References

alternative

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)

1608-8298

Международный издательский дом научной периодики "Спейс

10.15518/isjaee.2025.03.083-102

alternative-2616

Research Article

IV. ВОДОРОДНАЯ ЭКОНОМИКА 12. Водородная экономика. 12-5-12-0 Новые способы получения водорода

IV. HYDROGEN ECONOMY 12. Hydrogen economy. 12-5-12-0 Novel hydrogen production methods

Влияние кратности подачи предварительно обработанного в аппарате вихревого слоя субстрата на эффективность получения биоводорода в процессе темновой ферментации

The effect of different feeding rates of substrate pretreated in a vortex layer apparatus on dark fermentative biohydrogen production

https://orcid.org/0000-0002-1983-3454

Ковалев

А. А.

Kovalev

A. A.

Андрей Александрович Ковалев, главный научный сотрудник, доктор технических наук

лаборатория биоэнергетических технологий

109428; 1-й Институтский проезд, 5; Москва

Образование: Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ) 2009 г., инженер; Область научных интересов: возобновляемые источники энергии; анаэробная переработка отходов животноводства, производство биогаза из биомассы; теплоэнергетические установки; тепломассообмен; Публикации: более 200; Индекс Хирша: РИНЦ – 18; Scopus – 15; Researchgate – 18; Researcher ID: F-7045-2017; Scopus Author ID: 57205285134

+79263477955

Andrey Alexandrovich Kovalev, chief researcher, doctor of technical sciences

laboratory of bioenergy technologies

109428; 1-y Institutskiy proezd, 5; Moscow

Education: Moscow state University of railway engineering (MIIT) 2009, engineer; Area of scientific interests: renewable energy; anaerobic digestionof animal waste; biogas production from biomass heat and power plants;heat and mass transfer. Publications: more than 200

+79263477955

kovalev_ana@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-3603-3686

Ковалев

Д. А.

Kovalev

D. A.

Дмитрий Александрович Ковалев, заведующий лабораторией, кандидат технических наук

лаборатория биоэнергетических технологий

109428; 1-й Институтский проезд, 5; Москва

Образование: Московский государственный индустриальный университет (МГИУ) 2003 г., инженер; Область научных интересов: возобновляемые источники энергии; анаэробная переработка отходов животноводства; технические инновации в сельском хозяйстве и защите окружающей среды; производство биогаза из биомассы; Публикации: более 200; Индекс Хирша: РИНЦ – 17; WoS – 8; Researcher ID: K-4810-2015

Dmitry Alexandrovich Kovalev, head of the laboratory, candidate of technical sciences

laboratory of bioenergy and supercritical technologies

109428; 1-y Institutskiy proezd, 5; Moscow

Education: Moscow state industrial University (MSIU) 2003, engineer; Area of scientific interests: renewable energy; anaerobic digestion of animal waste; technical innovations in agriculture and environmental protection; the production of biogas from biomass; Publications: more than 200

https://orcid.org/0000-0002-4689-843X

Панченко

В. А.

Panchenko

V. A.

Владимир Анатольевич Панченко, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры, старший научный сотрудник

лаборатория Федерального научного агроинжнерного центра ВИМ

127994; ул. Образцова, д. 9; Москва

Образование: Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана. 2009 г., инженер; Область научных интересов: возобновляемая энергетика; трёхмерное моделирование; электротранспорт; циклическая экономика и устойчивое развитие; Публикации: более 300; Индекс Хирша: РИНЦ – 20; Scopus – 7; WoS – 10; ResearcherID: P-8127-2017; Scopus Author ID: 57201922860; Web of Science ResearcherID: AAE-1758-2019

Vladimir Anatolyevich Panchenko, candidate of technical sciences, associate professor, senior researcher

Laboratory of the Federal Scientific Agroengineering Center VIM

127994; ul. Obraztsova, d. 9; Moscow

Education: Moscow State Technical University named after N. E. Bauman, 2009, engineer; Area of scientific interests: renewable energy; 3D modeling; electric transport; circular economy and sustainable development; Publications: more than 300

https://orcid.org/0000-0002-3847-2260

Вивекананд

Vivekanand

Вивекананд Вивекананд, доцент

302017; Раджастхан; Джайпур

Область научных интересов: биохимически ориентированный универсальный биотехнолог в области лигноцеллюлозной биомассы, водорослей, молочной промышленности для биоэнергетического и биохимического производства. Биомасса, биоэнергия, биогаз, устойчивые энергетические ресурсы; Публикации: 63; Индекс Хирша: WoS – 43; Scopus Author ID: 57211114758

Vivekanand Vivekanand, Assistant Professor

Center for Energy and Environment

302017; Rajasthan; Jaipur

Area of scientific interests: biochemically oriented versatile biotechnologist in the area of lignocellulosic biomass, seaweed, dairy industry for bioenergy and biochemical production. Biomass, Bioenergy, Biogas, Sustainable Energy Resources; Publications: 63

