No abstract

BACKGROUND Anaerobic co‐digestion has been considered for improving anaerobic digesters’ stability and methane production, particularly for residues with low biodegradability or lack of alkalinity. Food waste was identified as a biomass with macro and micronutrients unbalance and low alkalinity content, both of which hamper its anaerobic digestion. The present study focused on evaluating the anaerobic co‐digestion of food waste and microalgal biomass harvested from an open pond treating food waste digestate. RESULTS According to BMP tests results, mono‐digestion of food waste showed low methane yield (~35–68 mL CH4·g VS−1), most likely due to acid accumulation, as was observed by the low pH and low methane content in biogas. Process stabilisation was further attested through anaerobic co‐digestion with microalgae at different proportions in terms of volatile solids (VS). The highest methane yield was obtained at 75:25 of food waste and microalgae (514 mL CH4·g VS−1), with the highest synergy between substrates (28% higher compared to theoretical value). Moreover, estimates for real scenarios of co‐digestion in an integrated treatment system composed of an anaerobic reactor and microalgae‐based ponds revealed that, due to low microalgae production, proportions of 99:1 would be more realistic. CONCLUSION Research showed how a higher proportion of food waste was preferable, although a minimum amount of microalgae seemed important for maintaining process stability and increasing methane production. In the demonstration‐scale plant, co‐digestion and co‐disposal was estimated to be more sustainable when carried out in solid‐state or with recirculation of treated effluent. © 2021 Society of Chemical Industry (SCI).

RESUMO Apenas 30% dos municípios brasileiros apresentam tratamento de esgotos domésticos. Mesmo quando existentes, muitas estações de tratamento de esgotos têm problemas operacionais e de projeto. Neste estudo, analisou-se o desempenho operacional de dez reatores anaeróbios de manta de lodo e fluxo ascendente, seguidos ou não de pós-tratamento, localizados na bacia hidrográfica do Rio das Velhas operando em escala real, uma tecnologia bastante difundida no país. As concentrações dos esgotos tratados e as eficiências de remoção foram comparadas com valores típicos reportados na literatura, bem como os desempenhos operacionais foram comparados estatisticamente entre as estações. Os percentuais de violação aos padrões de lançamento foram calculados, e realizou-se uma análise de cluster com os dados de concentrações efluentes das dez estações de tratamento de esgotos para avaliar se as estações seriam agrupadas em função das suas configurações. Em sete das dez estações de tratamento de esgotos avaliadas (70% dos sistemas), observaram-se desempenhos inferiores ao esperado para as tecnologias empregadas, sendo os problemas operacionais e de projetos os principais fatores responsáveis pelo comportamento das estações analisadas.