 °C, 38 °Cdel test
Metano nel biogas
Contenuto medio di metano · ≈ 5,2 kWh/m³ di biogas
stima in base al tipo di substrato Gli studi raccolti non contengono misurazioni. L’intervallo deriva dalla composizione approssimativa (prevalenza di carboidrati (senza caratteristiche proteiche o lipidiche)) e dalle rese dei gruppi di composti secondo la FNR.
Valutazione per gli impianti di biogas
negativa — valutazione redazionale per gli impianti di biogasPuò compromettere la stabilità del processo: non conviene accettarlo nemmeno con un compenso elevato
Potenziale per tonnellata di sostanza fresca: molto basso (1 m³ CH₄/t); rischio di processo: inibitori, zolfo. Costi di gestione: fibre, strato galleggiante, degradazione lenta. Basso potenziale combinato con rischio di processo e costi di gestione.
Perché? Fattori della valutazione
Potenziale per tonnellata −1
- −1potenziale 1 m³ CH₄/t di sostanza fresca (BMP 100 × SS 2,2 % × SV 68 %)
Stabilità del processo −1,25
- −1inibitori: naturali o residui (ad es. limonene, polifenoli, antibiotici, metalli)
- −0,25zolfo: H₂S nel biogas (tossicità per i batteri, corrosione, desolforazione)
Gestione e costi −1
- −0,5fibre, strato galleggiante — triturazione e miscelazione intensa
- −0,5degradazione lenta — lungo tempo di ritenzione
Punteggio totale: −3,25 · soglie: ≥ 2,5 molto buona, ≥ 1 buona, sotto — neutra; negativa in caso di rischio di processo cumulativo.
Basso potenziale combinato con rischio di processo e costi di gestione.
Aggiungi al calcolatore di codigestione Dati CSV
Curve BMP da 25 studi
Media ponderata Singoli record
Le linee tratteggiate sono una curva del modello (cinetica del primo ordine, B(t) = B₀·(1 − e−kt)); il punto finale proviene dalla pubblicazione. Tutte le curve sono curve del modello.
Produzione cumulata di metano nel corso del test [m³ CH₄/t SV]. La linea spessa è la media ponderata di tutti i record (100); i punti indicano i valori finali riportati nelle pubblicazioni. Posizionare il puntatore sul grafico per leggere i valori; fare clic su una voce della legenda per nascondere o mostrare un record.
Mostra i restanti record nella legenda (13)
Record e fonti
Scarica il CSV| Fonte | BMP m³ CH₄/t SV | Temperatura | Campione | Curva |
|---|---|---|---|---|
| Karlsson et al. (2011) · 1 DOI | 89 | 37 °C · mesofilo | Mill 6 mech | punto finale (curva del modello) |
| Karlsson et al. (2011) · 2 DOI | 97 | 37 °C · mesofilo | Mill 4 CTMP/Kraft | punto finale (curva del modello) |
| Karlsson et al. (2011) · 3 DOI | 138 | 37 °C · mesofilo | Mill 1 mech | punto finale (curva del modello) |
| Karlsson et al. (2011) · 4 DOI | 145 | 37 °C · mesofilo | Mill 3 Kraft | punto finale (curva del modello) |
| Karlsson et al. (2011) · 5 DOI | 155 | 37 °C · mesofilo | Mill 5 | punto finale (curva del modello) |
| Karlsson et al. (2011) · 6 DOI | 158 | 37 °C · mesofilo | Mill 5 | punto finale (curva del modello) |
| Karlsson et al. (2011) · 7 DOI | 159 | 37 °C · mesofilo | Mill 2 sulphite | punto finale (curva del modello) |
| Karlsson et al. (2011) · 8 DOI | 162 | 37 °C · mesofilo | Mill 5 | punto finale (curva del modello) |
| Karlsson et al. (2011) · 9 DOI | 167 | 37 °C · mesofilo | Mill 5 Kraft/CTMP | punto finale (curva del modello) |
| Karlsson et al. (2011) · 10 DOI | 173 | 37 °C · mesofilo | Mill 3 | punto finale (curva del modello) |
| Karlsson et al. (2011) · 11 DOI | 175 | 37 °C · mesofilo | Mill 3 | punto finale (curva del modello) |
| Karlsson et al. (2011) · 12 DOI | 176 | 37 °C · mesofilo | Mill 2 sulphite | punto finale (curva del modello) |
| Karlsson et al. (2011) · 13 DOI | 182 | 37 °C · mesofilo | Mill 3 | punto finale (curva del modello) |
| Karlsson et al. (2011) · 14 DOI | 188 | 37 °C · mesofilo | Mill 3 | punto finale (curva del modello) |
| Karlsson et al. (2011) · 15 DOI | 197 | 37 °C · mesofilo | Mill 6 mech | punto finale (curva del modello) |
| Karlsson et al. (2011) · 16 DOI | 199 | 37 °C · mesofilo | Mill 5 | punto finale (curva del modello) |