Парик

Нидхи

Pareek

Nidhi

Нидхи Парик, доцент

Школа естественных наук; кафедра микробиологии; Лаборатория микробного катализа и технологических процессов

305817; Раджастхан; Аджмер

Область научных интересов: микробиология; морская биология; биотехнология; ферментация; биомасса; биоэнергетика; биогаз; устойчивые энергетические ресурсы; Публикации: 53; Индекс Хирша: WoS – 33

Nidhi Pareek, Assistant Professor

School of Life Sciences; Department of Microbiology; Laboratory of Microbial Catalysis and Process Engineering; Microbial Catalysis and Process Engineering Laboratory

305817; Rajasthan; Ajmer

Area of scientific interests: мicrobiology; marine biology; biotechnology; fermentation; biomass; bioenergy; biogas; sustainable energy resources; Publications: 53

Масакапалли

Шьям Кумар

Masakapalli

Shyam Kumar

Шьям Кумар Масакапалли, доцент

Школа фундаментальных наук; Центр BioX

175075; Химачал-Прадеш; Манди; Каманд

Область научных интересов: метаболическая системная биология растений и микробных систем. Подходы метаболомики и флюксомики, интегрированные с платформами ГХ-МС и ЯМР. Клеточный метаболизм, фитохимия, биопереработка и агротехнологии. Системная биология; биотехнология; сельскохозяйственное растениеводство; микробиология; Публикации: 69; Индекс Хирша: WoS – 19

Shyam Kumar Masakapalli, Assistant Professor

School of Basic Sciences; BioX Center

175075; Himachal Pradesh; Mandi; Kamand

Area of scientific interests: metabolic systems biology of plant and microbial systems. metabolomics and fluxomics approaches integrated with GC-MS and NMR platforms is allowing us to better understand cellular metabolic phenotypes. Challenging R & D projects are ongoing in the areas of cellular metabolism; phytochemistry; bioprocessing and agrotechnologies; Publications: 69

https://orcid.org/0000-0002-5525-0459

Журавлева

Е. А.

Zhuravleva

E. A.

Елена Александровна Журавлева, науч. сотр., лаборатории микробиологии антропогенных мест обитания, канд. биол. наук

Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского

Образование: Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, 2019 г., микробиолог; Область научных интересов: анаэробные микроорганизмы; метаногенные сообщества микроорганизмов; метаногенез; органические отходы; очистка сточных вод; прямой межвидовой перенос электронов; синтрофия; Публикации: более 30; Индекс Хирша: РИНЦ – 7; Scopus – 11; WoS – 10; Researcher ID: JBS-4297-2023; Scopus Author ID: 57216346570

119071; Ленинский пр-т, дом 33, строение 2; Москва

Тел.: (495) 954-52-83

Elena Alexandrovna Zhuravleva, researcher, postgraduate, PhD

Laboratory of Microbiology of Anthropogenic Habitats

119071; Leninsky Prospekt, building 33, building 2; Moscow

tel.: (495) 954-52-83

Education: Lomonosov Moscow State University, 2019, microbiologist; Area of scientific interests: anaerobic microorganisms; methanogenic communities of microorganisms; methanogenesis; organic waste; waste-water treatment; direct interspecies electron transfer; syntrophy; Publications: more than 30

https://orcid.org/0000-0001-8215-2814

Лайкова

А. А.

Laikova

A. A.

Александра Алексеевна Лайкова, младший научный сотрудник, аспирант

Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского; лаборатория микробиологии антропогенных мест обитания

119071; Ленинский пр-т, дом 33, строение 2; Москва

Образование: Московский Государственный Университет имени М. В. Ломоносова, 2023 г., микробиолог; Область научных интересов: биоводород; биогаз; биогитан; осадки сточных вод; анаэробная ферментация; биотехнология; анаэробная переработка отходов; водородпродуцирующие бактерии; метаногенное сообщество; Публикации: более 15; Индекс Хирша: РИНЦ – 6; Scopus – 6; WoS – 6; Researcher ID: IVU-7977-2023; Scopus Author ID: 58044317600

Тел.: (495) 954-52-83

Alexandra Alekseevna Laikova, junior researcher, PhD student

Laboratory of Microbiology of Anthropogenic Habitats

119071; Leninsky Prospekt, building 33, building 2; Moscow

tel.: (495) 954-52-83

Education: M. V. Lomonosov Moscow State University, 2023, Microbiologist; Area of scientific interests: biohydrogen; biogas; biohythane; sewage sludge; anaerobic fermentation; biotechnology; anaerobic conversion of waste; hydrogen-producing bacteria; methanogenic community; Publications: more than 15

https://orcid.org/0000-0002-7458-0031

Шехурдина

С. В.

