Reviewing the Anaerobic Digestion of Food Waste: From Waste Generation and Anaerobic Process to Its Perspectives

Abstract

La generación de residuos en general, y de residuos alimentarios en particular, es una de las grandes problemáticas actuales, ya que crece continuamente, alcanzando valores de hasta el 32% de todo alimento producido mundialmente. Existen distintas opciones para aplicar a la gestión de los residuos, siendo la Digestión Anaerobia una de las más viables y aptas por sus beneficios, incluyendo la producción de energía renovable en forma de biogás. Si los residuos alimentarios se digieren en los digestores anaerobios de depuradoras, se proporciona una solución común a ambos residuos. Asimismo, la co-digestión de fangos de Depuradora y residuo alimentario proporciona beneficios en términos de estabilidad de proceso, mejorando la capacidad de buffer del nitrógeno (por ejemplo) y la producción de biogás, que puede llegar a incrementarse en un 80%. El presente artículo revisa la digestión anaerobia de residuo alimentario desde su generación, composición y opciones de tratamiento, haciendo énfasis en el proceso, etapas, fases y parámetros limitantes y recolectando numerosas experiencias, estrictamente relacionadas a los residuos alimentarios. También se repasan los pretratamientos, al ser considerados un proceso innovador para la mejora de la producción de biogás y su contenido en metano. Se presenta una extensa colección de experiencias de pretratamientos, analizando los principios de acción, cuantificando la mejora y analizando su efecto, dando respuesta a si este es por una modificación en el sustrato, o por el aprovechamiento del efecto sinérgico, que puede llevar a incrementos en la generación de metano desde el 11% al 180%.

Discharge of waste in general, and food waste, in particular, is considered one of the major environmental problems today, as waste generation increases continuously, reaching values of 32% of all food produced worldwide. There are many different options that can be applied to the management and evaluation of waste treatment, and Anaerobic Digestion seems to be one of the most suitable solutions because of its benefits, including renewable energy generation in form of biogas. Moreover, if FW (food waste) is digested in anaerobic digesters from Waste Water Treatment Plants, a common solution is provided for both residues. Furthermore, co-digestion of food waste and sewage sludge provides benefits in terms of anaerobic process stability enhancing the buffer capacity of ammonia (for example) and biogas formation, which can be increased up to 80% when compared with monodigestion. The present paper reviews food waste anaerobic digestion from its generation, characteristics and different options for its management, and it does focus specifically on the anaerobic digestion and co-digestion process, stages, limiting rates and parameters, utilizing numerous experiences, strictly related to food waste. Pre-treatments are also considered as they are important and innovative for enhancing biogas production and its methane yield. The paper shows an extensive collection of pre-treatments, its basics, improving factors, and numerical data of biogas formation improvements that are related both to substrate modification and to the synergistic effect of co-digestion, which could lead to an increase of methane production from 11% to 180%.