Enhancing biogas production through anaerobic co-digestion of thickened sewage sludge and rice straw /
Ghada Mostafa Ahmed Abdelrahman,
Enhancing biogas production through anaerobic co-digestion of thickened sewage sludge and rice straw / تعزيز إنتاج الغاز الحيوي من خلال الهضم اللاهوائي المشترك لحمأة الصرف الصحي وقش الأرز / by Ghada Mostafa Ahmed Abdelrahman ; Supervision Prof. Dr. Hisham Sayed Abdelhalim, Prof. Dr. Mona M. Galal El-Din. - 112 pages : illustrations ; 30 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024.
Bibliography: pages 105-112.
This study aimed to optimize biogas production by co-digesting of thickened sewage sludge (SS) and rice straw (RS) under mesophilic conditions (35±1oC) using various mixing ratios (MR) (0%, 4%, 8%, and 16%). The impact of intermitted mechanical mixing (MM) on the optimal MR and the calorific value (CV) of the digestate was also examined, in addition to an analysis of the digestate's potential as a fertilizer. Results indicated that the optimal MR was 8%, beyond which increasing the MR did not provide further benefits. The 8% MR yielded approximately 2.5 times more biogas than sewage sludge alone, while intermitted MM increased this amount to 2.8 times, enhancing biogas production by 12% compared to the same MR without MM. Co-digestion also led to a 14% increase in CV compared to digested sludge alone. Furthermore, the co-digested material has a positive impact on increasing the levels of key plant nutrients (NPK) and, accordingly, elemental oxides such as potassium oxide (K2O) and phosphorus pentoxide (P2O5), which are essential plant nutrients. This indicates the co-digested material's potential as a nutrient-rich fertilizer contributing to enhanced soil fertility. الهدف من هذه الرسالة هو دراسة الهضم المشترك لحمأة مياه الصرف الصحي وقش الأرز في درجة حرارة (35 ± 1 درجة مئوية) بنسب خلط مختلفة (0٪ ، 4٪ ، 8٪ ، و 16٪) بغرض تحسين إنتاج الغاز الحيوي وتحديد نسبة الخلط المُثلى التي تحقق أفضل كميات من الغاز الحيوي وأعلى نسبة من محتوى غاز الميثان. كما شملت الدراسة تأثير الخلط الميكانيكي المتقطع على نسبة الخلط المُثلى وكذلك تأثير الهضم المشترك على القيمة الحرارية للمادة المهضومة لتوليد الطاقة، بالإضافة إلى تحليل المادة المهضومة لتحديد إمكانية إستخدامها كسماد لتحسين خصائص التربة. وقد أوضحت النتائج أن كمية الغاز الحيوي الناتج من نسبة خلط 8٪ هى نسبة الخلط المُثلى التي تنتج أكبر كمية من الغاز الحيوي ثم تحدث بعدها نقطة الانكسار حيث لاجدوي من زيادة نسب الخلط. أدت نسبة خلط 8٪ إلى زيادة إنتاجية الغاز الحيوي بحوالي 2,5 أضعاف الكمية المُنتجة من حمأة الصرف الصحي بدون خلط، وقد أدى الخلط الميكانيكي المتقطع إلى زيادة هذه النسبة إلى 2,8 أي بزيادة تٌقدر بحوالي 12%. أدى الهضم المشترك إلى تحسين القيمة الحرارية بنسبة 14% مقارنة بالحمأة المهضومة وحدها، كما وجدت النتائج أن الهضم المشترك له تأثير إيجابي على زيادة مستويات العناصر الغذائية الرئيسية للنبات (النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم)، وبالتالي زيادة مستويات أكاسيد العناصر مثل أكسيد البوتاسيوم وخامس أكسيد الفوسفور، وهي مغذيات نباتية أساسية ويشير هذا إلى إمكانية استخدام المادة المهضومة كسماد غني بالمغذيات قادرعلى تعزيز خصوبة التربة بشكل كبير
Text in English and abstract in Arabic & English.
