ساخت و ارزیابی دستگاه خانگی تولید کمپوست از ضایعات گیاهی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

چکیده

به­ منظور تبدیل پسماند مواد غذایی به کمپوست، دستگاه جدیدی برای تولید کمپوست مجهز به سامانه­های هوادهی تحت فشار، حرارت­دهی و همزنی به­ منظور تسریع در فرآیند تجزیه میکروارگانیزم‌ها ساخته شد. آزمایش­ها در سه سطح هوادهی (2/0، 4/0 و 6/0 لیتر در دقیقه کیلوگرم- ماده خشک) در نسبت C/N برابر 28، در دور ثابت همزن (یک دور در دقیقه) و 6 سطح زمانی (0، 19، 38، 57، 76 و 96 ساعت)، در دمای 55 درجه سلسیوس و رطوبت اولیه 60 تا 65 درصد روی پسماند مواد غذایی با افزودن ماده معدنی زئولیت و سبوس دو­ کوب برنج اجراشد. به­­منظور ارزیابی عملکرد سامانۀ تولید کمپوست، آزمایش­های اندازه­گیرینسبت C/N،هدایت الکتریکی­، pH و شاخص جوانه‌زنی، برای تعیین کیفیت و بلوغ کمپوست حاصل انجام گردید. با توجه به نتایج و بر اساس تحلیل آماری، تغییرات هدایت الکتریکی، شاخص جوانه‌زنی و نسبت کربن به نیتروژن معنی‌دار بوده است. مقدار هدایت الکتریکی طی فرایند در محیط رآکتور و خارج آن از 03/2 به­ترتیب به 56/1 و 68/1 میلی­زیمنس در سانتی­متر رسید. میانگین نسبت C/N از 28 به 9/20 و در شرایط خارج از محیط رآکتور (نمونه شاهد) از 28 به 8/19 رسید. بیشترین مقدار درصد شاخص جوانه‌زنی در محیط رآکتور در سرعت هوادهی 4/0 لیتر در دقیقه کیلوگرم- ماده خشک، برابر 85 درصد به­دست آمد. ظرفیت کاری دستگاه 35 کیلوگرم پسماند در هر چهار روز و بازده کمپوست تولیدی توسط دستگاه حدود 34 درصداست.

کلیدواژه‌ها


Abbasnezhad, H. 2013. Investigating the effect of aeration rate, initial moisture content and C/N ratio on composting properties of cow manure and rice bran. M. SC. Thesis. Faculty of Agriculture. Agricultural and Natural Resources University of Sari. Sari. Iran. (in Persian)
 
Abid, N. and Sayadi, S. 2006. Detrimental effects of olive mill wastewater on the composting process of agricultural wastes. Waste Manage. 26(10): 1099-1107.
 
Anon. 1998. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. American Public Health Association (APHA). 20th Ed. Washington, D. C.
 
Anon. 2002. Use of Composting for Biosolids Management. Biosolids Technology Fact Sheet. U. S. Environmental Protection Agency. US EPA.  832-F-02-024. Office of Water. Washington, D. C.
 
Bernal, M. P., Alburquerque, J. A. and Moral, R. 2009. Composting of animal manures and chemical criteria for compost maturity assessment. A review. Bioresour. Technol. 100, 5444-5453
 
Bernal, M. P., Paredes, C., Sanchez-Monedero, M. A. and Cegarra, J. 1998. Maturity and
stability parameters of composts prepared with a wide range of organic wastes. Bioresour. Technol. 63, 91-99.
 
Chang, J. I. and Hsu, T. E.  2008. Effects of composition on food waste composting. Bioresour. Technol. 99, 8068-8074.
 
Chen, Y., Yu, F., Liang, S., Wang, Z., Liu, Z. and Xiong, Ya. 2014. Utilization of solar energy in sewage sludge composting: fertilizer effect and application. Waste Manage. 34, 2014-2021.
 