Shekhurdina

S. V.

Светлана Витальевна Шехурдина, младший научный сотрудник, аспирант

лаборатория микробиологии антропогенных мест обитания

Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского

119071; Ленинский пр-т, дом 33, строение 2; Москва

Образование: Московский Государственный Университет имени М. В. Ломоносова (МГУ), 2023 г., микробиолог; Область научных интересов: анаэробное сбраживание; прямой межвидовой перенос электронов; анаэробные микроорганизмы; метаногенные сообщества; метаногенез; биогаз; анаэробная переработка органических отходов; Публикации: более 15; Индекс Хирша: Scopus – 7, WoS – 7; Scopus Author ID: 57564192200; Researcher ID: JZW-4863-2024

Тел.: (495) 954-52-83

Svetlana Vitalievna Shekhurdina, junior researcher, PhD student

Laboratory of Microbiology of Anthropogenic Habitats

119071; Leninsky Prospekt, building 33, building 2; Moscow

Education: Lomonosov Moscow State University (MSU), 2021, Microbiologist; Area of scientific interests: anaerobic digestion, direct interspecies electron transfer (DIET), anaerobic microorganisms, methanogenic communities, methanogenesis, biogas, anaerobic processing of organic waste; Publications: more than 15

tel.: (495) 954-52-83

https://orcid.org/0009-0006-0931-8789

Иваненко

А. А.

Ivanenko

A. A.

Артем Александрович Иваненко, инженер, бакалавр

Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского; биологический факультет; лаборатория микробиологии антропогенных мест обитания

119071; Ленинский пр-т, дом 33, строение 2; 119899; Ленинские Горы, 1, строение 12; Москва

Образование: Московский Государственный Университет имени М. В. Ломоносова, 2024 г., экология и природопользование; Область научных интересов: биогаз; биоводород; анаэробная переработка отходов; биотехнология; метаногенные сообщества микроорганизмов; Публикации: более 5; Индекс Хирша: Scopus – 2; Researcher ID: JAX-4154-2023

Тел.: (495) 954-52-83

Artem Alexandrovich Ivanenko, engineer, bachelor

Department of Biology; Laboratory of Microbiology of Anthropogenic Habitats

119071; Leninsky Prospekt, building 33, building 2; 119899; Leninskie Gory, 1, building 12; Moscow

Education: M. V. Lomonosov State University, 2024, ecology and environmental management; Area of scientific interests: biogas; biohydrogen; anaerobic conversion of waste; biotechnology; methanogenic community; biorefinery; Publications: more than 5

tel.: (495) 954-52-83

https://orcid.org/0000-0002-5457-4603

Литти

Ю. В.

Litti

Yu. V.

Юрий Владимирович Литти, заведующий лабораторией, кандидат биологических наук

Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского; лаборатория микробиологии антропогенных мест обитания

119071; Ленинский пр-т, дом 33, строение 2; Москва

Образование: Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева (РХТУ) 2008 г., инженер; Область научных интересов: анаэробные микроорганизмы; метаногенные сообщества микроорганизмов; метаногенез; твердые органические отходы; очисткасточных вод; нитрификация; денитрификация; процесс анаммокс; анаммокс-бактерии; Публикации: более 80; Индекс Хирша: РИНЦ – 19;Scopus – 19; WoS – 18; Researcher ID: C-4945-2014; Scopus Author ID: 55251689800

Тел.: (495) 954-52-83

Yuri Vladimirovich Litti, Head of Laboratory, Candidate of Biological Sciences

Laboratory of Microbiology of Anthropogenic Habitats

119071; Leninsky Prospekt, building 33, building 2; Moscow

Education: D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia(MUCTR) 2008, engineer; Area of scientific interests: anaerobic microorganisms; methanogenic communities of microorganisms;methanogenesis; solid organic waste; wastewater treatment; nitrification; denitrification; anammox process; anammox bacteria; Publications: more than 80

tel.: (495) 954-52-83

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»РоссияFederal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»Russian Federation

Российский университет транспортаРоссияRussian University of TransportRussian Federation

Национальный технологический институт Малавии; Центр энергетики и окружающей средыИндияMalaviya National Institute of TechnologyIndia

Центральный университет РаджастханаИндияCentral University of RajasthanIndia

Индийский технологический институтИндияIndian Institute of TechnologyIndia

Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наукРоссияInstitute of Microbiology named after S. N. Vinogradsky, Federal Research Center «Fundamentals of Biotechnology» of the Russian Academy of SciencesRussian Federation

Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук; Московский государственный университет имени М. В. ЛомоносоваРоссияInstitute of Microbiology named after S. N. Vinogradsky, Federal Research Center «Fundamentals of Biotechnology» of the Russian Academy of Sciences; Lomonosov Moscow State UniversityRussian Federation

