Anaerobic digestion as a tool to manage eutrophication and associated greenhouse gas emission

Singh, A.K.; Rana, Mohit Singh; Tiwari, Harshit; Kumar, Manoj; Saxena, Sarthak; Anand, Vishal; Prajapati, Sanjeev Kumar

doi:10.1016/j.scitotenv.2022.160722

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“…Irrigation contributes to nitrate leaching; therefore, irrigation water promotes absorption through the soil profile, which may result in the transfer of soluble nitrogen, mostly in the form of nitrate [ 72 ]. If the amount of irrigation water used exceeds the soil’s water-holding capacity, nitrate could leach beyond the root zone, which may cause marine ecotoxicity and water pollution [ 73 , 74 ]. In detail, compost application reduced METP, by 25.2% and 10.7%, in both dryland and irrigated farming, respectively, owing to lower diesel fuel consumption and synthetic fertilizer use ( Table 2 ).…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Environmental Assessment of Dryland and Irrigated Winter Wheat Cultivation under Compost Fertilization Strategies

Amirahmadi,

Ghorbani,

Moudrý

et al. 2024

Plants

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Wheat (Triticum aestivum L.) is a strategic agricultural crop that plays a significant role in maintaining national food security and sustainable economic development. Increasing technical performance considering lowering costs, energy, and environmental consequences are significant aims for wheat cultivation. For drylands, which cover approximately 41% of the world’s land surface, water stress has a considerable negative impact on crop output. The current study aimed to assess the environmental aspects of chemical fertilizer in combination with compost in dryland and irrigated winter wheat production systems through life cycle assessment (LCA). The cradle-to-farm gate was considered as the system boundary based on one tone of wheat yield and four strategies: D-C (dryland with compost), D (dryland without compost), I-C (irrigated with compost), and I (irrigated without compost). Based on the results, the highest and lowest amounts of wheat yield were related to the I-C and D strategies with 12.2 and 6.7 ton ha−1, respectively. The LCA result showed that the I strategy in comparison with other strategies had the highest negative impact on human health (49%), resources (59%), ecosystem quality (44%), and climate change (43%). However, the D-C strategy resulted in the lowest adverse effect of 6% on human health, 1% on resources, 10% on ecosystem quality, and 11% on climate change. Utilizing a combination of fertilizer and compost in dryland areas could ensure a higher yield of crops in addition to alleviating negative environmental indicators.

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Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Environmental Assessment of Dryland and Irrigated Winter Wheat Cultivation under Compost Fertilization Strategies

Amirahmadi,

Ghorbani,

Moudrý

et al. 2024

Plants

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“…Conclui-se que HF w apresenta desempenho semelhante a HF w/o , com a vantagem de abrigar compartimentos específicos para a biomassa, sem a retenção excessiva de lodo. são gerenciados e minimizados (LI et al, 2021;WANG et al, 2021;LAMOLINARA et al, 2022) Neste sentido, a digestão anaeróbia é uma das principais rotas consideradas para o tratamento de dejetos suínos, pelo fato de sistemas anaeróbios serem capazes de tratar elevadas cargas orgânicas com elevada eficiência e baixo nível tecnológico (SINGH et al, 2023). Esse processo permite a degradação da matéria orgânica do resíduo, em um ambiente sem a presença de oxigênio, tendo como resultado a produção de biogás e de digestato.…”

Section: Agradecimentosunclassified

Rotas de conversão de matéria orgânica em Biodigestores Lagoa Coberta (BLC) no tratamento de águas residuárias de suinocultura

Cruz

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O Biodigestor modelo Lagoa Coberta (BLC) é uma tecnologia amplamente adotada no Brasil para o tratamento de águas residuárias de suinocultura (ARS). Entretanto, pouco se sabe sobre as rotas de conversão de matéria orgânica nesses reatores e as perdas de metano existentes. Portanto, o objetivo da pesquisa foi investigar as rotas de conversão de matéria orgânica por meio de balanço de massa de DQO, sob diferentes condições operacionais, em BLCSs tratando ARS. O Artigo I focou no balanço em um BLC escala plena (V = 250 mº), localizado na UEPE em Suinocultura (Viçosa/MG). O monitoramento foi realizado em dois períodos (abril a julho e agosto a dezembro de 2022). As parcelas consideradas no balanço foram: (1) DQO convertida em CH4 no biogás; (11) DQO convertida em lodo e retida no reator; DQO convertida em lodo e perdida no efluente; (v) DQO convertida em CH4 e dissolvida no efluente e (vi) DQO não convertida e perdida no efluente. De acordo com os resultados, o BLC apresentou um período de estabilidade e outro de distúrbio devido à ressuspensão de sólidos da base. Apesar disso, o BLC manteve seu pH, alcalinidade total e razão AI/AP estáveis. O balanço apontou uma maior parcela de lodo retido no reator (50,0%), associada a um elevado aporte de material particulado, elevado TRH e reduzida interação entre substrato e biomassa. A DQO convertida em CH4 no biogás e dissolvido foram de 36,2% e 0,8%, respectivamente. Portanto, o acúmulo de lodo é visto como um desafio a ser superado e que as perdas de metano no efluente foram desprezíveis. O Artigo II comparou o desempenho e a produção de CH, de biodigestores de fluxo horizontal (HF) no tratamento de ARS a partir da introdução de agitação mecânica intermitente. O aparato experimental consistiu em 2 biodigestores em escala de bancada: HF w (com agitação) e HF wi (sem agitação). O período de experimento foi dividido em Fase I (dias 0-50) e Fase II (dias 51- 100). O balanço de massa considerou as mesmas parcelas do Artigo I. De acordo com os resultados, a Fase I foi definida pela saída de biomassa próxima às pás giratórias de HFw, ao contrário de HF w/o, que manteve os sólidos por meio da sedimentação. As taxas de hidrólise e metanogênese diferiram significativamente entre os reatores durante esta etapa, com menores taxas para HF y. Na Fase II, HF, começou a apresentar um efluente similar ao HF wo (p < 0.05). Isso mostra que o sistema se habituou à agitação, possuindo áreas definidas com biomassa (entre as pás giratórias) e sem biomassa (local das pás). As produções de CH4 também se equipararam o que traz novas perspectivas para evitar o acúmulo excessivo de lodo em biodigestores horizontais. O balanço mostrou que uma maior retenção de biomassa gera uma maior conversão de CH4 no biogás, com iínfimas parcelas de metano dissolvido em ambos os reatores. Conclui-se que HFyw apresenta desempenho semelhante a HF wo, com a vantagem de abrigar compartimentos específicos para a biomassa, sem a retenção excessiva de lodo. Palavras-chave: Digestão anaeróbia. Água residuária de suinocultura. Biodigestor lagoa coberta. Balanço de massa de DQO. Agitação intermitente.

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Phycoremediation and business prospects

Sivasubramanian,

Prasad

2024

Bioremediation and Bioeconomy

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Anaerobic digestion as a tool to manage eutrophication and associated greenhouse gas emission

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Environmental Assessment of Dryland and Irrigated Winter Wheat Cultivation under Compost Fertilization Strategies

Environmental Assessment of Dryland and Irrigated Winter Wheat Cultivation under Compost Fertilization Strategies

Rotas de conversão de matéria orgânica em Biodigestores Lagoa Coberta (BLC) no tratamento de águas residuárias de suinocultura

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