Enhancing low-temperature anaerobic digestion of nitrogen-rich feedstocks: Mitigating free ammonia and short-chain fatty acid inhibitions
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Notice bibliographique
Résumé
High ammonia levels (>5 g N/L) have been a critical barrier in the anaerobic digestion (AD) process, with limited studies achieving long-term stability—until now. This research investigates strategies to counteract inhibition from free ammonia nitrogen (FAN) and short-chain fatty acids (SCFAs) in low-temperature AD (LT-AD) of nitrogen-rich feedstocks. LT-sequencing batch reactors (LT-SBRs) were tested under total ammonia nitrogen (TAN) concentrations up to 12.5 ± 1.56 g N/L at 24.5 ± 0.5 °C and 20 ± 0.5 °C. Results demonstrated that LT-SBR systems maintained stability, with VFA/alkalinity ratio below 1 and the propionic/acetic acid ratio ≤ 1.4. FAN/TAN conversion ratio decreased from 2.61 % at 24.5 °C to 1.17 % at 20 °C, ensuring minimal inhibition. Despite high TAN, methane production was resilient, with specific methane yields of 0.44 L CH 4 /gCOD at 24.5 °C and 0.22 L CH 4 /gCOD at 20 °C. These findings demonstrate that LT-AD can handle high‑nitrogen feedstocks, achieving robust methane yields and stable performance. • The low-temperature process showed resilience, managing high‑nitrogen feedstocks. • At 20 °C and 12.5 g total ammonia nitrogen/L, methane yield was 0.20 LCH 4 /gCOD. • Free to total ammonia ratio dropped from 2.61 % to 1.17 %, minimizing inhibition. • Volatile fatty acid removal exceeded 90 % (24.5 °C) and 82 % (20 °C) with high ammonia. • Volatile fatty acid/alkalinity and propionic/acetic ratios ≤1 and ≤ 1.4 ensured stability.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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