Integrating Anaerobic Digestion With Struvite Production for Enhanced Nutrient Recovery, Pathogen Reduction, and Circularity in Manure Management
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Introduction Anaerobic digestion (AD) is essential for manure management, generating biogas and nutrient‐rich digestate for organic fertilizer. However, improper digestate use can pose environmental risks. Recovering struvite, a magnesium ammonium phosphate (MAP) compound, from digestate provides a sustainable, controlled‐release fertilizer, supporting a circular economy in agriculture. Materials and Methods The study employed a two‐stage (liquid–solid) AD process using poultry, dairy, and swine manures, along with wasted corn silage. Digestates were sampled for physicochemical and biogas quality analyses, with feedstocks categorized into D1 and D2, and a composite (D3) formed for struvite characterization. Microbial populations were enumerated on selective media, and struvite mineral content was analysed via argon plasma emission spectrometry. Results The digesters processing feedstock mixtures D1 and D2 achieved specific methane yields of 1.26 L/g CODs fed and 1.49 L/g CODs fed, with cumulative biogas production of 374 and 369 L, respectively, over four 77‐day cycles. The two‐stage AD process significantly reduced antibiotic‐resistant, Enterobacteriaceae and Enterococcus spp. Total ammoniacal nitrogen (TAN) recovery rates were high at 98%–99%, with a consistent struvite crystal mass of 0.67 g/10 mL, indicating the efficiency of this integrated process. The agronomic value of struvite was determined, indicating its potential utility as a fertilizer, and scanning electron microscopy analysis revealed diverse crystal structures, warranting further investigation into their implications for usage and storage. Conclusion The results suggests that the two‐stage AD process efficiently transforms organic waste into high‐quality biogas, reduces antibiotic‐resistant bacteria, and facilitates nutrient recovery through struvite precipitation. This approach supports co‐digestion of multi‐substrates and promotes circular economy principles, with potassium or sodium phosphate enhancing struvite recovery for sustainable agriculture.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».