تحلیل کمی و کیفی بیوگاز تولیدی از هضم کودگاوی، فاضلاب شهری و پسماند آشپزخانه

ماشین های کشاورزی

مقاله 16، دوره 7، شماره 1 - شماره پیاپی 13، 1396، صفحه 192-203   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.v7i1.47760

نویسندگان

محمود محمودی اشکفتکی^{* 1}؛ رحیم ابراهیمی²؛ عبدالله قاسمی پیربلوطی³

¹گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه جهرم، جهرم، ایران

²گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

³گروه صنایع غذایی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شهرکرد، شهرکرد، ایران

چکیده

در این تحقیق میزان درصد متان تولیدشده در بیوگاز تولیدی برای ترکیبات کود گاوی، پسماند آشپزخانه و فاضلاب شهری، اندازه گیری شد. از عوامل مؤثر بر میزان متان تولیدی، ترکیبات فرار شامل ذرات فرار و معلق، شرایط محیطی شامل دما، ‌pH، EC و عناصر موجود در ترکیبات شامل کربن، نیتروژن، فسفر، پتاسیم و سولفات اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد میزان متان تولید شده در سطح 5 درصد با ذرات فرار و معلق همبستگی دارد. درضمن در حین هضم مواد pH ثابت باقی ماند و موجب افزایش تولید متان شد. علاوهبر این، نتایج حاکی از آن بود که تیمارهای دارای مقادیر بیشتر فاضلاب شهری، مقادیر بیشتری ذرات فرار و معلق دارند و تیمارهای دارای مقادیر بیشتری کود گاوی، نسبت کربن به نیتروژن بیشتری داشتند. در این تحقیق متان تولیدی برحسب روابط مختلف از ذرات فرار و معلق مدل‌سازی شد. نتایج نشان داد بهترین مدل های خام ارائه شده برای کلیه پارامترها معادلات درجه دو و سه بود. ضرایب مدل ها و بازه تغییرات آن‌ها با نرمال‌سازی داده های مربوط به ذرات فرار و معلق محاسبه شد. بهترین مدل به دست آمده بین متان تولیدی و تفاضل ذرات فرار و معلق قبل و بعد از هضم بود.

کلیدواژه‌ها

تخمیر بی هوازی؛ ترکیب مواد؛ ذرات فرار؛ ذرات معلق جامد؛ متان

مراجع

1. Al-Rousan, A., and A. Zyadin. 2014. A technical experiment on biogas production from small-scale dairy farm. Journal of Sustainable Bioenergy Systems 4: 10-18.

2. Arsova, L. 2010. Anaerobic digestion of food waste: Current status, problems and an alternative product. Submitted in Partial Fulfillment of Requirements for M.S. Degree in Earth Resources Engineering Department of Earth and Environmental Engineering Fu Foundation of Engineering and Applied Science Columbia University.

3. Budiyono, I. N., S.Widiasa, and J. Sunarso. 2010. The kinetic of biogas production rate from cattle manure in batch mode. International Journal of Chemical and Biological Engineering 3 (1): 110-118.

4. Chandra, R., H. Takeuchi, T. Hasegawa, and R. Kumar. 2012. Improving biodegradability and biogas production of wheat straw substrates using sodium hydroxide and hydrothermal pretreatments. Energy 43: 273-282.

5. Chen, X., R. T. Romano, and R. Zhang. 2010. Anaerobic digestion of food wastes for biogas production. International Journal of Agricultural and Biological Engineering 3 (4): 61-72.

6. Fantozzi, F., and C. Buratti. 2009. Biogas production from different substrates in an experimental continuously stirred tank reactor anaerobic digester. Bioresource Technology 100: 5783-5789.

7. Fantozzi, F., and C. Buratti. 2011. Anaerobic digestion of mechanically treated OFMSW: experimental data on biogas/methane production and residues characterization. Bioresource Technology 102: 8885-8892.

8. Hashemi, A. A., and A. Dianat. 2010. Mathematical equations usage in biogas production. Journal of Chemistry Usage in Environment 2 (5): 39-50.

9. Martin, J. H. 2008. A new method to evaluate H2S removal from biogas. A Thesis Submitted to the Graduate Faculty of North Carolina State University in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science. Biological and Agriculture Engineering Raleigh. North Carolina.

10. Miller, R. H., and D. R. Keeney. 1992. Methods of Soil Analysis, in: I, II. Physical, Chemical and Mineralogical Properties. SSSA Publication. Madison.

11. Omrani, G. A. 1996. Biogas development in Iran and World. Biogas Seminar. Mashhad.

12. Rongping, L., C. Shulin, and L. Xiujiu. 2010. Biogas production from anaerobic co-digestion of food waste with dairy manure in a two-phase digestion system. Applied Biochemistry and Biotechnology160: 643-654.

13. Sabetghadam, M. 2005. Energy and sustainable development in Iran. Sustainable Energy Watch.

14. Shaygan, J. 2001. Methane production of sewage organic waste using anaerobic reaction. 1th Seminar of Biogas in Iran. Tehran.

15. “Standard Method for the Examination of Water and Wastewater”.2005. 21.