Microaerobic control of biogas sulphide content during sewage sludge digestion by using biogas production and hydrogen sulphide concentration

Ramos, Isaac Corro; Fdz-Polanco, M.

doi:10.1016/j.cej.2014.04.027

Cited by 43 publications

(14 citation statements)

References 22 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…It is also possible to find examples of PID control modes applied to biogas desulfurization in other kinds of bioreactors. For instance, Ramos and Fdz‐Polanco reported the use of a PID controller for oxygen flow rate control using the outlet H 2 S concentration as a control variable in an anaerobic digester for biogas production from sludge wastewater.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

PID control system for biogas desulfurization under anoxic conditions

Brito

Almenglo

Ramírez

et al. 2017

J of Chemical Tech & Biotech

View full text Add to dashboard Cite

BACKGROUND: A high H 2 S elimination capacity has been achieved by anoxic biotrickling filters but accurate control of the nitrate dosage is required. Different control strategies have been used in biotrickling filters but proportional-integral-derivative (PID) control studies have not been reported to date. The aim of this study was to demonstrate the stability and robustness of PID control in an anoxic biotrickling filter. RESULTS:Three PID tuning methods were tested: Ziegler-Nichols, Approximate M-constrained integral gain optimization (AMIGO), and maintained oscillation. The best results were obtained using PID control by the maintained oscillation method, where the system reached stabilization 0.41 h after the H 2 S inlet step. Moreover, the nitrate consumption was 15.4% lower than that without control. CONCLUSION:The biotrickling filter operated with a PID control strategy proved to be highly stable and robust against the perturbations and disturbances evaluated. The control system was able to operate satisfactorily to a change in the set-point of the outlet H 2 S concentrations from 25 to 200 ppm V . The desulfurized biogas could be fed directly to an internal combustion engine or solid oxide fuel cell (SOFC) equipped with a zeolite clean unit.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

PID control system for biogas desulfurization under anoxic conditions

Brito

Almenglo

Ramírez

et al. 2017

J of Chemical Tech & Biotech

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Produktem procesu fermentacji beztlenowej jest biogaz, którego głównym składnikiem jest metan, następnie tlenek węgla (IV) i para wodna oraz inne substancje gazowe [1,23,25,26,29,33]. W zależności od surowców z jakich jest pozyskiwany wyróżnia się biogaz wysypiskowy, rolniczy, z osadów ściekowych i z odpadów rzeźniczych, browarniczych i innych pochodzących z branży żywnościowej [9,32].…”

Section: Charakterystyka Biogazuunclassified

“…Efektem działania bakterii z rodziny Thiobacillus jest otrzymanie siarki elementarnej oraz siarczynów. Wydajność usunięcia H 2 S mieści się w granicach 80-99% [25], przy czym stężenie siarkowodoru po odsiarczaniu wynosi od 30-150 mg/m 3 . Metodę charakteryzują niskie koszty inwestycyjne i eksploatacyjne.…”

Section: Biologiczne Odsiarczanie Biogazuunclassified

Biogaz I Charakterystyka Wybranych Metod Jego Odsiarczania

Kwaśny¹,

Balcerzak²,

Rezka

2016

ZNPRzBiS

View full text Add to dashboard Cite

BIOGAZ I CHARAKTERYSTYKA WYBRANYCH METOD JEGO ODSIARCZANIA W niniejszym artykule w oparciu o dane literaturowe, poruszono kwestie otrzymywania biogazu oraz jego odsiarczania. Biogaz stanowi odnawialne źródło energii, które powstaje w wyniku fermentacji beztlenowej biomasy różnego pochodzenia. W zależności od rodzaju substratów stosowanych w procesie, zmienia się skład chemiczny otrzymywanej mieszaniny gazowej. Należy pamiętać, że pozyskiwany biogaz surowy zawiera tylko średnio 60% obj. metanu, natomiast pozostałymi składnikami są ditlenek węgla, para wodna, siarkowodór, amoniak, siloksany i inne. Wyróżnia się biogaz wysypiskowy, który otrzymuje się w wyniku przetwarzania nieposegregowanych odpadów komunalnych; biogaz rolniczy, otrzymywany z odpadów rolniczych, a także biogaz pozyskiwany z osadów ściekowych i biogaz powstający w wyniku przetworzenia odpadów z branży przemysłu żywnościowego. Obecność w biogazie surowym substancji gazowych, innych niż metan, obniża jego potencjał energetyczny, a także ogranicza możliwości jego zastosowania. Wspomniane substancje gazowe stanowią zanieczyszczenia, które charakteryzują się niekorzystnym wpływem na środowisko naturalne (gazy cieplarniane) oraz korozyjnością w stosunku do aparatury (głównie siarkowodór). Aby polepszyć właściwości użytkowe biogazu należy przeprowadzić jego odsiarczanie, oczyszczanie i uzdatnianie. Skutkuje to uzyskaniem biogazu o właściwościach gazu ziemnego, który można wtłoczyć do sieci infrastruktury gazowej. Odsiarczanie biogazu polega na usunięciu lub ograniczeniu zawartości siarkowodoru w mieszaninie gazowej. Proces ten może być prowadzony kilkoma metodami. Wśród metod odsiarczania wyróżnia się m.in. utlenianie biologiczne, metody mokre, a także metody sorpcyjne, np. adsorpcję na węglu aktywnym.

show abstract

“…However, bio-desulfurization of biogas by aeration has some disadvantages. The introduction of oxygen into the biogas might pose safety problem due to explosion risk (Syed et al 2006), at 5-15 % oxygen level depending on the CH 4 content (Cirne et al 2008;Ramos and Fdz-Polanco 2014). Another disadvantage is the difficulty in monitoring the hydrogen sulfide concentration and controlling the amount of air or oxygen supplied.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 98%

Biogas desulfurization using autotrophic denitrification process

Bayrakdar

Tilahun

Çallı

2015

Appl Microbiol Biotechnol

View full text Add to dashboard Cite

The aim of this study was to evaluate the performance of an autotrophic denitrification process for desulfurization of biogas produced from a chicken manure digester. A laboratory scale upflow fixed bed reactor (UFBR) was operated for 105 days and fed with sodium sulfide or H2S scrubbed from the biogas and nitrate as electron donor and acceptor, respectively. The S/N ratio (2.5 mol/mol) of the feed solution was kept constant throughout the study. When the UFBR was fed with sodium sulfide solution with an influent pH of 7.7, about 95 % sulfide and 90 % nitrate removal efficiencies were achieved. However, the inlet of the UFBR was clogged several times due to the accumulation of biologically produced elemental sulfur particles and the clogging resulted in operational problems. When the UFBR was fed with the H2S absorbed from the biogas and operated with an influent pH of 8-9, around 98 % sulfide and 97 % nitrate removal efficiencies were obtained. In this way, above 95 % of the H2S in the biogas was removed as elemental sulfur and the reactor effluent was reused as scrubbing liquid without any clogging problem.

show abstract

Microaerobic control of biogas sulphide content during sewage sludge digestion by using biogas production and hydrogen sulphide concentration

Cited by 43 publications

References 22 publications

PID control system for biogas desulfurization under anoxic conditions

PID control system for biogas desulfurization under anoxic conditions

Biogaz I Charakterystyka Wybranych Metod Jego Odsiarczania

Biogas desulfurization using autotrophic denitrification process

Contact Info

Product

Resources

About