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Gembloux Agro-Bio Tech (GxABT)
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Mémoire

Anaerobic Digestion: Strategies for Increasing Biogas Production Performance in Halophilic Conditions

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Mendiola, Carla Angeli ULiège
Promoteur(s) : Richel, Aurore ULiège
Date de soutenance : 23-jui-2025 • URL permanente : http://hdl.handle.net/2268.2/23365
Détails
Titre : Anaerobic Digestion: Strategies for Increasing Biogas Production Performance in Halophilic Conditions
Auteur : Mendiola, Carla Angeli ULiège
Date de soutenance  : 23-jui-2025
Promoteur(s) : Richel, Aurore ULiège
Membre(s) du jury : SAULOU-BÉRION, Claire 
Baumberger, Stéphanie 
Riggio, Silvio 
Langue : Anglais
Nombre de pages : 80
Mots-clés : [en] anaerobic digestion
[en] microbial adaptation
[en] inoculum selection
[en] acclimation
[en] halophilic methanogenesis
Discipline(s) : Ingénierie, informatique & technologie > Ingénierie chimique
Commentaire : Désolé pour le changement. Je telecharger le version avant pour mon these. J'essaye changer le document hier, mais il y a pas des options.
Organisme(s) subsidiant(s) : Erasmus Mundus Joint Master's on Biological and Chemical Engineering for a Sustainable Bioeconomy
Centre(s) de recherche : Suez
Intitulé du projet de recherche : Anaerobic Digestion: Strategies for Increasing Biogas Production Performance in Halophilic Conditions
Public cible : Chercheurs
Professionnels du domaine
Institution(s) : Université de Liège, Liège, Belgique
Diplôme : Master en bioingénieur : chimie et bioindustries, à finalité spécialisée
Faculté : Mémoires de la Gembloux Agro-Bio Tech (GxABT)

Résumé

[en] Anaerobic digestion (AD) is a common technology leading sustainable waste management and renewable energy recovery. However, high salinity in feedstocks significantly hinders its efficiency. This study evaluates strategies to optimize methanogenesis under halophilic conditions, focusing on inoculum selection and acclimation strategy. A methanogen database analysis revealed that while non-halophiles dominate mesophilic species, moderate halophiles exhibit higher growth rates (median: 0.12 h⁻¹ vs. 0.03 h⁻¹ for non-halophiles) and salt tolerance, positioning them as key species for a feasible saline methanogenesis. More importantly, hydrogenotrophic methanogens, prevalent in mesophilic systems, is a critical metabolic pathway for methane production.
Kinetic experiments using solar saltern sediments and landfill leachate inocula under 0.3–1.1 M salt stress (Na⁺/K⁺/NH₄⁺ = 76/16/8 mol%) demonstrated different results: solar saltern sediments produced methane using different substrates at 0.3 M with low rates (acetate: 2.56 NmL/gVS/d; propionate: 3.64 NmL/gVS/d) and prolonged lag phases (>70 days), while landfill leachate achieved higher methane production at 0.3 M (qCH₄ₘₐₓ = 82.86 NmL/gVS/d) after 2 days of lag phase but was inhibited severely and had longer lag phase (35 days) at 0.5 M (qCH₄ₘₐₓ = 6.08 NmL/gVS/d). Acclimation of solar saltern sediments to 0.7 M salinity enabled production (specific biogas yield: 19.62 NmL/gVS by day 85), whereas non-adapted industrial digestate and mixed inocula have longer lag phases and limited methane output. These results highlight the critical role of inoculum origin and acclimation in overcoming osmotic stress, which provides essential insights for designing halophilic AD systems. Microbial adaptation protocols and good inoculum selection are crucial for enhancing biogas recovery from saline feedstocks.


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Taille: 587.5 kB
Format: Adobe PDF

Auteur

  • Mendiola, Carla Angeli ULiège Université de Liège > Gembloux Agro-Bio Tech

Promoteur(s)

Membre(s) du jury

  • SAULOU-BÉRION, Claire AgroParisTech > Sciences et Procédés des Aliments et Bioproduits (SPAB)
  • Baumberger, Stéphanie AgroParisTech > Agrosciences > Professor
  • Riggio, Silvio Suez > Suez DUI - CIRSEE – BioResources Cluster > Water and Waste Management








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