Synergetic Hydrogen and Methane Productions from Anaerobic Digestion of Selected Rural-Farming Plant and Animal-Based Biomass Wastes

L'implementazione dell'economia circolare e della transizione verso l'energia verde per il trattamento dei rifiuti agricoli in bioenergia presenta sfide maggiori nelle aree montane e rurali. L'integrazione di scarti vegetali rurali (residui di pianta di pomodoro, TR; e bucce di baccello di cacao, CPH) e rifiuti di biomassa di origine animale (letame di cervo, M) con un impianto di digestione anaerobica (AD) come substrato ha il potenziale di produrre bioidrogeno e biometano come fonte di bioenergia nelle aree agricole rurali. Questo studio si propone di indagare il potenziale di questi materiali, inclusi la digestione mono- e co-digestione di M e TR in un impianto AD a singolo stadio. La co-digestione di M e TR ha migliorato significativamente la produzione di biogas e metano, con un aumento del 27,5–173,2% rispetto alla digestione mono. Il rapporto tra M e TR influenza il carico di solidi totali (TS) nel processo iniziale di AD. È stato osservato che un TS superiore al 3% è più favorevole per la produzione di metano. Questo metodo di co-digestione evita l'accumulo di acidi grassi volatili (VFA) nella miscela, prevenendo l'inibizione della produzione di metano. In questo studio è stato esplorato anche l'effetto della concentrazione iniziale del substrato e dell'inoculo nella digestione anaerobica a due stadi utilizzando polvere di CPH secco. Il pretrattamento termochimico acido del CPH ha dimostrato di migliorare significativamente la produzione di bioidrogeno. La produzione ottimale di bioidrogeno e metano utilizzando CPH nella digestione anaerobica a due stadi è stata ottenuta con una concentrazione di substrato di 12 g di Solido Volatile aggiunto/L e una concentrazione di inoculo del 10% v/v (volume/volume). Secondo questo studio, tutti i residui generati dal settore agricolo hanno il potenziale di essere utilizzati con un valore aggiunto maggiore all'interno dell'industria agricola per supportare la transizione verso l'energia verde nelle aree agricole rurali