Upcoming trends of processing waste activated sludge. Preparation of volatile fatty acids (a review)
Authors: Кофман В.Я. 
Published: January 2022

Среди способов получения из активного ила продуктов с большей добавленной стоимостью, производство которых при этом не связано с выбросом парниковых газов, в качестве реальной альтернативы производству биогаза рассматривают анаэробное сбраживание избыточного активного ила с получением в качестве конечного продукта летучих жирных кислот, которые в традиционном процессе являются промежуточным продуктом получения метана. Рассмотрены основные факторы, влияющие на показатели производства летучих жирных кислот, в числе которых значение рН, температура, соотношение C/N, продолжительность процесса, нагрузка ферментера по органическим веществам, присутствие микроэлементов. Эффективным способом увеличения выхода летучих жирных кислот является совместное сбраживание избыточного активного ила с субстратами с высоким содержанием органического углерода (пищевые отходы, кукурузная солома, навоз, сточные воды молочного и целлюлозно-бумажного производства, фильтрат полигонов твердых бытовых отходов), а также способы предварительной обработки: физические (ультразвуковые, микроволновые, термические), химические (щелочная обработка, свободная азотистая кислота, металлическое железо, пероксомоносульфат др.) и биологические (биологические поверхностно-активные вещества, гидролитические ферменты, гидролитические бактерии). Представлены основные области применения летучих жирных кислот, в числе которых получение среднецепочечных жирных кислот, производство полигидроксиалканоатов, белка одноклеточных организмов, электроэнергии, водорода, а также использование в качестве источника углерода в процессе биологического удаления азота.

Among the methods of obtaining products with higher added value from waste activated sludge, produced avoiding the emission of greenhouse gases, anaerobic digestion is considered as a viable alternative to biogas production to obtain volatile fatty acids as the final product, that are an intermediate product of methane production in the traditional process. The main factors affecting the production of volatile fatty acids are considered, including pH value, temperature, C/N ratio, process duration, organic matter load of the fermenter, and the presence of microelements. An effective way of increasing the yield of volatile fatty acids is the combined digestion of waste activated sludge and substrates with a high organic carbon concentration (food waste, corn stover, manure, wastewater from dairy and pulp-and-paper production, filtrate from solid waste landfills), as well as pretreatment methods: physical (ultrasonic, microwave, thermal), chemical (alkaline treatment, free nitrous acid, metallic iron, peroxomonosulfate, etc.) and biological (biological surfactants, hydrolytic enzymes, hydrolytic bacteria) ones. The main fields of application of volatile fatty acids are presented including the preparation of medium-chain fatty acids, the production of polyhydroxyalkanoates, protein of single-cell organisms, electricity, hydrogen, as well as the use as a carbon source in the process of biological nitrogen removal.