A bioaugmentation approach was used to enhance the performance of anaerobic digestion (AD) using cow manure (CM) as the substrate in a continuous system. To obtain the desirable microbial culture for bioaugmentation, a biochemical methane potential test (BMP) was used to evaluate three commonly used inocula namely (1) municipal solid waste (MSW), (2) wastewater treatment plant (WWTP), and (3) cow manure digester (CMMD) for their hydrolytic capacity. The highest lignocellulose removal (56% for cellulose and 50% for hemicellulose) and the most profusion of cellulolytic bacteria were obtained when CM was inoculated with CMMD. CMMD was thus used as the seed inoculum in a continuously operated reactor (Ra) with the fiber fraction of CM as the substrate to further enrich cellulolytic microbes. After 100 days (HRT: 30 days), the Bacteria fraction mainly contained Ruminofilibacter, norank_o_SBR1031, Treponema, Acetivibrio. Surprisingly, the Archaea fraction contained 97% ‘cellulolytic archaea’ norank_c_Bathyarchaeia (Phylum Bathyarchaeota). This enriched consortium was used in the bioaugmentation experiment. A positive effect of bioaugmentation was verified, with a substantial daily methane yield (DMY) enhancement (24.3%) obtained in the bioaugmented reactor (Rb) (179 mL CH4/gVS/d) than that of the control reactor (Rc) (144 mL CH4/gVS/d) (P < 0.05). Meanwhile, the effluent of Rb enjoyed an improved cellulose reduction (14.7%) than that of Rc, whereas the amount of hemicellulose remained similar in both reactors' effluent. When bioaugmentation stopped, its influence on the hydrolysis and methanogenesis sustained, reflected by an improved DMY (160 mL CH4/gVS/d) and lower cellulose content (53 mg/g TS) in Rb than those in Rc (DMY 144 mL/CH4/gVS/d and cellulose content 63 mg/g TS, respectively). The increased DMY of the continuous reactor seeded with a specifically enriched consortium able to degrade the fiber fraction in CM shows the feasibility of applying bioaugmentation in AD of CM.
LINK
Several 2-nitroalkyl polysaccharide ethers (from pullulan (1), guar (2), agarose (3), inulin (4), cellulose (5), Na-α-polyglucuronate (6) and hydroxyethyl cellulose (7)) were synthesized by reaction with 2-nitro-1-alkenes (2-nitro-1-propene and 2-nitro-1-butene) formed in situ from 2-nitroalkyl acetates. Moderate to high efficiencies are obtained in concentrated aqueous solution/suspension for addition to 1-4 and 7. Analysis of this new class of polysaccharide derivatives with the aid of labeled 2-nitropropyl-2-13C pullulan revealed that the nitrogroup is a mixture of the nitroalkane and nitronic acid tautomers. Grafting of nitroalkenes is observed and, to a lesser extent, additional reactions of the nitro group (formation of carbonyl, oxime and allyl groups) take place. Reduction of 2-nitroalkyl polysaccharide ethers with Na2S2O4or Na2S2O4/NaBH4leads to complex polysaccharide ethers. The products obtained are most likely mixtures of starting material, nitroso compounds, hydroxylamines, hydroxypropyl ethers and sulfamates.
LINK
Artikel in Agro & Chemie over de productie van exogene ketonen in het projecten Circulaire Biopolymeren Waardeketens voor PHA en Cellulose.
