Stabilisation of the solid fraction of a digestate by composting and vermicomposting

The number of anaerobic digestion facilities has increased remarkably over the last years. Anaerobic digestion constitutes an advantageous process as compared to other waste treatment options because it allows the net withdrawal of energy while treating organic waste. A key step for the success of anaerobic digestion is the correct management of the final digestates produced. Digestates may constitute valuable soil amendments and/or fertilizers due to their high content in organic matter and plant nutrients. Nevertheless many digestates are not completely stabilised and may content human pathogens; therefore they cannot be applied to the soil directly without a previous stabilization treatment. Research into cost-efficient stabilization techniques for digestates is therefore essential for the adequate development and success of anaerobic digestion.

Further Authors:
Lazcano, C. - Fundación CETMAR
Rodríguez, E. - Universidad de Vigo
Taboada, J. - Fundación CETMAR

The objective of this work was to study the capacity of composting and vermicomposting to improve stability and to reduce pathogen content on an anaerobic digestate. Material used was the solid fraction of a digestate produced after mesophilic anaerobic digestion of a mixture of effluents from dairy (70%), effluents from canning (20%) and fish fat from canning (10%). Composting assays were carried out in 5 30L vessels. The digestate (9.7 kg) was mixed in 1:2 proportion (vol:vol) with chopped pruning remains. During the composting process temperature and oxygen concentration were monitored continuously. The composting assay was finished at the end of thermophilic phase and final samples were collected. Vermicomposting assays were carried out in 5 mesocosms of 5L. A mix of digestate and manure was used as a bed layer. Over the bed layer 1kg of digestate and 130gr of earthworms were placed. The vermicomposting assay was stopped at the end of active phase, when all the digestate was processed by the earthworms. Vermicompost samples were subsequently collected from each of the mesocosms. The control treatment consisted in 5 open vessels with 9 kg of digestate that were incubated at room temperature and without management for 17 days. Samples were collected from each experimental unit at the end of the composting, vermicomposting and control treatments and stored at 4°C for subsequent analysis. The main parameters analyzed in the samples were: moisture, organic matter, pH, electrical conductivity, ammonium (N-NH4 +), nitrate (N-NO3 -), respiration rate (AT4), dissolved organic carbon (DOC), dissolved organic nitrogen (DON), total carbon and nitrogen, nitrogen of the microbial biomass (MBN), E. coli and C. perfringens concentration. Data were analyzed through ANOVA and Tukey HSD posthoc test. Statistical analyses were carried out using STATISTICA for Windows. Results showed an improvement in some stability parameters. The respiration rate (AT4) decreased from 41.3mg O2/gr dry matter in the initial digestate to 16.4mg O2/gr dry matter after composting and 22.2 mg O2/gr dry matter after vermicomposting. Composting and vermicomposting trials had the capacity to reduce significantly ammonium concentrations respect to the control. Besides, vermicomposting increased nitrification of NH4 + to NO3 -, so, the NH4 +/NO3 - of fresh vermicompost was lower than 1. Meanwhile, the high initial levels of nitrogen were probably the reason why DOC/DON ratio in final compost and vermicompost were higher than the suggested limits of stability. The treatments did not reduce the pathogen abundance of the initial waste. The final material of composting and vermicomposting assays showed better stability values than initial digestate and than control material too. Yet many of these parameters did not meet the quality standards established in the Spanish and European legislations and thus, maturation phase is recommended to adjust NH4 +, DON/DOC, NH4 +/NO3 - ratios to more suitable values for agricultural purposes.



Copyright: © European Compost Network ECN e.V.
Quelle: Orbit 2012 (Juni 2012)
Seiten: 8
Preis inkl. MwSt.: € 8,00
Autor: S. Mato
Rubén Rodríguez

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