2025

20042025

0383102

2025

Международный издательский дом научной периодики "Спейс

https://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNotice

https://www.isjaee.com/jour/article/view/2616

Процесс темновой ферментации (ТФ) представляет значительный интерес для получения биоводорода из органических отходов. Однако промышленное внедрение ТФ все еще ограничено ввиду недостаточно высокой эффективности этого процесса. В данной работе было исследовано влияние разной кратности подачи субстрата (1; 1,5 и 3 сут-1, что соответствовало времени между загрузками 24, 16 и 8 ч) в биореактор ТФ на основные характеристики процесса при постоянном значении гидравлического времени удержания (HRT) и нагрузки по органическому веществу (OLR), равным 1 сутки и 24 г ОВ/(л·сут), соответственно. Для увеличения общей скорости образования и удельного выхода водорода, субстрат подвергался предварительной обработке в аппарате вихревого слоя (АВС). Удельный (HY) и объемный (HPR) выходы, содержание водорода в биогазе (Н2) и содержание растворенного железа в субстрате были наибольшими при кратности подачи субстрата 3 сут-1 (8 часов между подачей субстрата) и составили 618 ± 225 мл/г ОВ, 14,84 ± 5,4 л/(л·сут), 54,8 ± 4,4 %, и 51,5 ± 38,9 мг/л соответственно. Основным продуцентом водорода в микробном сообществе (более 80 %) был род Thermoanaerobacterium. Таким образом, было продемонстрировано, что использование наибольшей кратности подачи субстрата (что соответствует наименьшему времени между загрузками), предобработанного в АВС, обеспечивает наибольшую стабильность и эффективность процесса ТФ. Полученные результаты имеют существенное значение для дальнейшего совершенствования технологии ТФ и могут быть применены при масштабировании процесса в будущем.

The dark fermentation (DF) process is of considerable interest for the production of biohydrogen from organic waste. However, industrial implementation of DF is still limited due to the insufficiently high efficiency of this process. In this work, the effect of different substrate feeding rates (1; 1,5 and 3 d-1, which corresponded to the time between loadings of 24, 16 and 8 h) in the DF bioreactor on the main characteristics of the process was investigated at a constant value of the hydraulic retention time (HRT) and organic loading rate (OLR) equal to 1 day and 24 g VS/(L day), respectively. To increase the overall hydrogen production rate and hydrogen yield, the substrate was pre-treated in a vortex layer apparatus (VLA). Hydrogen yield (HY), hydrogen production rate (HPR), hydrogen content (H2) in biogas and dissolved iron content in the substrate were the highest at a substrate feeding rate of 3 d-1 (8 h between substrate feeds) and amounted to 618 ± 225 ml/g VS, 14,84 ± 5,4 l/(l day), 54,8 ± 4,4 %, and 51,5 ± 38,9 mg/L, respectively. The main hydrogen producer in the microbial community (more than 80 %) was the genus Thermoanaerobacterium. Thus, it was demonstrated that the use of the highest feeding rate of the substrate (which corresponds to the shortest time between loadings) pretreated in the VLA provides the greatest stability and efficiency of the DF process. The obtained results are of significant importance for further improvement of the DF technology and can be applied when scaling the process in the future.

анаэробная биоконверсиябиоводородтемновая ферментациякратность подачи субстратааппарат вихревого слояпредобработкапищевые отходы

anaerobic bioconversionbiohydrogendark fermentationsubstrate feeding ratevortex bed apparatuspretreatmentfood waste

References1

Abu Hatab A., Cavinato M. E. R., Lindemer A., Lagerkvist C. -J. Urban Sprawl, Food Security and Agricultural Systems in Developing Countries : A Systematic Review of the Literature. Cities 2019; 94:129-142. doi: 10.1016/j.cities.2019.06.001.

United Nations Environment Programme 2021. Food Waste Index Report. – 2021. Nairobi.

Sinha S., Tripathi P. Trends and Challenges in Valorisation of Food Waste in Developing Economies: A Case Study of India. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering. 2021; 4:100162. doi: 10.1016/j.cscee.2021.100162.

Filimonau V., Ermolaev V. A. A Sleeping Giant? Food Waste in the Foodservice Sector of Russia // Journal of Cleaner Production. – 2021; 297:126705. doi: 10.1016/j.jclepro.2021.126705.

Scherhaufer S., Moates G., Hartikainen H., Waldron K., Obersteiner G. Environmental Impacts of Food Waste in Europe // Waste Management. – 2018; 77:98-113. doi: 10.1016/j.wasman.2018.04.038.

Farizoglu B., Keskinler B., Yildiz E., Nuhoglu A. Simultaneous Removal of C, N, P from Cheese Whey by Jet Loop Membrane Bioreactor (JLMBR) // Journal of Hazardous Materials. – 2007; 146 (1):399-407. doi: 10.1016/j.jhazmat.2006.12.051.

