نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی

2 عضو هیئت علمی گروه مهندسی بیوسیستم دانشگاه تبریز

3 عضو هیئت علمی پژوهشگاه مواد و انرژی

چکیده

یکی از راههای بازیافت از پسماندهای گیاهی و فضــولات دامی، اســتفاده از بیوگاز است که طی فرآیند هضم بی هوازی تولید می شود.  هدف از این تحقیق بررسی و مقایسۀ استحصال بیوگاز از  پسماندهای ساقۀ کلزا ، کود گاوی و محتویات شکمبۀ گاوی است.  در این تحقیق، به منظور مقایسۀ میزان استحصال بیوگاز از این منابع، تجهیزات رآکتور، همزن، حمام آب گرم و سامانۀ اندازه­گیر حجم طراحی و ساخته شد و مواد، پس از اعمال پیش­تیمار مکانیکی و حرارتی و نیز تعیین درصد کربن به نیتروژن، مواد جامد خشک و فرار با نسبت معین در داخل رآکتور ها ریحته شد.  تیمارهای آزمایشی شامل: پسماندهای ساقۀ کلزا+کود گاوی+محتویات شکمبه، کود گاوی و محتویات شکمبۀ گاوی بودند که  به کمک رآکتورهای
یک لیتری در قالب طرح کاملا تصادفی و در سه تکرار مقایسه شدند.  نتایج تحقیق نشان داد که بین تیمارهای آزمایشی از نظر استحصال بیوگاز، درصد متان، میزان متان انباشته و میزان کاهش مواد جامد خشک، اختلاف معنی­داری وجود دارد.  تیمار 1 از نظر میزان بیوگاز و متان انباشته به ترتیب: با 1/504 و 9/277 لیتر بر کیلوگرم ماده جامد خشک فرار در گروه الف، تیمار 2 با 6/178 و 5/116 لیتر بر کیلوگرم ماده جامد خشک فرار در گروه ب و تیمار 3 با 8/14 و 0/4 لیتر بر کیلوگرم ماده جامد خشک فرار در گروه آخر قرار گرفت.  میزان متان در تیمار 1 و 2 به ترتیب 55 و 60 درصد و  میزان کاهش مواد جامد در تیمار 1 و 2 به ترتیب 59 و 46 درصد بود.  از نظر نسبت کربن به نیتروژن، بین تیمارهای 2 و 3  اختلاف معنی­داری وجود نداشت.  با توجه به نتایج به دست آمده، کود گاوی تازه+محتویات شکمبه در ترکیب با  پسماندهای ساقۀ کلزا بیشترین استحصال بیوگاز و متان را به دست می­دهد و استفاده از این ترکیب توصیه می­شود.

کلیدواژه‌ها

Amiri, M., Fesahat, P. and Taheri, A. 2007. Canolacultivation problems and reasons to development    failure  by farmers. Livestock and Agro-Industry Magazine. (in Persian)
 
Anon. 1998. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 18th Ed. Later Revisions. American Public Health Association, 1015. 15th Street NW, Washington, DC 20005.
 
Anon. 2006. Fermentation of organic materials, Characteristic of the substrate, sampling, collection of material data, fermentation tests. VDI4630 (Verein Deutscher Ingenieure)
 
Anon. 2011.Composot, sampling and physical and chemical test methods. Institute of Standards and Industrial Research of Iran. No. 13320. Iran National Standard. (in Persian)
 
Anon. 2014. Latest Events Agriculture and Food Industry. IANA (Iranian Agriculture News Agency). (in Persian)
 
Budiyono, O., Widiasa, I. N., Johari, S. and Sunars, O. 2010.Increasing biogas production rate from cattle manure using rumen fluid as inoculums. Int. J. Basic App. Sci. IJBAS-IJENS .10(1).
 
