Commercial biogas plants: Review on operational parameters and guide for performance optimization

CRediT authorship contribution statement 
Di Wu: Conceptualization, Methodology, Software, Writing - orig-
inal draft, Writing - review & editing. Xuya Peng: Conceptualization, 
Project administration, Supervision. Lei Li: Conceptualization, Meth-
odology, Supervision, Funding acquisition, Writing - review & editing. 
Pingjin Yang: Software. Yun Peng: Software. Hengyi Liu: Software. 
Xiaoming Wang: Software, Validation. 
Declaration of Competing Interest 
The authors declare that they have no known competing financial 
interests or personal relationships that could have appeared to influence 
the work reported in this paper. 
Acknowledgements 
This work was supported by the National Natural Science Foundation 
of China (No. 51708057) and the Chongqing Research Program of Basic 
Research and Frontier Technology (No. CSTC2018jcyjAX0743) 
References 
[1] Stolecka K, Rusin A. Potential hazards posed by biogas plants. Renew Sustain 
Energy Rev 2021;135:110225. 
https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110225
. 
[2]
Westerholm M, Moestedt J, Schnürer A. Biogas production through syntrophic 
acetate oxidation and deliberate operating strategies for improved digester 
performance. Appl Energy 2016;179:124–35
. 
[3] EBA. Annual report-2019. European Biogas Association; 2019. 
[4]
Lora Grando R, de Souza Antune AM, da Fonseca FV, S´anchez A, Barrena R, Font X. 
Technology overview of biogas production in anaerobic digestion plants: A 
European evaluation of research and development. Renew Sustain Energy Rev 
2017;80:44–53
. 
[5]
Aghbashlo M, Tabatabaei M, Soltanian S, Ghanavati H. Biopower and biofertilizer 
production from organic municipal solid waste: An exergoenvironmental analysis. 
Renew Energ 2019;143:64–76
. 
[6] EBA. EBA Statistical Report 2020. European Biogas Association; 2020. 
[7] Xue S, Song J, Wang X, Shang Z, Sheng C, Li C, et al. A systematic comparison of 
biogas development and related policies between China and Europe and 
corresponding insights. Renew Sustain Energy Rev 2020;117:109474. 
https://doi. 
org/10.1016/j.rser.2019.109474
. 
[8] Awhangbo L, Bendoula R, Roger JM, B´eline F. Detection of early imbalances in 
semi-continuous anaerobic co-digestion process based on instantaneous biogas 
production rate. Water Res 2020;171:115444. 
https://doi.org/10.1016/j. 
watres.2019.115444
. 
[9] Wu Di, Li L, Peng Y, Yang P, Peng X, Sun Y, et al. State indicators of anaerobic 
digestion: A critical review on process monitoring and diagnosis. Renew Sustain 
Energy Rev 2021;148:111260. 
https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.111260
. 
[10] Cheng H, Li Y, Guo G, Zhang T, Qin Yu, Hao T, et al. Advanced methanogenic 
performance and fouling mechanism investigation of a high-solid anaerobic 
membrane bioreactor (AnMBR) for the co-digestion of food waste and sewage 
sludge. Water Res 2020;187:116436. 
https://doi.org/10.1016/j. 
watres.2020.116436
. 
[11]
Nielsen HB, Angelidaki I. Codigestion of manure and industrial organic waste at 
centralized biogas plants: process imbalances and limitations. Water Sci Technol 
2008;58(7):1521–8
. 
[12] P.G. Kougias K. Boe S. O-Thong L.A. Kristensen I. Angelidaki Anaerobic digestion 
foaming in full-scale biogas plants: a survey on causes and solutions 69 4 2014 
2014 889 895. 
[13] L. Moeller K. G¨orsch Foam formation in full-scale biogas plants processing biogenic 
waste Energy, Sustainability and Society 5 1 2015 10.1186/s13705-014-0031-7. 
[14] B. Subramanian K. Pagilla B. Subramanian K. Pagilla D. Wold S.E. O’Dell et al. 
2012 6 2012 7876 7900. 
[15] C. Ma J. Liu M. Ye L. Zou G. Qian Y.-Y. Li Towards utmost bioenergy conversion 
efficiency of food waste: Pretreatment, co-digestion, and reactor type Renew 
Sustain Energy Rev 90 2018 700 709. 
[16]
Nguyen D, Gadhamshetty V, Nitayavardhana S, Khanal SK. Automatic process 
control in anaerobic digestion technology: A critical review. Bioresour Technol 
2015;193:513–22
. 
[17]
Tabatabaei M, Aghbashlo M, Valijanian E, Kazemi Shariat Panahi H, Nizami A-S, 
Ghanavati H, et al. A comprehensive review on recent biological innovations to 
improve biogas production, Part 1: Upstream strategies. Renew. Energ 2020;146: 
1204–20
. 
[18]
Tabatabaei M, Aghbashlo M, Valijanian E, Kazemi Shariat Panahi H, Nizami A-S, 
Ghanavati H, et al. A comprehensive review on recent biological innovations to 
improve biogas production, Part 2: Mainstream and downstream strategies. Renew. 
Energ 2020;146:1392–407
. 
[19]
Koniuszewska I, Korzeniewska E, Harnisz M, Czatzkowska M. Intensification of 
biogas production using various technologies: A review. Int J Energy Res 2020;44 
(8):6240–58
. 
[20]
Kamusoko R, Jingura RM, Parawira W, Sanyika WT. Comparison of pretreatment 
methods that enhance biomethane production from crop residues - a systematic 
review. Biofuel Res J 2019;6(4):1080–9
. 
[21]
Haider J, Qyyum MA, Kazmi B, Ali I, Nizami A-S, Lee M. Simulation study of deep 
eutectic solvent-based biogas upgrading process integrated with single mixed 
refrigerant biomethane liquefaction. Biofuel Res J 2020;7(4):1245–55
. 
[22]
Fu S, Angelidaki I, Zhang Y. In situ Biogas Upgrading by CO2-to-CH4 
Bioconversion. Trends Biotechnol 2021;39(4):336–47
. 
[23]
Panigrahi S, Dubey BK. A critical review on operating parameters and strategies to 
improve the biogas yield from anaerobic digestion of organic fraction of municipal 
solid waste. Renew Energ 2019;143:779–97
. 
[24]
Cheng H, Hiro Y, Hojo T, Li Y-Y. Upgrading methane fermentation of food waste by 
using a hollow fiber type anaerobic membrane bioreactor. Bioresour Technol 2018; 
267:386–94
. 
[25] M. Dehhaghi M. Tabatabaei M. Aghbashlo H. Kazemi Shariat Panahi A.-S. Nizami 
251 2019 109597 10.1016/j.jenvman.2019.109597. 
[26] A.-S. Nizami M. Rehan Towards nanotechnology-based biofuel industry Biofuel 
Research Journal 5 2 2018 798 799.