Innovative Nano-biotechnology for Hydrogen and Methane Co-Production with Zero CO2 Emission through a Novel Design of Three-Stage Continuous Flow Anaerobic Digestion System

通过三级连续流厌氧消化系统的新颖设计,创新纳米生物技术实现氢气和甲烷联产,二氧化碳零排放

基本信息

  • 批准号:
    21K12311
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.58万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Biochemical methane potential (BMP) tests have been conducted to optimize the conditions of biogas and methane production and applied to a semi-continuous operation system.The results showed that Under the optimum conditions, the methane production increased by 46.6% in the batch tests and 120% in the semicontinuous operation system compared to the control reactor. The improved methane production originated from the synergetic effect of combining Fe0 and Mg(OH)2. The crucial role of the Mg(OH)2 coating layer was associated with the controlled reactivity release of Fe0, which was indicated by the slow release of Fe2+ and Fe3+ in the bioreactors. Furthermore, the addition of coated/Fe0 stimulated bacterial growth increased methane content and maintained the pH within the optimum range in the bioreactors. The dosing time of coated/Fe0 was investigated during the four stages of the anaerobic digestion process, and the best dosing time was found in the methanogenic stage (on Day 4). Overall, based on the experimental and predicted methane production, the coated/Fe0 has great potential for the practical applications of anaerobic digestion.The main Achievements have been published in Renewable and Sustainable Energy Reviews with an impact factor of 16.799 under the title A novel method to improve methane generation from waste sludge using iron nanoparticles coated with magnesium hydroxide. Currently the second paper currently in progress.
已经进行了生化甲烷电位(BMP)测试,以优化沼气和甲烷生产的条件并应用于半连续的操作系统。结果表明,与对照反应器相比,在最佳条件下,在批处理测试中,甲烷的产生在批处理测试中增加了46.6%,在半连续操作系统中增加了120%。改善的甲烷产生起源于结合Fe0和Mg(OH)2的协同作用。 Mg(OH)2涂层的关键作用与Fe0的受控反应性释放有关,这是由生物反应器中Fe2+和Fe3+缓慢释放所表明的。此外,添加涂层/Fe0刺激细菌生长增加了甲烷含量,并将pH值保持在生物反应器的最佳范围内。在厌氧消化过程的四个阶段研究了涂层/FE0的给药时间,并且在甲烷植物阶段(第4天)发现了最佳的给药时间。总体而言,根据实验性和预测的甲烷产生,涂层/FE0具有巨大的潜力,可以实现厌氧消化的实际应用。主要成就已发表在可再生和可持续的能源评论中,其影响因子为16.799,其影响为16.799,标题是一种新颖的方法,一种新的方法,可以通过使用Magnapartice copatiuim y Magnateciuim Hydrox的含铁浆料来改善甲烷产生的甲烷产生,从而改善甲烷的产生。目前正在进行的第二篇论文。

项目成果

期刊论文数量(0)
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科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Potential applications of nanotechnology for contaminants removal from water
纳米技术去除水中污染物的潜在应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Khaoula Bensaid;Ramadan Eljamal;kareman Eljamal;Yuji Sughihara;Osama Eljamal;Osama Eljamal;Osama Eljamal;Osama Eljamal;Osama Eljamal
  • 通讯作者:
    Osama Eljamal
A novel method to improve methane generation from waste sludge using iron nanoparticles coated with magnesium hydroxide
  • DOI:
    10.1016/j.rser.2022.112192
  • 发表时间:
    2022-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15.9
  • 作者:
    Ramadan Eljamal;I. Maamoun;K. Bensaida;G. Yilmaz;Yuij Sugihara;O. Eljamal
  • 通讯作者:
    Ramadan Eljamal;I. Maamoun;K. Bensaida;G. Yilmaz;Yuij Sugihara;O. Eljamal
Potential for Energy Recovery from Wastewater
从废水中回收能源的潜力
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Khaoula Bensaid;Ramadan Eljamal;kareman Eljamal;Yuji Sughihara;Osama Eljamal;Osama Eljamal
  • 通讯作者:
    Osama Eljamal
The role of coated nanoscale zero-valent iron with magnesium hydroxide in improving methane production during the anaerobic digestion of waste sludge
氢氧化镁包覆纳米零价铁在提高废污泥厌氧消化过程中甲烷产量的作用
Nanoparticles for Water Purification
用于水净化的纳米颗粒
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Khaoula Bensaid;Ramadan Eljamal;kareman Eljamal;Yuji Sughihara;Osama Eljamal;Osama Eljamal;Osama Eljamal;Osama Eljamal
  • 通讯作者:
    Osama Eljamal
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Falyouna Omar;Maamoun Ibrahim;Bensaida Khaoula;Tahara Atsushi;Sugihara Yuji;Eljamal Osama;東 周論,小室 貴士,飛田 博実
  • 通讯作者:
    東 周論,小室 貴士,飛田 博実
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Falyouna Omar;Maamoun Ibrahim;Bensaida Khaoula;Tahara Atsushi;Sugihara Yuji;Eljamal Osama;東 周論,小室 貴士,飛田 博実
  • 通讯作者:
    東 周論,小室 貴士,飛田 博実
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Falyouna Omar;Eljamal Osama;Maamoun Ibrahim;Tahara Atsushi;Sugihara Yuji;美里泰蔵・伊藤亮孝
  • 通讯作者:
    美里泰蔵・伊藤亮孝
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Falyouna Omar;Bensaida Khaoula;Maamoun Ibrahim;Ashik U.P.M.;Tahara Atsushi;Tanaka Kazuya;Aoyagi Noboru;Sugihara Yuji;Eljamal Osama;佐藤啓太,小室貴士,橋本久子,飛田博実
  • 通讯作者:
    佐藤啓太,小室貴士,橋本久子,飛田博実
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Falyouna Omar;Bensaida Khaoula;Maamoun Ibrahim;Ashik U.P.M.;Tahara Atsushi;Tanaka Kazuya;Aoyagi Noboru;Sugihara Yuji;Eljamal Osama;佐藤啓太,小室貴士,橋本久子,飛田博実;佐藤啓太,小室貴士,大沢智博,橋本久子,飛田博実
  • 通讯作者:
    佐藤啓太,小室貴士,大沢智博,橋本久子,飛田博実

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