Final-biogas report2 2008

UPEI Department of Engineering 





 550 University Avenue





 Charlottetown 





 PEI C1A 4P3 
Page
40 
of 55 
lagoon digesters. [9] Hydraulic retention times are 10-20 days. The tanks can be kept at 
either mesophilic or thermophilic temperatures. [45] 
Fixed Film 
The above digester types have the same characteristic of unseparated output in which the 
effluent discharge has the same concentrations as everything in the reactor tank. This 
means some of the bacteria population is being continually flushed out, requiring an 
equivalent level of bacteria growth at the influent end to maintain steady-state conditions.
Because methane-forming bacteria are slow to grow, this limits the overall methanogen 
population in the digester. A minimum HRT is also imposed because enough time must 
be left for the bacteria population to regrow before the biomass leaves the system. 
Fixed film digesters remedy this by providing a fixed medium inside the reactor for the 
bacteria to grow on and adhere to. The medium, made of plastic or some other inert 
material, is arranged to have maximum surface area. The bacteria adhere to the medium 
and form a layer covering its surface(s) – hence the name ‘fixed film.’ Because of the 
packed nature of such a reactor vessel, solids in the influent could easily cause clogging 
and shutdown the reactor. Fixed film reactors require filtering out of solids and dilution 
so that total solid levels in the influent are less than 1%. Dilution generally means larger 
reactor tanks are needed. However, because the bacteria stay inside the reactor and aren’t 
flushed out, the HRT for a fixed film digester is an amazing 3-4 days. The short HRT in 
turn means that the reactor vessel can be much smaller than the equivalent complete mix 
or plug flow reactor. Fixed film reactors are operated in the mesophilic or thermophilic 
temperature ranges. Because of the extremely low solids levels, external heat exchangers 
can be used. [50] 
The most common layout for a fixed film reactor is a vertical cylindrical tank with arrays 
of 3” or 4” corrugated polyethylene drainage pipe arranged vertically as the medium.
The contents flow parallel to the pipes. [43, 50] Flow direction is usually upward, but a 
reactor at the University of Florida allows easy switching between upward and downward 
flow. [32]