Sampath P., Brijesh, Reddy K. R., Reddy C. V., Shetti N. P., Kulkarni R. V., Raghu A. V. Biohydrogen Production from Organic Waste – A Review // Chemical Engineering & Technology. – 2020; 43 (7):1240-1248. doi: 10.1002/ceat.201900400.

Yun Y. -M., Lee M. -K., Im S. -W., Marone A., Trably E., Shin S. -R., Kim M. -G., Cho S. -K., Kim D. -H. Biohydrogen Production from Food Waste: Current Status, Limitations, and Future Perspectives // Bioresource Technology. – 2018; 248:79-87. doi: 10.1016/j.biortech.2017.06.107.

Dauptain K., Trably E., Santa-Catalina G., Carrere H. Biomass Acid Pretreatment Impacts on Metabolic Routes and Bacterial Composition of Dark Fermentation Process // Waste Management. – 2024; 181:211-219. doi: 10.1016/j.wasman.2024.03.035.

Faggian L., Agostini S., Müller B., Gupte A. P., Favaro L. Efficient Production of Hydrogen through Bioaugmentation of the Organic Fraction of Municipal Solid Waste by the Newly Isolated Clostridium Sartagoforme SA1 // Bioresource Technology. – 2025; 415:131658. doi: 10.1016/j.biortech.2024.131658.

Laikova A., Zhuravleva E., Shekhurdina S., Ivanenko A., Biryuchkova P., Loiko N., Kryukov E., Kovalev A., Kovalev D., He C., Litti Y. The Intracellular Accumulation of Iron Coincides with Enhanced Biohydrogen Production by Thermoanaerobacterium Thermosaccharolyticum // Chemical Engineering Journal. – 2024; 497:154961. doi: 10.1016/j.cej.2024.154961.

Chen Y., Yin Y., Wang J. Comparison of Fermentative Hydrogen Production from Glycerol Using Immobilized and Suspended Mixed Cultures // International Journal of Hydrogen Energy. – 2021; 46 (13):8986-8994. doi: 10.1016/j.ijhydene.2021.01.003.

Rai P., Pandey A., Pandey A. Evaluation of Low Cost Immobilized Support Matrices in Augmentation of Biohydrogen Potential in Dark Fermentation Process Using B. Licheniformis AP1 // Fuel. – 2022; 310:122275. doi: 10.1016/j.fuel.2021.122275.

Atelge M. R., Atabani A. E., Banu J. R., Krisa D., Kaya M., Eskicioglu C., Kumar G., Lee C., Yildiz Y. Ş., Unalan S., Mohanasundaram R., Duman F. A Critical Review of Pretreatment Technologies to Enhance Anaerobic Digestion and Energy Recovery // Fuel. – 2020; 270:117494. doi: 10.1016/j.fuel.2020.117494.

Ndayisenga F., Yu Z., Zheng J., Wang B., Liang H., Phulpoto I. A., Habiyakare T., Zhou D. Microbial Electrohydrogenesis Cell and Dark Fermentation Integrated System Enhances Biohydrogen Production from Lignocellulosic Agricultural Wastes: Substrate Pretreatment towards Optimization // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2021; 145:111078. doi: 10.1016/j.rser.2021.111078.

Kovalev А. A., Kovalev D. A., Panchenko V. A., Zhuravleva E. A., Laikova A. A., Shekhurdina S. V., Ivanenko A. A., Litty Y. V. Energy Efficiency of Hydrogen Production during Dark Fermentation // International Journal of Hydrogen Energy. – 2024; 87:171-178. doi: 10.1016/j.ijhydene.2024.08.473.

Kovalev A. A., Kovalev D. A., Zhuravleva E. A., Laikova A. A., Shekhurdina S. V., Yu V. L. Pretreatment of Anaerobic Fermentation Feedstock in a Vortex Layer Apparatus: Effect of the Working Chamber Ferromagnetic Core on Biogas Production // International Journal of Hydrogen Energy. – 2024; 57:764-768. doi: 10.1016/j.ijhydene.2024.01.053.

Kovalev A. A., Kovalev D. A., Karaeva J. V., Vivekanand V., Pareek N., Masakapalli S. K., Osmonov O. M., Zhuravleva E. A., Laikova A. A., Shekhurdina S. V., Litti Y. V. Innovative Organic Waste Pretreatment Approach for Efficient Anaerobic Bioconversion: Effect of Recirculation Ratio at Pre-Processing in Vortex Layer Apparatus on Biogas Production // International Journal of Hydrogen Energy. – 2024; 53:208-217. doi: 10.1016/j.ijhydene.2023.12.044.

Mikheeva E. R., Katraeva I. V., Kovalev A. A., Biryuchkova P. D., Zhuravleva E. A., Vishnyakova A. V., Litti Y. V. Pretreatment in Vortex Layer Apparatus Boosts Dark Fermentative Hydrogen Production from Cheese Whey // Fermentation. – 2022. doi: 10.3390/fermentation8120674.

