Influence of pH and the C/N ratio on the biogas production of wastewater

A. Cerón-Vivas; K. T. Cáceres; A. Rincón; A. Cajigas

doi:10.17533/udea.redin.20190627

Influence of pH and the C/N ratio on the biogas production of wastewater

A. Cerón-Vivas
, K. T. Cáceres
, A. Rincón
, A. Cajigas

Sanitary Engineering and Environmental

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Abstract

Wastewater from institutions are considered with low strength and they may have a low C/N ratio and pH values higher than 7.0 units. In developing countries, anaerobic treatment for low strength wastewater is widely applied. However, COD removals and biogas production can be low due to inhibitions in the process. To improve the effluent quality, aerobic posttreatment has been used. The aim of this study was accessing the influence of pH and C/N ratio on methane yield of institutional wastewater, taking into account the aerobic sludge recirculation towards the anaerobic reactor. A factorial design 3² was used, evaluating different pH values: 6.9±0.1, 7.5±0.05 and 9.0±0.5; and C/N ratio: 4.9±0.2, 8.2±0.18 and 14.2±0.17. Biochemical methane (BMP) tests were performed using as inoculum a sludge with the hydrolytic, acidogenic and specific methanogenic activity of 2.79 gCOD/gVSS-d, 2.80 gCOD/gVSS-d and 0.14 gCOD_CH4/gVSS-d, respectively. Results indicating that with high C/N ratio, the methane yield increased. The maximum BMP was 318 L CH₄/kgVSS with pH 7.5 and C/N ratio of 8.2±0.18; however, with the C/N ratio of 14.2±017 a major COD removal and methane production rate were observed.

Original language	English
Pages (from-to)	88-95
Number of pages	8
Journal	Revista Facultad de Ingenieria
Issue number	92
DOIs	https://doi.org/10.17533/udea.redin.20190627
State	Published - 2019

Bibliographical note

Publisher Copyright:
© 2018 Revista Facultad de Ingenieria.

Keywords

Biotechnology
Nutrients
Organic matter
Sanitation

Types Minciencias

Artículos de investigación con calidad Q3

Access to Document

10.17533/udea.redin.20190627

Cite this

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title = "Influence of pH and the C/N ratio on the biogas production of wastewater",

abstract = "Las aguas residuales de instituciones son consideradas de baja carga y pueden poseer bajas relaciones C/N y valores de pH superiores a 7.0 unidades. En pa{\'i}ses en desarrollo el tratamiento anaerobio de aguas residuales de baja carga se usa ampliamente. Sin embargo, las remociones de DQO y la producci{\'o}n de biog{\'a}s pueden ser bajas debido a inhibiciones en el proceso. Para mejorar la calidad del efluente, el postratamiento aerobio ha sido usado. El objetivo de este estudio fue investigar la influencia del pH y la relaci{\'o}n C/N sobre la producci{\'o}n de metano del agua residual de una instituci{\'o}n educativa, teniendo en cuenta la recirculaci{\'o}n de lodo aerobio hacia el reactor anaerobio. Se utiliz{\'o} un dise{\~n}o factorial 32 , evaluando valores de pH de 6.9±0.1, 7.5±0.05 y 9.0±0.5 y relaciones C/N de 4.9±0.2, 8.2±0.18 y 14.2±0.17. Se realizaron adem{\'a}s pruebas de potencial bioqu{\'i}mico de metano (PBM) utilizando como in{\'o}culo un lodo con actividad hidr{\'o}litica de 2.79 gDQO/gSSV-d, actividad acidog{\'e}nica de 2.80 gDQO/gSSV-d y actividad metanog{\'e}nica de 0.14 gDQOCH4/gSSV. Los resultados indicaron que con el aumento de la relaci{\'o}n C/N, se increment{\'o} la producci{\'o}n de metano. El m{\'a}ximo PBM fue de 318 L CH4/kgSSV con pH inicial de 7.5 y relaci{\'o}n C/N de 8.2±0.18; sin embargo, con la relaci{\'o}n C/N de 14.2±017 se observ{\'o} mayor porcentaje de remoci{\'o}n de DQO y una tasa de producci{\'o}n m{\'a}xima m{\'a}s alta.",

keywords = "Biotechnology, Nutrients, Organic matter, Sanitation, saneamiento, biotecnolog{\'i}a, materia org{\'a}nica, nutrientes",

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TY - JOUR

T1 - Influence of pH and the C/N ratio on the biogas production of wastewater

AU - Cerón-Vivas, A.