DOCUMENT
Biopolymeren vormen een potentieel interessant alternatief voor conventioneel op olie gebaseerde polymeren, omdat zij geen fossiele grondstoffen gebruiken voor de productie. Daarentegen is het productie procedé afhankelijk van energie en toevoegmiddelen die weer bijdragen aan het verbruik van energie en de emissie van onder andere broeikasgassen en zijn degrondstoffen van belang, zoals het gebruik van reststromen uit de afvalverwerking of andere biomaterialen. Binnen het project Circulaire Biopolymeren Waardeketens zijn meerdere productiemethoden bestudeerd om polyhydroxyalkanoaten (PHAs) te maken uit organische reststromen: GFT en afvalwaterslib, een bijproduct uit de afvalwaterzuivering. Productie enextractie van PHAs kan middels diverse routes. In het project zijn meerdere extractieroutes bestudeerd betreffende hun mogelijkheden. Als onderdeel van het project is een levenscyclusanalyse (LCA) gedaan om de milieu-impact van de productie van de biopolymeren in kaart te brengen. Deze is hier beschreven. De milieu-impact van PHA productie via twee extractieroutes werd vergeleken met conventionele polymeren zoals polyethyleen (PE) en polyethyleentereftalaat (PET). De extractieroutes waren: NaOCl, water-based en Chloroform, solvent-based extractie. De milieu-impact werd berekend op basis van de productie van 1 kgpolymeer. Het systeem includeerde de veranderingen in het conventionele management van GFT en afvalwaterslib, o.a. substitutie van energie doordat de reststromen nu gebruikt werden voor PHA productie en niet voor energieproductie. Op basis van een modelstudie van de UniversiteitGroningen is een massabalans opgemaakt en zijn gegevens gebruikt voor energieverbruik te bepalen en de hoeveelheid toevoegmiddelen die nodig waren tijdens de extractie. Op basis van literatuur zijn aannames gedaan zoals calorische waarden voor verbranding en het energieverbruik voor ontwateren, drogen en vergisting. De Ecoinvent database werd gebruikt voor achtergrond gegevens ten behoeve van de energieproductie en achtergrondprocessen. De volgende milieu-impacts werden berekend: broeikasgassen, verzuring, eutrofiëring, landgebruik, fijnstofemissie en fossiel energieverbruik. Een gevoeligheidsanalyse gaf inzicht in de verandering van parameters op het eindresultaat. De resultaten lieten zien dat watergebaseerde extractie leidde tot emissie van 5,95 kg CO2-eq per kg PHA en chloroformextractie tot 47 kg CO2-eq per kg PHA. Verschillen zaten met name in het energieverbruik tijdens het proces en de productie van de toevoegmiddelen. Verzuring was lager voor chloroformextractie met -0,015 kg SO2-eq ten opzichte van watergebaseerde extractie, namelijk 0,013 kg SO2-eq per kg PHA. Energieverbruik was 90,7 MJ voor watergebaseerde extractie en 772 MJ per kg PHA voor chloroformextractie. Landgebruik was lager voor chloroformextractie met -4,7 m2 per kg PHA en 0,43 m2 per kg PHA voor watergebaseerde extractie. Eveneens was fijnstofemissie lager voor chlorformextractie en marine eutrofiëring lager for watergebaseerde extractie. Chloroformextractie had hogere impact in broeikasgassen, energieverbruik en eutrofiëring vergeleken met PET en PE. Watergebaseerde extractie had hogere impact in broeikasgassen, energieverbruik, fijnstofemissie en eutrofiëring, maar werd vergelijkbaar of lager ten opzichte van conventionele polymeren wanneer een lager energieverbruik werd aangenomen. Onderzoek naar het exacte energieverbruik is daarom nodig. Geconcludeerd werd dat verdere verlaging van de milieu-impact kan worden bereikt door het verminderen van het gebruik van toevoegmiddelen en het gebruiken van groene energie zoals wind en zon. Voor vervolgonderzoek is het van belang om data te verifiëren en eventueel andere extractieroutes te onderzoeken
DOCUMENT
Biopolymeren vormen een potentieel interessant alternatief voor conventioneel op olie gebaseerde polymeren, omdat zij geen fossiele grondstoffen gebruiken voor de productie. Daarentegen is het productie procedé afhankelijk van energie en toevoegmiddelen die weer bijdragen aan het verbruik van energie en de emissie van onder andere broeikasgassen en zijn de grondstoffen van belang, zoals het gebruik van reststromen uit de afvalverwerking of andere biomaterialen. Binnen het project Circulaire Biopolymeren Waardeketens zijn meerdere productiemethoden bestudeerd om polyhydroxyalkanoaten (PHAs) te maken uit organische reststromen: GFT en afvalwaterslib, een bijproduct uit de afvalwaterzuivering. Productie en extractie van PHAs kan middels diverse routes. In het project zijn meerdere extractieroutes bestudeerd betreffende hun mogelijkheden. Als onderdeel van het project is een levenscyclusanalyse (LCA) gedaan om de milieu-impact van de productie van de biopolymeren in kaart te brengen.