Kovalev А. А., Kovalev D. А., Panchenko V. A., Zhuravleva Е. А., Laikova А. А., Shekhurdina S. V., Vivekanand V., Litti Y. V. Approbation of an Innovative Method of Pretreatment of Dark Fermentation Feedstocks // International Journal of Hydrogen Energy. – 2022; 47 (78):33272-33281. doi: 10.1016/j.ijhydene.2022.08.051.

Mikheeva E. R., Katraeva I. V., Kovalev A. A., Kovalev D. A., Litti Y. V. Effects of Pretreatment in a Vortex Layer Apparatus on the Properties of Confectionery Wastewater and Its Dark Fermentation // International Journal of Hydrogen Energy. – 2022; 47 (55):23165-23174. doi: 10.1016/j.ijhydene.2022.05.183.

Dolat M., Murali R., Zarei M., Zhang R., Pincam T., Liu Y.-Q., Sadhukhan J., Bywater A., Short M. Dynamic Feed Scheduling for Optimised Anaerobic Digestion: An Optimisation Approach for Better Decision-Making to Enhance Revenue and Environmental Benefits // Digital Chemical Engineering. – 2024; 13:100191. doi: 10.1016/j.dche.2024.100191.

Xi J., Fang W., Zhang H., Zhang J., Xu H., Zheng M. Promotion of Polyhydroxyalkanoates-Producing Granular Sludge Formation by Lactic Acid Using Anaerobic Dynamic Feeding Process // Journal of Biotechnology. – 2024; 395:84-94. doi: 10.1016/j.jbiotec.2024.09.010.

Ezieke A. H., Serrano A., Peces M., Clarke W., Villa-Gomez D. Effect of Feeding Frequency on the Anaerobic Digestion of Berry Fruit Waste // Waste Management. – 2024; 178:66-75. doi: 10.1016/j.wasman.2024.02.011.

Yulisa A., Park S. H., Chairattanawat C., Hwang S. Effect of Feeding Strategies on the Start-up of Anaerobic Digestion of Fish Waste // Energy. – 2023; 280:128199. doi: 10.1016/j.energy.2023.128199.

Dolat M., Murali R., Zhang R., Zarei M., Zhang D., Zhang D., Sadhukhan J., Short M. Optimal Feed Scheduling and Co-Digestion for Anaerobic Digestion Sites with Dynamic Demands. In 34 European Symposium on Computer Aided Process Engineering / 15 International Symposium on Process Systems Engineering / Manenti F., Reklaitis G. V. B. T. -C. A. C. E., Eds. // Elsevier. – 2024. – Vol. 53, pp 1705-1710. doi: 10.1016/B978-0-443-28824-1.50285-4.

Egwu U., Onyelowe K., Tabraiz S., Johnson E., Mutshow A. D. Investigation of the Effect of Equal and Unequal Feeding Time Intervals on Process Stability and Methane Yield during Anaerobic Digestion Grass Silage // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2022; 158:112092. doi: 10.1016/j.rser.2022.112092.

Manser N. D., Mihelcic J. R., Ergas S. J. Semi-Continuous Mesophilic Anaerobic Digester Performance under Variations in Solids Retention Time and Feeding Frequency // Bioresource Technology. – 2015; 190:359-366. doi: 10.1016/j.biortech.2015.04.111.

Simonetti S., Collie-Duguid E., Martín C. F., Louis P., Pu J., Smith E., Dionisi D. Effect of Feed Concentration and Residence Time on Anaerobic Fermentation in CSTR and SBR to Produce Short-Chain Organic Acids // Journal of Environmental Chemical Engineering. – 2023; 11 (5):110461. doi: 10.1016/j.jece.2023.110461.

He J., Zhang W., Liu X., Xu N., Xiong P. Optimization of Prehydrolysis Time and Substrate Feeding to Improve Ethanol Production by Simultaneous Saccharification and Fermentation of Furfural Process Residue // Journal of Bioscience and Bioengineering. – 2016; 122 (5):563-569. doi: 10.1016/j.jbiosc.2016.04.012.

Kovalev A. A., Kovalev D. A., Litti Y. V., Katraeva I. V. Biohydrogen Production in the Two-Stage Process of Anaerobic Bioconversion of Organic Matter of Liquid Organic Waste with Recirculation of Digister Effluent // International Journal of Hydrogen Energy. – 2020; 45 (51):26831-26839. doi: 10.1016/j.ijhydene.2020.07.124.