AU - Cáceres, K. T.

AU - Rincón, A.

AU - Cajigas, A.

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Las aguas residuales de instituciones son consideradas de baja carga y pueden poseer bajas relaciones C/N y valores de pH superiores a 7.0 unidades. En países en desarrollo el tratamiento anaerobio de aguas residuales de baja carga se usa ampliamente. Sin embargo, las remociones de DQO y la producción de biogás pueden ser bajas debido a inhibiciones en el proceso. Para mejorar la calidad del efluente, el postratamiento aerobio ha sido usado. El objetivo de este estudio fue investigar la influencia del pH y la relación C/N sobre la producción de metano del agua residual de una institución educativa, teniendo en cuenta la recirculación de lodo aerobio hacia el reactor anaerobio. Se utilizó un diseño factorial 32 , evaluando valores de pH de 6.9±0.1, 7.5±0.05 y 9.0±0.5 y relaciones C/N de 4.9±0.2, 8.2±0.18 y 14.2±0.17. Se realizaron además pruebas de potencial bioquímico de metano (PBM) utilizando como inóculo un lodo con actividad hidrólitica de 2.79 gDQO/gSSV-d, actividad acidogénica de 2.80 gDQO/gSSV-d y actividad metanogénica de 0.14 gDQOCH4/gSSV. Los resultados indicaron que con el aumento de la relación C/N, se incrementó la producción de metano. El máximo PBM fue de 318 L CH4/kgSSV con pH inicial de 7.5 y relación C/N de 8.2±0.18; sin embargo, con la relación C/N de 14.2±017 se observó mayor porcentaje de remoción de DQO y una tasa de producción máxima más alta.

AB - Las aguas residuales de instituciones son consideradas de baja carga y pueden poseer bajas relaciones C/N y valores de pH superiores a 7.0 unidades. En países en desarrollo el tratamiento anaerobio de aguas residuales de baja carga se usa ampliamente. Sin embargo, las remociones de DQO y la producción de biogás pueden ser bajas debido a inhibiciones en el proceso. Para mejorar la calidad del efluente, el postratamiento aerobio ha sido usado. El objetivo de este estudio fue investigar la influencia del pH y la relación C/N sobre la producción de metano del agua residual de una institución educativa, teniendo en cuenta la recirculación de lodo aerobio hacia el reactor anaerobio. Se utilizó un diseño factorial 32 , evaluando valores de pH de 6.9±0.1, 7.5±0.05 y 9.0±0.5 y relaciones C/N de 4.9±0.2, 8.2±0.18 y 14.2±0.17. Se realizaron además pruebas de potencial bioquímico de metano (PBM) utilizando como inóculo un lodo con actividad hidrólitica de 2.79 gDQO/gSSV-d, actividad acidogénica de 2.80 gDQO/gSSV-d y actividad metanogénica de 0.14 gDQOCH4/gSSV. Los resultados indicaron que con el aumento de la relación C/N, se incrementó la producción de metano. El máximo PBM fue de 318 L CH4/kgSSV con pH inicial de 7.5 y relación C/N de 8.2±0.18; sin embargo, con la relación C/N de 14.2±017 se observó mayor porcentaje de remoción de DQO y una tasa de producción máxima más alta.

KW - Biotechnology

KW - Nutrients

KW - Organic matter

KW - Sanitation

KW - saneamiento

KW - biotecnología

KW - materia orgánica

KW - nutrientes

UR - https://www.scopus.com/pages/publications/85103140369

U2 - 10.17533/udea.redin.20190627

DO - 10.17533/udea.redin.20190627

M3 - Artículo en revista científica indexada

AN - SCOPUS:85103140369

SN - 0120-6230

SP - 88

EP - 95

JO - Revista Facultad de Ingenieria

JF - Revista Facultad de Ingenieria

IS - 92

ER -

Influence of pH and the C/N ratio on the biogas production of wastewater

Abstract

Bibliographical note

Keywords

Types Minciencias

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