Doagooae, A., Gazanfari, M. and Fooladi, M. 2011.Kinetics and modeling of the process of producing biogas from waste water rose. J. Bio-Sys. Eng. 42(1): 95-102. (in Persian)
 
Elijah, T. I., Ibifuro, A. M. and Yahaya, S. M. 2009. The study of cow dung as co-substrate with rice husk in biogas production. Scientific Research and Essay. 4(9): 861-866.
 
Georgia, A., Stamatelatou, K. and Lyberatos, G. 2008. Exploitation of rapeseed and sunflower residues for methane generation through anaerobic digestion: the effect of pretreatment. Department of Chemical Engineering, University of Patras, 1 Karatheodori st., 26500, Patras, Greece Institute of Chemical Engineering and High Temperature Chemical Processes, P.O. BOX 1414, 26504, Patras, Greece.

Gujer, W. and Zehnder, A. 1983. Conversion Processes in Anaerobic Digestion. Water Sci. Technol. 15(8): 127-167.

 
Kalantari Maibodi, S., Danesh, S. H., Ebarhimi, H. and Haydarian, V. 2013. Evaluate the effects of Total Solids and lime in the production of biogas from cow rumen contents. 4th National Conference bioenergy. Tehran, Iran. (in Persian)
 
Kurnani, A., Hidayati, Y. A., Fitriani, D. and Imanudin, O. 2010. The effect of C/N ratios of a mixture of beef  cattle feces and water hyacinth (Eichorniacrassipes) on the quality of biogas and sludge. Lucrări Ştiinţifice.
 
Laurinovica, L., Jasko, J., Skripsts, E. and Dubrovskis, V. 2013. Biochemical methane potential of biologically and chemically pretreated sawdust and straw engineering for rural developmentJelgava.
 
Lukas, K., Tomas, J. and Jir, N. 2012. Scale technology for biogas production from lignocelluloses wastes. Acta. Polytech. 52(3).

 

Mackie, R. and Bryant, M. P. 1995. Anaerobic digestion of cattle waste at mesophilic and thermophilic temperatures. App. Microbiol. Biotechnol. 43(2): 346-350.

 
Mohammadnejad, M., Shabanikia, A. and Booglandashti, B. 2010. Potential of agricultural residues for energy production.1st Bioenergy Conference. Tehran. Iran. (in Persian)
 
Omrani, G. 1996. Biogas production from urban and rural waste. Tehran University Pub. (in Persian)
 
Petersson, A., Thomsen, M., Hauggaard-Nielsen, H. and Homsen, A. B. 2007. Potential bioethanol and biogas production using lignocelluloses biomass from winter rye, oilseed rape and faba bean. Biomass. Bioenerg. 31, 812-819.
 
Saev, M., Koumanova1, B. and Simeonov, I. V. 2009. Anaerobic co-digestion of wasted tomatoes and cattle dung for biogas production. J. Uni. Chemical Technol. Metallurg. 44(1): 55-60.
 
Sahito, A. R., Mahar, R. B. and Brohi, K. M. 2013. Anaerobic biodegradability and methane potential of crop residue co-digested with buffalo dung. Mehran Uni. Res. J. Eng. Technol. 32(3): 509-518.
 
Sanaeemoghadam, A., Aghkhani, H., Aghel, M., Abaspoor Fard, M. and Khodaparast, H. 2012. Bio-methane production from anaerobic digester common potato waste and manure by anaerobic digester system single stage. The 2nd Clean Energy Conference. July. 22-21. Kerman, Iran. (in Persian)
 
Shaikhahmadi, A .and Zargarzadeh, M. 2007. The use of renewable energy to generate electrical energy. Master's thesis. Faculty of Engineering, Department of Electrical, Islamic Azad University, Tehran SE. (in Persian)
 
Sihuang, X. 2012. Evaluation of biogas production from anaerobic digestion of pig manure and grass silage. Ph. D. Thesis. Civil Engineering, National University of Ireland, Galway.
 
Sunars, O., Johari, S., Widiasa, I. N. and Budiyono, O. 2012. The Effect of feed to inoculums ratio on biogas production rate from cattle manure using rumen fluid as inoculums. Int. J. Waste Resour. 2(1):1-4.