Carrillo-Reyes J., Buitrón G., Moreno-Andrade I., Tapia-Rodríguez A. C., Palomo-Briones R., Razo-Flores E., Aguilar-Juárez O., Arreola-Vargas J., Bernet N., Braga A. F. M., Braga L., Castelló E., Chatellard L., Etchebehere C., Fuentes L., León-Becerril E., Méndez-Acosta H. O., Ruiz-Filippi G., Tapia-Venegas E., Trably E., Wenzel J., Zaiat M. Standardized Protocol for Determination of Biohydrogen Potential // Methods X. – 2020; 7:100754. doi: 10.1016/j.mex.2019.11.027.

Begmatov S., Dorofeev A., Kadnikov V., Beletsky A., Pimenov N., Ravin N., Mardanov A. The Structure of Microbial Communities of Activated Sludge of Large-Scale Wastewater Treatment Plants in the City of Moscow // Scientific Reports. – 2022; 12. doi: 10.1038/s41598-022-07132-4.

Casanova-Mina A. A., Suárez-Vázquez S. I., Acuña-Askar K., Alfaro-Barbosa J. M., Cruz-López A. Continuous Dark Fermentation by Industrial Food Waste-water: The Effect of Hydraulic Retention Time on Hydrogen Production and Microbial Variation // Biomass Conversion and Biorefinery. – 2024; 14 (19):23909-23920. doi: 10.1007/s13399-023-04596-w.

Elbeshbishy E., Dhar B. R., Nakhla G., Lee H. -S. A Critical Review on Inhibition of Dark Biohydrogen Fermentation // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2017; 79:656-668. doi: 10.1016/j.rser.2017.05.075.

Liu D., Min B., Angelidaki I. Biohydrogen Production from Household Solid Waste (HSW) at Extreme-Thermophilic Temperature (70 °C) – Influence of pH and Acetate Concentration // International Journal of Hydrogen Energy. – 2008; 33 (23):6985-6992. doi: 10.1016/j.ijhydene.2008.08.059.

Yin Y., Song W., Wang J. Inhibitory Effect of Acetic Acid on Dark-Fermentative Hydrogen Production // Bioresource Technology. – 2022; 364:128074. doi: 10.1016/j.biortech.2022.128074.

Chen Y., Yin Y., Wang J. Influence of Butyrate on Fermentative Hydrogen Production and Microbial Community Analysis // International Journal of Hydrogen Energy. – 2021; 46 (53):26825-26833. doi: 10.1016/j.ijhydene.2021.05.185.

Kovalev A. A., Kovalev D. A., Zhuravleva E. A., Katraeva I. V., Panchenko V., Fiore U., Litti Y. V. Two-Stage Anaerobic Digestion with Direct Electric Stimulation of Methanogenesis: The Effect of a Physical Barrier to Retain Biomass on the Surface of a Carbon Cloth-Based Biocathode // Renewable Energy. – 2022; 181:966-977. doi: 10.1016/j.renene.2021.09.097.

Turon V., Trably E., Fouilland E., Steyer J. - P. Potentialities of Dark Fermentation Effluents as Substrates for Microalgae Growth : A Review // Process Biochemistry. – 2016; 51 (11):1843-1854. doi: 10.1016/j.procbio.2016.03.018.

Rajesh Banu J., Kavitha S., Yukesh Kannah R., Bhosale R. R., Kumar G. Industrial Wastewater to Biohydrogen: Possibilities towards Successful Biorefinery Route // Bioresource Technology. – 2020; 298:122378. doi: 10.1016/j.biortech.2019.122378.

Hwang M. H., Jang N. J., Hyun S. H., Kim I. S. Anaerobic Bio-Hydrogen Production from Ethanol Fermentation: The Role of pH // Journal of Biotechnology. – 2004; 111 (3):297-309. doi: 10.1016/j.jbiotec.2004.04.024.

Sarangi P. K., Nanda S. Biohydrogen Production Through Dark Fermentation // Chemical Engineering & Technology. – 2020; 43 (4):601-612. doi: 10.1002/ceat.201900452.

Albuquerque M. M., Sartor G. de B., Martinez-Burgos W. J., Scapini T., Edwiges T., Soccol C. R., Medeiros A. B. P. Biohydrogen Produced via Dark Fermentation : A Review // Methane. – 2024; 3 (3):500-532. doi: 10.3390/methane3030029.

Jain R., Panwar N. L., Jain S. K., Gupta T., Agarwal C., Meena S. S. Bio-Hydrogen Production through Dark Fermentation : An Overview // Biomass Conversion and Biorefinery. – 2024; 14 (12):12699-12724. doi: 10.1007/s13399-022-03282-7.

Laikova A. A., Kovalev A. A., Kovalev D. A., Zhuravleva E. A., Shekhurdina S. V., Litti Y. V. The Feasibility of Single-Stage Biohythane Production in a Semi-Continuous Thermophilic Bioreactor: Influence of Operating Parameters on the Process Kinetics and Microbial Community Dynamics // International Journal of Hydrogen Energy. – 2024; 55:1486-1494. doi: 10.1016/j.ijhydene.2023.12.140.

