Publication: Development of indigenous biofilm for pre-treatment of palm oil mill effluent and biogas production
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Nurul Alia Fazil | en_US |
dc.contributor.supervisor | Md. Zahangir Alam, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Mariatul Fadzillah Mansor, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Azlin Suhaida Azmi, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-08T03:18:04Z | |
dc.date.available | 2024-10-08T03:18:04Z | |
dc.date.issued | 2021 | |
dc.description.abstract | The process of producing crude palm oil required lots of water, creating a massive organic wastewater called palm oil mill effluent (POME). Current application favoured open ponding system which effectively treats POME to a safe level before release to the environment but have poor methane production. This research aims to develop indigenous biofilm for pre-treatment of POME in order to improve biogas production. Bacteria producing biofilm were isolated from local sources such as POME, palm kernel cake and food waste compost available in International Islamic University Malaysia (IIUM). Two bacterial isolates, Bacillus cereus and Bacillus substilis have been identified as biofilm producing bacteria with ability to excrete hydrolytic enzymes. Biofilm production was detected with crystal violet staining on the wall of the 96 well microplate containing bacterial cultures. Further study on biofilm screening showed better biofilm production for mixed bacterial cultures compared to the single culture. Addition of biofilm carrier, granular activated carbon (GAC) immobilized and mixture of identified Bacillus strains was found to 75% of removal of lipid content in POME compared to the control POME for hydrolysis analysis. Optimization of hydrolysis process of POME was done using Design Expert Software by Face Centered Central Composite Design (FCCCD) with two manipulated variables of total suspended solids (TSS) of POME and biofilm carrier (GAC) amount. Optimization of hydrolysis process indicated that the system was effective at 0.93% (volume of Total suspended solids/Total Volume) TSS value with no significant amount of biofilm needed. The analysis of variance (ANOVA) has showed value at R2 = 0.8968 which was significant to the regression line of this model. Anaerobic digestion of biofilm mediated hydrolysed POME for biogas production was done suing One Factor at a Time (OFAT) method with two variables tested, inoculum ratio and hydraulic retention time (HRT). Anaerobic digestion of POME was found to give highest yield of gas produced for inoculum ratio of 10% (volume of activated sludge/total volume) and HRT of 25 days. Comparison study showed significant increase in volume of biogas yield by 81.92% and 52.67% to anaerobic digestion of raw POME and non-biofilm mediated POME respectively. The COD removal of the effluent was obtained within range of 85-92%. The methane content in the biogas was found to be at 79 – 84% (v/v). Positive achievement of this study will be helpful in managing the POME waste in this country by having more enhanced biogas production as a new source of energy. | en_US |
dc.description.abstractarabic | تتطلب عملية إنتاج زيت النخيل الخام الكثير من الماء ممّا يؤدّي إلى إنتاج كميات ضخمة من مياه الصرف العضوية تسمى نفايات مطحنة زيت النخيل (POME). يُفضِّل التطبيق الحالي نظام الحوض المفتوح والذي يعالج POME إلى مستوى آمن قبل إطلاقه إلى البيئة ولكنّه يتميز بإنتاج رديء لغاز الميثان. يهدف هذا البحث إلى تطوير أغشية حيوية فِطريّة لمعالجة POME من أجل تحسين إنتاج الغاز الحيوي. لذلك تمّ عزل البكتيريا المنُتِجة للغشاء الحيوي من مصادر محلية مثل POME وكعكة نواة النخيل وسماد نفايات الطعام المتوفر في الجامعة الإسلامية العالمية بماليزيا (IIUM). وتمّ التعرف على اثنتين من العزلات البكتيرية، Bacillus cereus و Bacillus subilis على أنها بكتيريا منتجة للغشاء الحيوي مع القدرة على إفراز الإنزيمات المحُلِّلة. وتمّ الكشف عن إنتاج الغشاء الحيوي (البيوفيلم) بواسطة الصبغ البنفسجي المتبلور على جدار صفيحة المعايرة الدقيقة (96 فراغاً) التي تحتوي على المزارع البكتيرية. وأظهرت دراسة لاحقة حول تحرِّي الأغشية الحيوية إنتاجًا أفضل للبيوفيلم للمزارع البكتيرية المختَلَطة مقارنةً بالمنفردة. وتمّ العثور على أنّ إضافة البيوفيلم والكربون المنشط الحبيبي (GAC) المثبّت ومزيج من سلالات البكتيريا العصوية المحددة Bacillus أدّى إلى إزالة 75% من محتوى الدهون في POME في مقابل عينة المقارنة المتحللة. وتمّ تحسين عملية تحلّل POME باستخدام برنامج Design Expert من خلال التصميم المركب المركزي (FCCCD) مع متغيرين معالجَين هما إجمالي المواد الصلبة العالقة (TSS) في عينة POME وكمية الناقل الحيوي (GAC). وأشار تحسين عملية التحلل إلى أن النظام كان فعالاً عند 0.93% من قيمة TSS (حجم إجمالي المواد الصلبة العالقة/ الحجم الإجمالي) دون الحاجة إلى كمية كبيرة من البيوفيلم. كما أعطى تحليل التباين (ANOVA) قيمةR2 عند 0.8968 مما له كبير الأثر في خط الانحدار لهذا النموذج. وتمّ إجراء الهضم اللاهوائي لـــــعينة POME المتحللة بواسطة البيوفيلم لإنتاج الغاز الحيوي باستخدام طريقة عامل واحد في وقت (OFAT) مع متغيرين تم اختبارهما، وهما نسبة اللقاح و زمن المكوث الهيدروليكي (HRT). وأنتج الهضم اللاهوائي لـعينة POME أعلى مردود للغاز عند نسبة لقاح 10% (حجم الحَمْأة المنُشَّطة/الحجم الكلي) و HRT لمدة 25 يومًا. كما أظهرت دراسة المقارنة زيادة كبيرة في حجم إنتاج الغاز الحيوي بنسبة 81.92% و 52.67% في الهضم اللاهوائي لـعينة POME الخام وغير المنشّط بواسطة البيوفيلم على التوالي. وتمّ الحصول على إزالة COD من النفايات السائلة بنسبة 85-92%، بينما كان محتوى الميثان في الغاز الحيوي 79-84% (حجم/حجم). إنّ الإنجاز الإيجابي لهذه الدراسة يمكن أن يكون مفيدًا في إدارة نفايات POME في هذا البلد من خلال زيادة إنتاج الغاز الحيوي المحسّن كمصدر جديد للطاقة. | en_US |
dc.description.callnumber | t TD 899 O54 N974D 2021 | en_US |
dc.description.identifier | Thesis : Development of indigenous biofilm for pre-treatment of palm oil mill effluent and biogas production / by Nurul Alia Binti Fazil | en_US |
dc.description.identity | t11100484137NurulAliaBintiFazil | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering | en_US |
dc.description.nationality | Malaysian | en_US |
dc.description.notes | Thesis (MSBTE)--International Islamic University Malaysia, 2021. | en_US |
dc.description.physicaldescription | xvi, 83 leaves : color illustrations ; 30cm. | en_US |
dc.description.programme | Master of Science (Biotechnology Engineering) | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/7113 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2021 | en_US |
dc.subject.lcsh | Palm oil industry -- Waste disposal | en_US |
dc.subject.lcsh | Environmental protection | en_US |
dc.title | Development of indigenous biofilm for pre-treatment of palm oil mill effluent and biogas production | en_US |
dc.type | Master Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
Original bundle
License bundle
1 - 1 of 1