Jimenez, J., Gonidec, E., Cacho Rivero, J.A., Latrille, E., Vedrenne, F., Steyer, J.P. (2014). Prediction of anaerobic biodegradability and bioaccessibility of municipal sludge by coupling sequential extractions with fluorescence spectroscopy: Towards ADM1 variables characterization. Water Research 50, 359–372. (link)

 

Título

Prediction of anaerobic biodegradability and bioaccessibility of municipal sludge by coupling sequential extractions with fluorescence spectroscopy: Towards ADM1 variables characterization

(Predição da biodegradabilidade anaeróbia e bioacessibilidade de lodo municipal por meio de extrações sequenciais combinadas com espectroscopia de fluorescência: Rumo à caracterização de variáveis ​​ADM1)

 

Resumo

Advanced dynamic anaerobic digestion models, such as ADM1, require both detailed organic matter characterisation and intimate knowledge of the involved metabolic pathways. In the current study, a methodology for municipal sludge characterization is investigated to describe two key parameters: biodegradability and bioaccessibility of organic matter. The methodology is based on coupling sequential chemical extractions with 3D fluorescence spectroscopy. The use of increasingly strong solvents reveals different levels of organic matter accessibility and the spectroscopy measurement leads to a detailed characterisation of the organic matter. The results obtained from testing 52 municipal sludge samples (primary, secondary, digested and thermally treated) showed a successful correlation with sludge biodegradability and bioaccessibility. The two parameters, traditionally obtained through the biochemical methane potential (BMP) lab tests, are now obtain in only 5 days compared to the 30–60 days usually required. Experimental data, obtained from two different laboratory scale reactors, were used to validate the ADM1 model. The proposed approach showed a strong application potential for reactor design and advanced control of anaerobic digestion processes.

 

TRADUÇÃO LIVRE

Modelos avançados de digestão anaeróbica dinâmica , como o ADM1, requerem tanto a caracterização detalhada da matéria orgânica quanto o conhecimento íntimo das vias metabólicas envolvidas. No presente estudo, uma metodologia para caracterização de lodo municipal é investigada para descrever dois parâmetros-chave: biodegradabilidade e bioacessibilidade da matéria orgânica. A metodologia baseia-se no acoplamento de extrações químicas sequenciais com espectroscopia de fluorescência 3D . A utilização de solventes cada vez mais fortes revela diferentes níveis de acessibilidade à matéria orgânica e a medição por espectroscopia permite uma caracterização detalhada da matéria orgânica. Os resultados obtidos a partir do teste de 52 lodo municipalamostras (primárias, secundárias, digeridas e tratadas termicamente) mostraram uma correlação bem-sucedida com a biodegradabilidade e bioacessibilidade do lodo. Os dois parâmetros, tradicionalmente obtidos por meio de testes de laboratório do potencial bioquímico de metano (BMP), agora são obtidos em apenas 5 dias, em comparação com os 30 a 60 dias normalmente necessários. Dados experimentais, obtidos de dois reatores diferentes em escala de laboratório, foram usados ​​para validar o modelo ADM1. A abordagem proposta mostrou um forte potencial de aplicação para projeto de reator e controle avançado de processos de digestão anaeróbia.

 

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