嫌気性消化プロセスにおける微量元素複合体のADM1ベースの数学モデル

この研究では、嫌気性消化モデルNo.1（ADM1）アプローチに基づく新しいモデルが提案されており、微量元素（TES）の錯体形成、沈殿、嫌気性バッチメタン生産への影響をシミュレートしています。VFAおよびEDTAとのTES錯化反応は、TEの降水/溶解反応と生分解プロセスを考慮する拡張ADM1モデルに組み込まれています。運動モデルは、提案された嫌気性消化（AD）モデルの成分を構成する90の状態変数のダイナミクスを追跡します。複合反応の組み込みには、ADM1フレームワークに新しい無機成分（EDTA種）の定義と新しい錯化プロセス率が必要でした。追加のコンポーネントの効果を考慮するために、電荷残高が修正されました。新しいモデルは、次のことを予測することができます。a）メタン産生に対するTe-EDTA/VFA複合体の効果、およびb）プロセス性能に対する初期カルシウムおよびマグネシウム濃度の効果。

In this study, a new model based on anaerobic digestion model no.1 (ADM1) approach has been proposed to simulate trace elements (TEs) complexation, precipitation and their effect on the anaerobic batch methane production. TEs complexation reactions with VFAs and EDTA have been incorporated in an extended ADM1 model which considers TE precipitation/dissolution reactions as well as biodegradation processes. The kinetic model tracks the dynamics of 90 state variables which constitute the components of the proposed anaerobic digestion (AD) model. The incorporation of the complexation reactions required the definition of new inorganic components (EDTA species) and new complexation process rates in the ADM1 framework. The charge balance was modified accordingly to consider the effects of the additional components. The new model is able to predict: a) the effect of TE-EDTA/VFA complexation on methane production, and b) the effect of the initial calcium and magnesium concentrations on process performance.