| Karlsson et al. (2011) · 17 DOI | 209 | 37 °C · mesofilo | Mill 5 | punto finale (curva del modello) |
| Kinnunen et al. (2015) · 1 DOI | 89 | 35 °C · mesofilo | paper biosludge | punto finale (curva del modello) |
| Kinnunen et al. (2015) · 2 DOI | 92 | 35 °C · mesofilo | paper biosludge | punto finale (curva del modello) |
| Kinnunen et al. (2015) · 3 DOI | 93 | 35 °C · mesofilo | paper biosludge | punto finale (curva del modello) |
| Kinnunen et al. (2015) · 4 DOI | 94 | 35 °C · mesofilo | paper biosludge | punto finale (curva del modello) |
| Kinnunen et al. (2015) · 5 DOI | 102 | 35 °C · mesofilo | paper biosludge | punto finale (curva del modello) |
| Kolbl et al. (2014) DOI | 74 | 38 °C · mesofilo | dehidrated Paper mill sludge | punto finale (curva del modello) |
| Meyer i Edwards (2014) · 1 DOI | 67 | 20 °C · psicrofilo | — | punto finale (curva del modello) |
| Meyer i Edwards (2014) · 2 DOI | 68 | 20 °C · psicrofilo | — | punto finale (curva del modello) |
| Media ponderata | 100 | media aritmetica 138, SD 46 | ||
Composizione tipica
- Sostanza secca (SS)
- 2,2% (intervallo 0,6–19,7)
- Solidi volatili (SV)
- 68 % SS (intervallo 65–78,4)
Mediana e intervallo delle determinazioni riportate nelle pubblicazioni alla base dei record BMP di questo substrato (lette da: MY-D); sostanza secca: 14 determinazioni, solidi volatili: 3 determinazioni.
Fonti: Karlsson et al. (2011); Kinnunen et al. (2015); Kolbl et al. (2014).
La composizione della materia prima varia da un lotto all’altro: per i calcoli dell’impianto utilizzare l’analisi di un campione proprio. Il calcolatore inserisce automaticamente valori tipici.
Proprietà di processo
Codigestione — con che cosa abbinarlo, a che cosa prestare attenzione
- si abbina bene
substrati: alta alcalinità (tampone) — ad es. Cattle manure, Pig slurry, Cattle slurry, Duck slurry, Rumen and digestive tract content
Dosaggio
Introdurlo gradualmente, iniziando con una dose ridotta e monitorando il processo (ad es. FOS/TAC, pH, composizione del gas).
Fonti dei dati di processo
- Hagos et al. (2017). Anaerobic co-digestion process for biogas production: progress, challenges and perspectives. Renew. Sustain. Energy Rev.
- Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
- Bayr et al. (2012). Thermophilic anaerobic digestion of pulp and paper mill primary sludge and co-digestion of primary and secondary sludge. Water Res.
- Chen, Cheng, Creamer (2008). Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresour. Technol.
Il calcolatore di codigestione valuterà una specifica miscela contenente questo substrato.
Che cosa mostra la raccolta
La raccolta comprende 25 record del potenziale metanigeno (BMP) per il substrato “Pulp and paper mill biosludge” tratti da 4 pubblicazioni relativi al periodo 2011–2015. I risultati vanno da 67 a 209 m³ CH₄/t SV e la media ponderata è 100 m³ CH₄/t SV (media aritmetica 138, deviazione standard 46).
I test sono stati condotti a 20, 35, 37, 38 °C (regime: mesofilo, psicrofilo). Le differenze di temperatura, inoculo, durata del test e preparazione del campione sono cause tipiche della dispersione dei risultati tra i laboratori.
Per 25 record la pubblicazione riporta solo il valore finale. La linea nel grafico è allora una curva del modello (cinetica del primo ordine) e serve solo a confrontare le forme: dalla pubblicazione proviene soltanto il punto finale.
Come utilizzare questi dati
Il BMP descrive il potenziale ottenuto in un test in batch in condizioni di laboratorio. In un impianto a scala reale la resa dipende inoltre dal tempo di ritenzione, dal carico del digestore, dalla miscelazione e dalla composizione dell’alimentazione. Per i calcoli preliminari conviene utilizzare la media ponderata, mentre per la valutazione del rischio l’intero intervallo dei risultati. Nella pianificazione di una specifica alimentazione conviene commissionare un proprio test BMP su un campione rappresentativo.
