The effect of key factors on anaerobic co-digestion of leachate and crude glycerin by statistical design of experiments

• Autores: Paula Yumi Takeda, Jackeline Tatiane Gotardo, Simone Damasceno Gomes
• Localización: Observatorio de la Economía Latinoamericana, ISSN-e 1696-8352, Vol. 23, Nº. 2, 2025
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • El efecto de factores clave en la codigestión anaeróbica de lixiviados y glicerina cruda a través de un estadístico de experimentos
  • O efeito das variáveis respostas na codigestão anaeróbica de lixiviado e glicerina bruta por meio de planejamento experimental
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• Resumen
  • español

    La digestión anaeróbica es una biotecnología versátil debido a la recuperación energética de diferentes tipos de residuos. Además de la digestión anaeróbica, existe el proceso de codigestión anaeróbica, que mejora la valorización energética de muchos tiposde residuos en una única instalación. La asociación de lixiviados de vertedero y glicerina cruda es prometedora, considerando las características respectivas de cada uno. Sin embargo, los datos sobre la codigestión anaeróbica de estos sustratos aún son escasos. En este contexto, el presente estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto de los factores: tiempo de incubación (20-40 días), pH (7-8), proporción de glicerol (0,5-2,5% v/v) y relación sustrato/inóculo (0,2 -0,6 g DQO g-1 VSS) mediante diseño estadístico de experimentos de Plackett-Burman. Se evaluaron las ventajas de la codigestión anaeróbica logrando el mayor rendimiento del tratamiento con una eficiencia de eliminación de materia orgánica del 98,1% y un alto contenido de metano en el biogás de aproximadamente el 79%. Además, se observó un efecto positivo del factor clave tiempo de incubación y proporción de glicerol, en lugar de la relación sustrato/inóculo, que requiere valores bajos. En general, los siguientes parámetros: tiempo de incubación, proporción de glicerol y relación S/I resaltaron su efecto significativo en el rendimiento del bioproceso.

  • português

    A digestão anaeróbica é uma biotecnologia versátil devido à recuperação de energia de diferentes tipos de efluentes. Além da digestão anaeróbia, existe o processo de codigestãoanaeróbia, que melhora a recuperação energética de diversos tipos de efluentes em um único reator. A associação de lixiviado de aterro sanitário e glicerina bruta é promissora, considerando as respectivas características de cada um. Contudo, dados sobre aco-digestão anaeróbia destes substratos ainda são escassos. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito dos fatores: tempo de incubação (20-40 dias), pH (7-8), proporção de glicerol (0,5-2,5% v/v) e relação substrato/inóculo (0,2-0,6 g DQO g-1 VSS) por planejamento experimental Plackett-Burman. As vantagens da codigestão anaeróbia foram avaliadas alcançando o maior desempenho do tratamento de 98,1% de eficiência de remoção de matéria orgânica, e um alto teor de metano no biogás de aproximadamente 79%. Além disso, um efeito positivo na variável resposta tempo de incubação e proporção de glicerina bruta, em vez da relação substrato/inóculo, que requer valores baixos. No geral, os seguintes parâmetros: tempo de incubação, proporção de glicerina bruta e relação S/I destacaram seu efeito significativo no desempenho do bioprocesso.

  • English

    Anaerobic digestion is a versatile biotechnology because of the energy recovery from different kinds of waste. In addition to anaerobic digestion, there is the anaerobic co-digestion process, which improves the energy recovery of many kinds of waste in a single installation. The association of landfill leachate and crude glycerin is promising, considering the respective characteristics of each one. However, data about the anaerobic co-digestion of these substrates is still scarce. In this context, the present study aimed to evaluate the effect of the factors: incubation time (20-40 days), pH (7-8), glycerol proportion (0.5-2.5% v/v) and substrate/inoculum ratio (0.2-0.6 g COD g-1 VSS) by Plackett-Burman statistical design of experiments. The advantages of anaerobic co-digestion were evaluated achieving the highest treatment performance of 98.1% efficiency of organic matter removal, and a high methane content in the biogas of approximately 79%. Furthermore, a positive effect of the key factor incubation time and glycerol proportion, instead of the substrate/inoculum ratio, which requires low values. Overall, the following parameters: incubation time, glycerol proportion and S/I ratio highlighted their significant effect in the bioprocess performance.