TY - BOOK AU - Esraa Ahmed Bahgat Ahmed, AU - Mohamed El-Sayed Abuarab AU - Mohamed Mahmoud Ibrahim AU - Mohamed Abdallah Metwally El-Qelish TI - Boosting biohydrogen and biomethane production from the anaerobic treatment of potato processing wastewater U1 - 628.3 PY - 2025/// KW - Processing Wastewater KW - معالجة الصرف الصحي KW - Hydrogen KW - Methane KW - Nanoparticles KW - Energy recovery KW - Wastewater management KW - الهيدروجين الميثان KW - الجسيمات النانوية N1 - Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025; Bibliography: pages 103-131; Issues also as CD N2 - Anaerobic digestion (AD) is a promising couples the privilege of biowaste reduction and bioenergy production. This study explored the, enhancing AD of potato processing wastewater (PPW) in one-stage vs. two-stage AD process using graphite rods, nano-nickel ferrite concentration 50, 100 and 200 mg g -1 volatile solids (VS) nano-nickel ferrite and graphite rod coated with nano-nickel ferrite was explored in batch assay at mesophilic conditions (37 ◦C). Nano-nickel ferrite was prepared and systematically scrutinized using FTIR, XRD, EDX spectral analysis and scanning electron microscopy. Graphite rods coated with nano-nickel ferrite achieved the highest hydrogen (226 mL H2 g-1 COD) and methane (320 mL CH4 g -1 COD) yields at mesophilic conditions (37 ◦C) in two-stage AD process compared to that of the control (142 mL H2 g-1 COD and 216 mL CH4 g-1 COD). In addition, One-stage AD graphite rods coated with nano-nickel ferrite achieved the highest methane yield (280 mL CH4 g-1 COD) at mesophilic conditions of all the tested conditions at one-stage AD. In addition, coating the nano-nickel ferrite on the graphite rods avoids its wash out from the system. Correspondingly, total energy recovery from PPW was increased, with the highest recovery observed in two-stage digestion using graphite rods coated with nano-nickel ferrite, reaching 7.9 ×10⁸ kJ, which is more than 1.5 times compared to control assays. In the case of continuous system, the gas results were biohydrogen yield (PPW) with anaerobic sludge added graphite coating with nano was 273.47 mL-H2 g-1VS. were achieved higher than 148 ml-H2 g-1 VS measured in the control ((PPW) with anaerobic sludge only) on the other hand Biomethane yield increased from 143 ml-CH4 g-1 VS under PPW with anaerobic sludge only with an average of biomethane production with 274.02 mL-CH4 g-1 VS with PPW with graphite coating with nano-nickel ferrite. After passing membrane filter COD removal (99%). The future perspectives and practical implications of coupling bio waste reduction and bioenergy production from PPW revealed a significant opportunity in many aspects including waste management, renewable energy generation, resource recovery, and compliance with environmental regulations.; تعد عملية الهضم اللاهوائي وسيلة واعدة تجمع بين تقليل النفايات البيولوجية وإنتاج الطاقة الحيوية. تهدف هذه الدراسة إلى تعزيز الهضم اللاهوائي لمياه الصرف الصحي لمعالجة البطاطس في نظام الهضم اللاهوائي أحادية المرحلة و ثنائية المرحلة باستخدام قضبان الجرافيت تركيزات ٥٠و ١٠٠ و ٢٠٠ملجم/جم من المواد الصلبة المتطايرة (VS) وقضبان الجرافيت المطلية بالنانو نيكل فيريت في اختبار الدفعات في ظروف متوسطة الحرارة (٣٧درجة مئوية). تم تحضير بالنانو نيكل فيريت وفحصه بشكل منهجي باستخدام التحليل الطيفي FTIR وXRD وEDX والمجهر الإلكتروني الماسح(SEM) . حققت قضبان الجرافيت المطلية بالنانو نيكل فيريت أعلى إنتاج للهيدروجين (٢٢٦ مل من الهيدروجين الحيوي/ جم من الأكسجين الكيميائي الممتص) والميثان الحيوي (٣٢٠مل من الميثان الحيوي / جم من الأكسجين الكيميائي الممتص) في ظروف متوسطة الحرارة (٣٧ درجة مئوية) في عملية الهضم اللاهوائي (AD) ذات المرحلتين مقارنة بعملية بعينة (مياه صرف مصانع البطاطس مع الحمأة اللاهواءية فقط) (١٤٢ مل من الهيدروجين الحيوي جم من الأكسجين الكيميائي الممتص و٢١٦ مل من الميثان الحيوي / جم من الأكسجين الكيميائي الممتص). بالإضافة إلى ذلك، حققت قضبان الجرافيت AD ذات المرحلة الواحدة المطلية بفيريت النانو نيكل أعلى إنتاج للميثان (٢٨٠مل من الميثان الحيوي / جم من الأكسجين الكيميائي الممتص) في ظروف متوسطة الحرارة من جميع الظروف المختبرة في AD ذات المرحلة الواحدة. بالإضافة إلى ذلك، فإن طلاء فيريت النانو نيكل على قضبان الجرافيت يتجنب غسله من النظام. وعليه، زاد إجمالي استرداد الطاقة من PPW، مع ملاحظة أعلى استرداد في عملية الهضم اللاهوائي على مرحلتين باستخدام قضبان الجرافيت المطلية بالنانو نيكل فيريت ، حيث وصل إلى ٧.٩× ٨١٠كيلوجول، وهو أكثر من ١.٥مرة مقارنة بتجارب التحكم. في حالة النظام المستمر، كانت نتائج الغاز عبارة عن إنتاج الهيدروجين الحيوي (PPW) مع الحمأة اللاهوائية المضاف إليها قضبان الجرافيت المطلية بالنانو نيكل فيريت٤٧. ٢٧٣ مل من الهيدروجين الحيوي / جرام المواد الصلبة المتطايرة ، مقارنة مع عينة (مياه صرف مصانع البطاطس مع الحمأة اللاهوائية فقط) حيث كانت ( ١٤٨ مل من الهيدروجين الحيوي / جرام المواد الصلبة المتطايرة) . من ناحية أخرى كان إنتاج الميثان الحيوي ( ١٤٣ مل من الميثان الحيوي / جرام المواد الصلبة المتطايرة ) في حالة عينة (مياه صرف مصانع البطاطس مع الحمأة اللاهوائية فقط) مقارنة بإنتاج الميثان الحيوي باستخدام قضبان الجرافيت المطلية بالنانو نيكل فيريت (٠٢. ٧٤ ٢ مل من الميثان الحيوي / جرام المواد الصلبة المتطايرة ). بعد ذلك تم تمرير المياه التي تمت معالجتها بعد إنتاج الميثان الحيوي من استخدام قضبان الجرافيت المطلية بمادة النانو نيكل فيريت على وحدة المرشح الغشائي والفحم الحيوي وكانت نسبة إزالة COD بمرشح الغشاء (٩٩٪). كشفت الآفاق المستقبلية والآثار العملية لربط تقليل النفايات البيولوجية وإنتاج الطاقة الحيوية من PPW عن فرص كبيرة في العديد من الجوانب بما في ذلك إدارة النفايات، وتوليد الطاقة المتجددة، واستعادة الموارد، والامتثال للوائح البيئية ER -