Dadashi, D., Ghasemzadeh, H. R. and Gandoshmin, T. M. 2012. Design and manufacturing of advanced reactor for studying composting process. 7th National Conference on Agricultural Machinery and Mechanization. Shiraz University. Sep. 4-6. Shiraz, Iran. (in Persian)
 
Eklind Y. and Kirchmann, H. 2000.  Composting and storage of organic household waste with different litter amendments. II: Nitrogen turnover and losses. Bioresour. Technol. 74(2): 125-133
 
Fukumoto, Y., Osada, T., Hanajima, D. and Haga, K. 2003. Patterns and quantities of NH3, N2O and CH4 emissions during swine manure composting without forced aeration - effect of compost pile scale. Bioresour. Technol. 89(2): 109-114.
 
Keener, H. M., Dick, W. A. and Hoitink, H. A. J. 2000. Composting and beneficial utilization of composted by-product materials. In: Dick, W. A. (Ed.) Land Application of Agricultural, Industrial, and Municipal By-products. Soil Sience Society of America, Inc. Madison.
 
Kim, M. H. and Kim, J. W. 2010. Comparison through a LCA evaluation analysis of food waste disposal options from the perspective of global warming and resource recovery. Sci. Total Environ.
408(19): 3998-4006.
 
Nakhshiniev, B., Biddinika, M. K., Gonzales, H. B., Sumida, H. and Yoshikawa, K. 2014. Evaluation of hydrothermal treatment in enhancing rice straw compost stability and maturity. Bioresour. Technol. 151, 306-313.
 
Palmiotto, M., Fattore, E., Paiano, V., Celeste, G., Colombo, A. and Davoli, E. 2014. Influence of a municipal solid waste landfill in the surrounding environment: toxicological risk and odor nuisance effects. Environ. Int. 68, 16-24.
 
Placha, D., Raclavska, H., Kucerova, M. and Kucharova, J. 2013. Volatile fatty acid evolution in biomass mixture composts prepared in open and closed bioreactors. Waste Manage. 33, 1104-1112.
 
Razi-Kordmahalle, L., Asgharzadeh, A., Malakouti, MJ. 2006. Increasing the rate of decomposition of cane bagasse by parasitic fungus and azotobacter auxiliary bacteria. The 1st Scientific Conference on the Management of Plant Remains. Nov. 25. Tehran, Iran. (in Persian)
 
Said-Pullicino, D., Erriquens, F. G. and Gigliotti, G. 2007. Changes in the chemical characteristics of water-extractable organic matter during composting and their influence on compost stability and maturity. Bioresour. Technol. 98, 1822-1831.
 
Salehi, S., Jonidi, A., Farzad-Kia, M., Nabizadeh, R. and Amini, S. 2008. Heavy metal khomein factory products. The 4th Conference and Exhibition on Environmental Engineering. (in Persian)
 
Shadravan, I. 2006. Mechanical Engineering Design. Translation. First Ed. Noorpardazan Pub. (in Persian)
 
Stylianou, M., Inglezakis, V. and Loizidou, M. 2004. Effects of zeolite addition on soil chemistry open field experiments. Proceedings of the International Conference for the Protection and Restoration of the Environment VII. June 28-July 1. Mykonos, Greece.
 
Tchobonoglaous, G. and Kreith, F. 2002. Hand book of solid waste management. Second Ed. McGRAW-Hill, International Pub.
 
Yang, J., Meiting, J., Weizun, L., Qingbin, R., Le, L., Yu, C., Qian, Y., Qidong, H. and Yiliang, L. 2015. Rapid production of organic fertilizer by dynamic high-temperature aerobic fermentation (DHAF) of food waste. Bioresour. Technol. 197, 7-14.
 
Zucconi, F., Pera, A., Forte, M. E. and de Bertoldi, M. 1981. Evaluating toxicity of immature compost. Biocycle. 22, 54-57.