La metodologia in breve
Il BMP è la quantità di metano ottenuta dai solidi volatili (SV) in un test in batch, espressa in m³ CH₄ per tonnellata di SV (numericamente uguale a NmL CH₄/g SV nelle pubblicazioni) e convertita in condizioni normali (0 °C, 101,325 kPa). La media ponderata attribuisce a ogni pubblicazione un peso complessivo pari a 1, ripartito in parti uguali tra i suoi risultati per il substrato: un articolo che testa venti varietà non pesa più di un articolo con un solo campione. Nei programmi interlaboratorio l’unità è il laboratorio (peso complessivo 1) e, al suo interno, il peso di una prova cresce con il numero di bottiglie (repliche). I risultati dopo pretrattamento (ad es. termico, chimico, enzimatico) sono presentati separatamente e non rientrano nella media.
Le linee continue sono curve misurate nei test. Quando una pubblicazione riporta solo il risultato finale, tracciamo un modello cinetico del primo ordine, B(t) = B₀·(1 − e−kt): dalla pubblicazione proviene soltanto il punto finale e la forma della curva serve unicamente come visualizzazione: da essa non si deve ricavare la produzione di un determinato giorno. Per questo substrato si è assunto k = 0,091 d−1 (nessun dato cinetico per il gruppo – è stata utilizzata la mediana di tutte le costanti di velocità k disponibili (93 valori)).
Le statistiche descrivono la dispersione dei risultati pubblicati: una raccolta descrittiva, non una meta-analisi né una garanzia della resa dell’impianto.
Risultati dopo pretrattamento (4) — esclusi dalla media
| Fonte | BMP m³ CH₄/t SV | Pretrattamento | Campione |
|---|---|---|---|
| Karlsson et al. (2011) | 240 | enzymatic | Mill 5 |
| Karlsson et al. (2011) | 239 | physical-enzymatic | Mill 5 |
| Meyer i Edwards (2014) | 97 | unspecified | paper sludge |
| Meyer i Edwards (2014) | 66 | enzymatic | paper sludge |
Bibliografia
- Karlsson, A.; Truong, X.; Gustavsson, J.; Svensson, B.H.; Nilsson, F.; Ejlertsson, J. (2011). Anaerobic treatment of activated sludge from Swedish pulp and paper mills – biogas production potential and limitations. Environmental Technology 32(14), 1559–1571. DOI: 10.1080/09593330.2010.543932 DOI
- Kinnunen, V.; Ylä-Outinen, A.; Rintala, J. (2015). Mesophilic anaerobic digestion of pulp and paper industry biosludge–long-term reactor performance and effects of thermal pretreatment. Water Research 87, 105–111. DOI: 10.1016/j.watres.2015.08.053 DOI
- Kolbl, S.; Paloczi, A.; Panjan, J.; Stres, B. (2014). Addressing case specific biogas plant tasks: Industry oriented methane yields derived from 5L Automatic Methane Potential Test Systems in batch or semi-continuous tests using realistic inocula, substrate particle sizes and organic loading. Bioresource Technology 153, 180–188. DOI: 10.1016/j.biortech.2013.12.010 DOI
- Meyer, T.; Edwards, E.A. (2014). Anaerobic digestion of pulp and paper mill wastewater and sludge. Water Research 65, 321–349. DOI: 10.1016/j.watres.2014.07.022 DOI
Tutte le fonti del sito: bibliografia.
Altri substrati del gruppo “Fanghi di depurazione e industriali”
Pulp residues from paper industry — BMP: 2 studi, media ponderata 346 m³ CH₄/t SV
346 m³ CH₄/t SV media ponderata da 2 studi
≈52 %
Waste activated sludge (secondary sludge) — BMP: 12 studi, media ponderata 151 m³ CH₄/t SV
151 m³ CH₄/t SV media ponderata da 12 studi
negativa — valutazione redazionale per gli impianti di biogas≈58 %
Primary sludge — BMP: 13 studi, media ponderata 340 m³ CH₄/t SV
340 m³ CH₄/t SV media ponderata da 13 studi
≈63 %
Dairy wastewater biological sludge — BMP: 2 studi, media ponderata 293 m³ CH₄/t SV
293 m³ CH₄/t SV media ponderata da 2 studi
negativa — valutazione redazionale per gli impianti di biogas≈66 %