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BioEnergy Research

, Volume 12, Issue 1, pp 150–157 | Cite as

Anaerobic Digestion Process for the Production of Biogas from Cassava and Sewage Treatment Plant Sludge in Brazil

  • Sergio PeresEmail author
  • Marina Rebeca Monteiro
  • Micheline Lima Ferreira
  • Adalberto Freire do Nascimento Junior
  • Maria de Los Angeles Perez Fernandez Palha
Article
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Abstract

Due to the current need for alternative energy sources associated with the practice of actions to improve the environment, residual biomass has gained ground and importance in the energy sector, because of its high availability and cost-benefit, contributing to sustainable development. This study aimed to evaluate the process of anaerobic digestion using cassava wastewater, a pollutant and toxic residue of cassava processing, and sludge from a sewage treatment plant, to determine the best conditions for the production of biogas and to identify its chemical composition, specifically the levels of methane and carbon dioxide. To accomplish this, six anaerobic digestion media were produced and placed into 100-mL penicillin bottles. The experiments were carried out in triplicate, differentiated by the substrate/inoculum concentration (on a mass basis) and by the type of inoculum used (primary or secondary sludge). The best result was achieved using the following media: 80% cassava wastewater and 20% primary sludge, 4:1, which produced the highest methane content in the biogas over the shortest period of time, reaching 81.41% mol/mol of methane in 48 days of fermentation. In this way, biogas produced by cassava wastewater, both in large starch-producing factories and in smaller flour factories, can be used as a source of renewable energy, reducing production costs and providing an environmentally correct destination for this waste.

Keywords

Anaerobic digestion Cassava Sewage sludge Biogas Cassava wastewater 

Abbreviations

pH

Potential of hydrogen

w

Moisture content

ABNT

Associação Brasileira de Normas Técnicas

APHA

American Public Health Association

ASTM

American Society for Testing and Materials

AWWA

American Water Works Association

BGDP

Brazilian gross domestic product

BOD

Biological oxygen demand

CFU

Colony forming units

COD

Chemical oxygen demand

COMPESA

Companhia Pernambucana de Saneamento

CONAB

Companhia Nacional de Abastecimento

CTG

Centro de Tecnologia e Geociencias

DEQ

Chemical Engineering Department

FS

Fixed solids

HCN

Hydrogen cyanide

IBGE

Instituto Brasileiro De Geografia E Estatística

LPG

Liquified petroleum gas

NBR

Normas Brasileiras (Brazilian Standards)

PDA

Potato dextrose and agar

POLICOM

Fuels and energy laboratory

PS

Primary sewage sludge

RS

Free reduced sugars

SEBRAE

Serviço Brasileiro de Apoio as Micro e Pequenas Empresas

SS

Secondary sewage sludge

STP

Sewage treatment plant

TRS

Total reduced sugars

TS

Total solids

UFRPE

Universidade Federal Rural de Pernambuco

UFPE

Universidade Federal de Pernambuco

UFSC

Universidade Federal de Santa Catarina

UFV

Universidade Federal de Vicosa

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Universidade Catolica de Pernambuco

UPE

Universidade de Pernambuco

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United Nations framework conference on climate change

VS

Volatile solids

WEF

Water Environment Federation

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Copyright information

© Springer Science+Business Media, LLC, part of Springer Nature 2018

Authors and Affiliations

  1. 1.Escola Politecnica de Pernambuco, Mechanical Engineering Department, Fuel and Energy LaboratoryUniversidade de PernambucoRecifeBrazil
  2. 2.Centro de Tecnologia e Geociencias, Departamento de Engenharia QuimicaFederal University of PernambucoRecifeBrazil

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