DOCUMENT
Global society is confronted with various challenges: climate change should be mitigated, and society should adapt to the impacts of climate change, resources will become scarcer and hence resources should be used more efficiently and recovered after use, the growing world population and its growing wealth create unprecedented emissions of pollutants, threatening public health, wildlife and biodiversity. This paper provides an overview of the challenges and risks for sewage systems, next to some opportunities and chances that these developments pose. Some of the challenges are emerging from climate change and resource scarcity, others come from the challenges emerging from stricter regulation of emissions. It also presents risks and threats from within the system, next to external influences which may affect the surroundings of the sewage systems. It finally reflects on barriers to respond to these challenges. http://dx.doi.org/10.13044/j.sdewes.d6.0231 LinkedIn: https://www.linkedin.com/in/sabineeijlander/ https://www.linkedin.com/in/karel-mulder-163aa96/
MULTIFILE
Dit boek is het resultaat van het SIA Raak MKB project “Biocomposieten voor civiele en bouwkundige toepassingen; Biobased brug”. Het is geschreven voor bedrijfsleven en studenten van het MBO, het HBO en de universiteiten. Het project leverde een haalbaarheidsonderzoek van een volledig biocomposieten voetgangersbrug. Materialenonderzoek bij Inholland Composites en stijfheid en sterkte berekeningen toonden aan dat een volledig biocomposieten voetgangersbrug haalbaar was. De Dommelbrug is met succes door ruim 100 studenten gebouwd.
DOCUMENT
Catalytic pyrolysis of crude glycerol over a shaped H-ZSM-5 zeolite catalyst with (partial) recycling of the product oil was studied with the incentive to improve benzene, toluene, and xylene (BTX) yields. Recycling of the polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) fraction, after separation from BTX by distillation and co-feeding with the crude glycerol feed, was shown to have a positive effect on the BTX yield. Further improvements were achieved by hydrogenation of the PAH fraction using a Ru/C catalyst and hydrogen gas prior to co-pyrolysis, and BTX yields up to 16 wt% on feed were obtained. The concept was also shown to be beneficial to other biomass feeds such as e.g., Kraft lignin, cellulose, and Jatropha oil.
DOCUMENT
In het project Circulaire Biopolymerenwaardeketens voor PHA en cellulose wil men naar afbreekbare en biogebaseerde plastics, producten en afzetmarkten toe. Kansloos als die nieuwe plastics moeten gaan concurreren met oliegebaseerde plastics die al in grote hoeveelheden worden geproduceerd; kansrijk als die plastics toegevoegde waarde bieden en het productieproces ervan een hoge theoretische en praktische opbrengst heeft.
LINK
Bioplastics are gaining interest as an alternative to fossil-based plastics. In addition, biodegradable bioplastics may yield biogas after their use, giving an additional benefit. However, the biodegradability time in international norms (35 days) far exceeds processing times in anaerobic digestion facilities (21 days). As the bioplastic packaging does not indicate the actual biodegradability, it is important to understand the time required to biodegrade bioplastic if it ends up in the anaerobic digestion facility along with other organic waste. For this work, cellulose bioplastic film and polylactic acid (PLA) coffee capsules were digested anaerobically at 55 ℃ for 21 days and 35 days, which are the retention times for industrial digestors and as set by international norms, respectively. Different sizes of bioplastics were examined for this work. Bioplastic film produced more biogas than bioplastic coffee capsules. The biodegradability of bioplastic was calculated based on theoretical biogas production. With an increase in retention time, biogas production, as well as biodegradability of bioplastic, increased. The biodegradability was less than 50% at the end of 35 days for both bioplastics, suggesting that complete degradation was not achieved, and thus, the bioplastic would not be suitable for use in biogas digesters currently in use.
LINK
