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Biomethanation and microbial community response during agricultural biomass and shrimp chaff digestion
Environmental Pollution ( IF 6.792 ) Pub Date : 2021-02-22 , DOI: 10.1016/j.envpol.2021.116801
Gohar Ali; Zhenmin Ling; Irfan Saif; Muhammad Usman; Mohammed Jalalah; Farid A. Harraz; M.S. Al-Assiri; El-Sayed Salama; Xiangkai Li

Anaerobic digestion, a promising technology for waste utilization and bioenergy generation, is a suitable approach to convert the shrimp waste to biomethane, reducing its environmental impact. In this study, shrimp chaff (SC) was co-digested corn straw (CS), wheat straw (WS), and sugarcane bagasse (SB). In co-digestion, SC enhanced biomethane production of CS by 8.47-fold, followed by SC+WS 5.67-folds, and SC+SB 3.37-folds. SC addition to agricultural biomass digestion also promoted the volatile solids removal upto 85%. Microbial community analysis of SC and CS co-digestion presented the dominance of phylum Bacteroidetes, Firmicutes, Proteobacteria, and Euryarchaeota. Proteolytic bacteria were dominant (18.02%) during co-digestion of SC and CS, with Proteiniphilum as major bacterial genera (14%) that converts complex proteinaceous substrates to organic acids. Among the archaeal community, Methanosarcina responsible for conversion of acetate and hydrogen to biomethane, increased upto 70.77% in SC and CS digestion. Addition of SC to the digestion of agricultural wastes can significantly improve the biomethane production along with its effective management to reduce environmental risks.



中文翻译:

农业生物量和虾皮的消化过程中生物甲烷化和微生物群落反应

厌氧消化是一种有前途的废物利用和生物能源产生技术,是一种将虾类废物转化为生物甲烷,减少其环境影响的合适方法。在这项研究中,虾壳(SC)是玉米秸秆(CS),小麦秸秆(WS)和甘蔗渣(SB)共同消化的。在共消化中,SC将CS的生物甲烷产量提高了8.47倍,其次是SC + WS 5.67倍和SC + SB 3.37倍。除农业生物质消化外,SC还促进了挥发性固体的去除率高达85%。SC和CS共同消化的微生物群落分析提出门的主导地位拟杆菌,厚壁菌门,变形菌,广古菌门。在SC和CS以及Proteinphilum共同消化过程中,蛋白水解细菌占主导地位(18.02%)作为主要细菌属(14%),可将复杂的蛋白质底物转化为有机酸。在这些古细菌界,甲烷负责乙酸和氢气转化成生物甲烷,在SC和CS消化增加高达70.77%。在农业废弃物的消化过程中添加SC可以显着改善生物甲烷的生产,并对其进行有效管理以降低环境风险。

更新日期:2021-02-22
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