Converting waste into useful products
Anaerobic digestion Co-digestion Biogas Rice straw Mixing ratio
628.4458
Enhancing biogas production through anaerobic co-digestion of thickened sewage sludge and rice straw / تعزيز إنتاج الغاز الحيوي من خلال الهضم اللاهوائي المشترك لحمأة الصرف الصحي وقش الأرز / by Ghada Mostafa Ahmed Abdelrahman ; Supervision Prof. Dr. Hisham Sayed Abdelhalim, Prof. Dr. Mona M. Galal El-Din. - 112 pages : illustrations ; 30 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024.
Bibliography: pages 105-112.
This study aimed to optimize biogas production by co-digesting of thickened sewage sludge (SS) and rice straw (RS) under mesophilic conditions (35±1oC) using various mixing ratios (MR) (0%, 4%, 8%, and 16%). The impact of intermitted mechanical mixing (MM) on the optimal MR and the calorific value (CV) of the digestate was also examined, in addition to an analysis of the digestate's potential as a fertilizer. Results indicated that the optimal MR was 8%, beyond which increasing the MR did not provide further benefits. The 8% MR yielded approximately 2.5 times more biogas than sewage sludge alone, while intermitted MM increased this amount to 2.8 times, enhancing biogas production by 12% compared to the same MR without MM. Co-digestion also led to a 14% increase in CV compared to digested sludge alone. Furthermore, the co-digested material has a positive impact on increasing the levels of key plant nutrients (NPK) and, accordingly, elemental oxides such as potassium oxide (K2O) and phosphorus pentoxide (P2O5), which are essential plant nutrients. This indicates the co-digested material's potential as a nutrient-rich fertilizer contributing to enhanced soil fertility. الهدف من هذه الرسالة هو دراسة الهضم المشترك لحمأة مياه الصرف الصحي وقش الأرز في درجة حرارة (35 ± 1 درجة مئوية) بنسب خلط مختلفة (0٪ ، 4٪ ، 8٪ ، و 16٪) بغرض تحسين إنتاج الغاز الحيوي وتحديد نسبة الخلط المُثلى التي تحقق أفضل كميات من الغاز الحيوي وأعلى نسبة من محتوى غاز الميثان. كما شملت الدراسة تأثير الخلط الميكانيكي المتقطع على نسبة الخلط المُثلى وكذلك تأثير الهضم المشترك على القيمة الحرارية للمادة المهضومة لتوليد الطاقة، بالإضافة إلى تحليل المادة المهضومة لتحديد إمكانية إستخدامها كسماد لتحسين خصائص التربة. وقد أوضحت النتائج أن كمية الغاز الحيوي الناتج من نسبة خلط 8٪ هى نسبة الخلط المُثلى التي تنتج أكبر كمية من الغاز الحيوي ثم تحدث بعدها نقطة الانكسار حيث لاجدوي من زيادة نسب الخلط. أدت نسبة خلط 8٪ إلى زيادة إنتاجية الغاز الحيوي بحوالي 2,5 أضعاف الكمية المُنتجة من حمأة الصرف الصحي بدون خلط، وقد أدى الخلط الميكانيكي المتقطع إلى زيادة هذه النسبة إلى 2,8 أي بزيادة تٌقدر بحوالي 12%. أدى الهضم المشترك إلى تحسين القيمة الحرارية بنسبة 14% مقارنة بالحمأة المهضومة وحدها، كما وجدت النتائج أن الهضم المشترك له تأثير إيجابي على زيادة مستويات العناصر الغذائية الرئيسية للنبات (النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم)، وبالتالي زيادة مستويات أكاسيد العناصر مثل أكسيد البوتاسيوم وخامس أكسيد الفوسفور، وهي مغذيات نباتية أساسية ويشير هذا إلى إمكانية استخدام المادة المهضومة كسماد غني بالمغذيات قادرعلى تعزيز خصوبة التربة بشكل كبير
Text in English and abstract in Arabic & English.
Converting waste into useful products
Anaerobic digestion Co-digestion Biogas Rice straw Mixing ratio
628.4458