تولید بیوگاز از زباله آشپزخانه و کود گوسفند در مقیاس آزمایشگاهی

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

کبری صالحی ¹ , سید معصوم خضرایی ² , فاطمه السادت حسینی ³ , فرنوش خسروانی پور مصطفی زاده ⁴

1 - استادیار بخش مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد داراب *(مسوول مکاتبات)
2 - مربی بخش مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد داراب
3 - مربی بخش مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد داراب
4 - مرکز تحقیقات محیط زیست در صنعت نفت و پتروشیمی، دانشگاه شیراز

تاریخ دریافت : 1391/11/10 تاریخ پذیرش : 1392/03/26 تاریخ انتشار : 1393/10/01

کلید واژه: بیوگاز, زباله آشپزخانه, کود گوسفند,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف : بیوگاز، یک انرژی پاک و تجدید پذیر است که می تواند جایگزین خوبی برای منابع مرسوم انرژی باشد. هدف از این تحقیق تولید بیوگاز از زباله آشپزخانه و کود گوسفند در مقیاس آزمایشگاهی است. روش بررسی: در این تحقیق آزمایش های هضم بی هوازی، با استفاده از بطری های یک لیتری به عنوان رآکتور در دمای محیط انجام شد و اثر هوازدگی زباله،کود گوسفند، غلظت زباله، درصد کود گوسفند و زمان آماده سازی محیط باکتری ها بر راندمان تولید گاز و درصد متان در بیوگاز مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: نتایج آزمایش ها نشان داد زباله هایی می توانند در هضم بی هوازی گاز متان را تولید کنند که تحت تخمیر هوازی قرار نگرفته باشند و افزودن کود گوسفند به عنوان منبع تامین کننده باکتری های بی هوازی نیز مقدار بیوگاز تولیدی را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. در این حالت متوسط بیوگاز تولیدی در این تحقیق نیز 65/14میلی لیتر بر گرم کل جامد و 26/16میلی لیتر بر گرم زباله خشک اندازه گیری شد. به علاوه اگر محیط کشت متانوژن طی 16-20 روز آماده گردد فرآیند تولید بیوگاز در 24 ساعت کامل شده و بیوگاز عمدتا شامل متان است. بحث و نتیجه گیری: نتایح نهایی حاصل از تخمیر بی هوازی زباله در حضور کود گوسفند نشان داد که اگر غلظت باکتری متانوژن قبل از اضافه شدن به زباله و تشکیل اسیدهای آلی از مرحله اول تخمیر به میزان کافی باشد، اسیدهای حاصل به محض تشکیل، توسط متانوژن به بیوگاز تبدیل می گردد و گاز حاصل عمدتا متان است.

چکیده انگلیسی:

Background and purpose: Biogas is a clean and renewable energy that can be a good alternative to the conventional sources of energy. The purpose of this study is to produce biogas from kitchen waste and sheep manure in laboratory scale. Methods: In this study, biogas production from kitchen waste was investigated. Anaerobic digestion experiments were performed using one-liter bottles as reactor at the room temperature. The effects of the waste weathering, sheep manure, concentration of solid waste, sheep manure percentage and the time of the preparation of bacterial environment in biogas production efficiency and methane percentage in biogas was investigated. Results: Experimental results showed that kitchen wastes which are not affected by aerobic fermentation can be fermented to methane gas in anaerobic digestion. Also, the addition of sheep manure as a supplier source of anaerobic bacteria increases significantly biogas production. In this case, the mean value of biogas produced was measured about 14/65 ml/(g of dry  solid) and 16/25 ml/ (g of dry kitchen waste). In addition, it was concluded, if methanogen source is prepared during about 16-20 days, the biogas production process would be completed in about 24 hours and biogas consists mainly of methane. Discussion and conclusions: Final obtained results from anaerobic digestion of kitchen waste in the presence of methanogen showed that, if the concentration of methanogen bacteria is quite enough before adding to the waste and organic acids production from the first stage of digestion, produced acids are converted to biogas (methane) upon formation and produced gas is mainly methane.  

منابع و مأخذ:

1. Gustavo, D.V., Arriaga, S., Alatriste-Mondragon, F., de Leon-Rodriguez, A., Rosales-Colunga, L.M., Razo-Flores, E., 2007. Fermentative biohydrogen production: trends and perspectives II, Reviews in Environmental Science and Biotechnology, Vol. 7, pp. 27–45.


2. Stuckey, D.C, 1984. Biogas: A global perspective, In EL-Halwagi, (M.M. ed.), Biogas technology, transfer and diffusion, Elsevier Applied Science, NewYork, U.S.A, pp. 18-44.


3. Singhal, Y., Bansal, S.K., Singh, R., 2012.  Evaluation of biogas production from solid waste using pretreatment method in anaerobic condition, International Journal of Emerging Sciences, Vol. 2(3), pp. 405-414.


4. Milono, P., Lindajati, T., Aman, S., 1981. Biogas production from agricultural organic residues, The First ASEAN Seminar-Workshop on Biogas Technology, Working Group on Food waste Materials, pp. 52-65.


5. Lastella. G., Testa. C., Cornacchia. G., Notornicola. M., Voltasio. F., 2002. Vinod Komar Sharma., Anaerobic digestion of semi-solid organic waste: biogas production and its purification, Energy Conversion and management, Vol. 43, pp. 63-75. 


6. Oslaj, M., Mursec, B., Vindis, P., 2010. Biogas production from maize hybrids, Biomass and Bbioenergy, Vol. 34, pp. 1538-1545.


7. Fredriksson, H., Baky, A., Bernesson, S., Nordberg, A., Hanssona, P. A., 2006. Use of on-farm produced biofuels on organic farms–evaluation of energy balances and environmental loads for three possible fuels, Agricultural Systems, Vol. 89 (1), pp. 184–203.


8. Wang, Q., Narita, J.Y., Ren, N., Toshifumi, F., Yukihide, O., Kohji, K., Yoshihito, S., Hiroaki, O., 2003. Effect of PH adjustment on preservation of kitchen waste used for producing lactic acid II, Water, Air, and Soil Pollution, Vol. 144, pp. 405–418.


9. Juntarasiri, P., Nijsunkij, S., Buatick T., Jamkrajang, E., Wacharawichanant, S., 2011. Enhancing Biogas Production from Padauk Angsana Leave and Wastewater Feedstock through Alkaline and Enzyme Pretreatment, Energy Procedia, Vol. 9 207 – 215.


10. Santosh, Y., Sreekrishnan, T.R., Kohli, S., Rana, V., 2004. Enhancement of biogas production from solid substrates using different techniques––a review, Bioresource Technology, Vol. 95, pp. 1–10.


11. Membere A.E., John, U., Joshua, O., 2013. Computational model for biogas production from solid waste, Membere et al / Journal of Environment, Vol.2(2),  pp. 47-51.