Ren Y., Si B., Liu Z., Jiang W., Zhang Y. Promoting Dark Fermentation for Biohydrogen Production: Potential Roles of Iron-Based Additives // International Journal of Hydrogen Energy. – 2022; 47 (3):1499-1515. doi: 10.1016/j.ijhydene.2021.10.137.

Dessì P., Porca E., Waters N. R., Lakaniemi A.-M., Collins G., Lens P. N. L. Thermophilic versus Mesophilic Dark Fermentation in Xylose-Fed Fluidised Bed Reactors: Biohydrogen Production and Active Microbial Community // International Journal of Hydrogen Energy. – 2018; 43 (11):5473-5485. doi: 10.1016/j.ijhydene.2018.01.158.

Mugnai G., Borruso L., Mimmo T., Cesco S., Luongo V., Frunzo L., Fabbricino M., Pirozzi F., Cappitelli F., Villa F. Dynamics of Bacterial Communities and Substrate Conversion during Olive-Mill Waste Dark Fermentation: Prediction of the Metabolic Routes for Hydrogen Production // Bioresource Technology. – 2021; 319:124157. doi: 10.1016/j.biortech.2020.124157.

Xiong Z., Hussain A., Lee J., Lee H.-S. Food Waste Fermentation in a Leach Bed Reactor: Reactor Performance, and Microbial Ecology and Dynamics // Bioresource Technology 2019; 274:153-161. doi: 10.1016/j.biortech.2018.11.066.

Tang T., Chen Y., Liu M., Du Y., Tan Y. Effect of PH on the Performance of Hydrogen Production by Dark Fermentation Coupled Denitrification // Environmental Research. – 2022; 208:112663. doi: 10.1016/j.envres.2021.112663.

Bundhoo M. A. Z., Mohee R., Hassan M. A. Effects of Pre-Treatment Technologies on Dark Fermentative Biohydrogen Production : A Review // Journal of Environmental Management. – 2015; 157:20-48. doi: 10.1016/j.jenvman.2015.04.006.

Gomez-Romero J., Gonzalez-Garcia A., Chairez I., Torres L., García-Peña E. I. Selective Adaptation of an Anaerobic Microbial Community: Biohydrogen Production by Co-Digestion of Cheese Whey and Vegetables Fruit Waste // International Journal of Hydrogen Energy. – 2014; 39 (24):12541-12550. doi: 10.1016/j.ijhydene.2014.06.050.

Litti Y. V., Kovalev D. A., Kovalev A. A., Merkel A. Y., Vishnyakova A. V., Russkova Y. I., Nozhevnikova A. N. Auto-Selection of Microorganisms of Sewage Sludge Used as an Inoculum for Fermentative Hydrogen Production from Different Substrates // International Journal of Hydrogen Energy. – 2021; 46 (58):29834-29845. doi: 10.1016/j.ijhydene.2021.06.174.

Kovalev A. A., Kovalev D. A., Nozhevnikova A. N., Zhuravleva E. A., Katraeva I. V., Grigoriev V. S., Litti Y. V. Effect of Low Digestate Recirculation Ratio on Biofuel and Bioenergy Recovery in a Two-Stage Anaerobic Digestion Process // International Journal of Hydrogen Energy. – 2021; 46 (80):39688-39699. doi: 10.1016/j.ijhydene.2021.09.239.

Zhang M., Zhang L., Tian S., Zhu S., Chen Z., Si H. The Effect of Zero-Valent Iron/Fesup>3+</sup> Coupling and Reuse on the Properties of Anoxic Sludge // Journal of Cleaner Production 2022; 344:131031. doi: 10.1016/j.jclepro.2022.131031.

Arisht S. N., Roslan R., Gie G. A., Mahmod S. S., Sajab M. S., Lay C.-H., Wu S. -Y., Ding G. -T., Jamali N. S., Jahim J. M., Abdul P. M. Effect of Nano Zero-Valent Iron (NZVI) on Biohydrogen Production in Anaerobic Fermentation of Oil Palm Frond Juice Using Clostridium Butyricum JKT37 // Biomass and Bioenergy. – 2021; 154:106270. doi: 10.1016/j.biombioe.2021.106270.

Yin Y., Wang J. Enhanced Biohydrogen Production from Macroalgae by Zero-Valent Iron Nanoparticles: Insights into Microbial and Metabolites Distribution // Bioresource Technology. – 2019; 282:110-117. doi: 10.1016/j.biortech.2019.02.128.

Andronikou M., Christoforou P., Constantinou D., Charalambous P., G. Samanides C., Karachaliou P., Vyrides I. Critical Role of Bicarbonate in Zero-Valent Iron for Hydrogen Generation and Biogas Upgrading in Anaerobic Digestion // Bioresource Technology. – 2025; 132236. doi: 10.1016/j.biortech.2025.132236.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.