Biotechnology of intensive aerobic conversion of sewage sludge and food waste into fertilizer

  • J. Y. Wang
  • O. Stabnikova
  • S. T. L. Tay
  • V. Ivanov
  • J. H. Tay
2004 - Water Science and Technology
Palavras-chave: Bioconversão aeróbica, fertilizante, resíduos alimentares, lodo de esgoto, bactérias termofílicas
Termos de indexação: Reciclagem, redução de carbono orgânico, biotecnologia, reator aeróbico, germinação, carbono orgânico
 

Resumo

Foi desenvolvida uma biotecnologia para a bioconversão aeróbica intensiva de lodo de esgoto e resíduo alimentar em fertilizante. Os resíduos foram tratados em um reator fechado sob aeração controlada, agitação, pH e temperatura a 60°C, após adição da cultura bacteriana inicial Bacillus thermoamylovorans. A biodegradação do lodo de esgoto foi estudada pela diminuição dos sólidos voláteis (SV), teor de carbono orgânico e autofluorescência da coenzima F420. A degradação da biomassa anaeróbica foi mais rápida do que a biodegradação da matéria orgânica total. O melhor fertilizante foi obtido quando o lodo de esgoto foi pré-tratado termicamente, misturado com resíduo alimentar, giz e agente de volume artificial. O teor de sólidos voláteis e o teor de carbono orgânico diminuíram 24,8% e 13,5% dos sólidos totais, respectivamente, durante dez dias de bioconversão. O fertilizante era um pó com teor de umidade de 5%. Era estável e não tóxico para a germinação de sementes de plantas. A adição de 1,0 a 1,5% deste fertilizante ao subsolo aumentou o crescimento de diferentes plantas testadas em 113 a 164%. A biotecnologia pode ser aplicada em maior escala para a reciclagem de lodo de esgoto e resíduos alimentares em Singapura.

 

Abstract

Biotechnology for intensive aerobic bioconversion of sewage sludge and food waste into fertilizer was developed. The wastes were treated in a closed reactor under controlled aeration, stirring, pH, and temperature at 60¡C, after addition of starter bacterial culture Bacillus thermoamylovorans. The biodegradation of sewage sludge was studied by decrease of volatile solids (VS), content of organic carbon and autofluorescence of coenzyme F420. The degradation of anaerobic biomass was faster than biodegradation of total organic matter. The best fertilizer was obtained when sewage sludge was thermally pre-treated, mixed with food waste, chalk, and artificial bulking agent. The content of volatile solid and the content of organic carbon decreased at 24.8% and 13.5% of total solids, respectively, during ten days of bioconversion. The fertilizer was a powder with moisture content of 5%. It was stable, and not toxic for the germination of plant seeds. Addition of 1.0 to 1.5% of this fertilizer to the subsoil increased the growth of different plants tested by 113 to 164%. The biotechnology can be applied in larger scale for the recycling of sewage sludge and food wastes in Singapore.

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