پتانسیل‌سنجی تولید بیوگاز از پسماند مناطق روستایی (مطالعه موردی: روستای ابیانه)
الموضوعات :
علی دریابیگی زند
1
,
مریم ربیعی ابیانه
2
1 - استادیار، دانشکده محیط‌زیست، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران (نویسنده مسوول)
2 - دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده محیط‌زیست، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
تاريخ الإرسال : 22 السبت , صفر, 1439
تاريخ التأكيد : 08 الخميس , ربيع الأول, 1443
تاريخ الإصدار : 12 الثلاثاء , ذو القعدة, 1442
الکلمات المفتاحية:
روستای ابیانه,
پسماند فسادپذیر,
ترکیب زایدات,
بیوگاز,
مواد زاید جامد,
ملخص المقالة :
زمینه و هدف: بیوگاز یکی از منابع تجدیدپذیر انرژی است که از تجزیه مواد آلی در نتیجه فعالیت باکتری‌های بی‌هوازی تولید می‌شود. مواد فسادپذیر موجود در زباله‌های شهری و روستایی از دسته منابع زیست توده هستند که می‌توانند به عنوان ماده اولیه در فرآیند تولید بیوگاز مورد استفاده قرار بگیرند. از این رو با ساخت و توسعه واحدهای بیوگاز می‌توان گامی موثر در زمینه بحران ناشی از زباله‌ها و کاهش انتشار آلاینده‌های محیط‌زیستی برداشت. لذا هدف از انجام این تحقیق پتانسیل‌سنجی تولید بیوگاز از پسماندهای روستای ابیانه به منظور حل معضل پسماندها، کاهش مشکلات محیط‌زیستی و تامین انرژی می‌باشد.روش بررسی: به این منظور پس از بررسی کمی و کیفی زایدات تولیدی در روستای ابیانه، میزان پسماندهای قابل استفاده در دستگاه‌های بیوگاز تعیین و پتانسیل تولید بیوگاز از آنها محاسبه گردید.یافته‌ها: میزان بیوگاز قابل استحصال از مواد زاید فسادپذیر روستای ابیانه ۲۴.۴ میلیون متر مکعب در سال می‌باشد. از منبع فوق بطور میانگین سالیانه ۱۵.۸۶ میلیون متر مکعب متان قابل دریافت است که این حجم متان معادل ۳۴۲.۶۸ مگاژول انرژی خواهد بود.بحث و نتیجه گیری: کمیت و کیفیت زباله‌های روستای ابیانه برای تولید بیوگاز بسیار مناسب است ودر صورت احداث واحد بیوگازی می‌توان ضمن کاهش حجم زیادی از پسماندها و به تبع آنکاهش هزینه‌های حمل و نقل و دفع زباله و بهبود سلامت و بهداشت انسان‌ها، از انرژی تولید شده برای مصارف پخت و پز، روشنایی، تولید برق و سوخت حمل و نقل استفاه کرد.
المصادر:
زارعی، س. و ملکی، م.، بررسی پتانسیل تولید بیوگاز ازفضولات دامی و پسماندهای روستایی در استان کردستان با استفاده از GIS، مهندسی بیوسیستم ایران، 1396، دوره 48، شماره 1، صص 173-178.
Abbas, T., Ali, G., Adil, SA., Bashir, MK. & Kamran, MA., 2017. Economic analysis of biogas adoption technology by rural farmers: The case of Faisalabad district in Pakistan. Renewable Energy, Vol. 107, pp. 431-439.
Moreda, IL., 2016. The potential of biogas production in Uruguay. Renewable and Sustainable Energy Reveiews, Vol. 54, pp. 1580-1591.
طاهری، م. و بیگدلی، م.، بررسی پتانسیل استحصال بیوگاز از پسماند روستایی (استان چهارمحال بختیاری)، ششمین کنفرانس انرژی‌های تجدیدپذیر،پاک و کارآمد، 22 آبان 1393،شرکت هم‌اندیشان انرژی کیمیا، تهران، ایران.
Getahun, T., Gebrehiwot, M., Ambelu, A., Gerven, TV. &Bruggen, BVD., 2014. The potential of biogas production from municipal solid waste in a tropical climate. Environmental Monitoring and Assessment, Vol. 186, pp. 4637-4646
Iglinski, B., Buczkowski, R. &Cichosz, M., 2015. Biogas production in Pola.nd—Current state, potential and perspectives. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol. 50, pp. 686- 695.
Ali, W., 2009. Modelling of Biomass Production Potential of Poplar in Short Rotation Plantations on Agricultural Lands of Saxony, Germany. A thesis submitted in partial fulfilment of the examination requirements to obtain the academic degree of Doctor rerumsilvaticarum (Dr. rer. silv.), TechnischeUniversität Dresden.
Hagos, K., Zong, J., Li, D., Liu, C. & Lu, X., 2017. Anaerobic co-digestion process for biogas production: Progress, challenges and perspectives. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol. 76, pp. 1485-1496.
Yadav, D., Barbola, L., Bora, D., Mitra, S., Rangan, L. &Mahanta, P., 2017. An assessment of duckweed as a potential lignocellulosic feedstock for biogas production. International Boideterioration& Biodegradation. Vol. 119, pp. 253-259.
شعبانی‌کیا، ا. و نظری، ع.، بررسی پتانسیل کیفی استحصال انرژی از منابع زیست توده، پنجمین همایش بهینه‌سازی مصرف سوخت در ساختمان، 5 و 6 اردیبهشت 1385، شرکت بهینه‌سازی مصرف سوخت کشور، تهران، ایران.
Kigozi, R., Aboyade, A. &Muzenda, E., 2014. Biogas Production Using the Organic Fraction of Municipal Solid Waste as Feedstock. Int'l Journal of Research in Chemical, Metallurgical and Civil Engg, Vol. 1(1), pp. 107-114.
Deepanraj, B., Sivasubramanian, V. and Jayaraj, S., 2017. Effect of substrate pretreatment on biogas production through anaerobic digestion of food waste. International Journal of Hydrogen Energy, In Press, Available online 21 July 2017.
Weiss, A. Jerome, V., Burghardt, D., Likke, L., Peiffer, S., Hofstetter, EM., Gabler, R., Freitag, R., 2009. Investigation of factors influencing biogas production in a large-scale thermophilic municipal biogas plant. Applied Microbiology and Biotechnology, Vol. 84(5), pp. 987–1001.
Matheri, AN., Ndiweni, SN.,Muzenda, E. & Hubert, R., 2017. Optimising biogas production from anaerobic co-digestion of chicken manure and organic fraction of municipal solid waste. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 80, pp. 756-764.
Rupf, GV.,Bahri, PA., Boer, KD. & McHenry, MP., 2017. Development of an optimal biogas system design model for Sub-Saharan Africa with case studies from Kenya and Cameroon. Renewable Energy, Vol. 109, pp. 586-601.
Yasar, A., Nazir, S., Tabinda, AB., Nazar, M., Rasheed, R. &Afzaal, M., 2017. Socio-economic, health and agriculture benefits of rural household biogas plants in energy scarce developing countries: A case study from Pakistan. Renewable Energy, Vol. 108, pp. 19-25.
Shane, A., Gheewala, S. &Phiri, S., 2017. Rural domestic biogas supply model for Zambia. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 78, pp. 683-697.
Khan, EU. & Martin, AR., 2016. Review of biogas digester technology in rural Bangladesh. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 62, pp. 247-259.
Yin, D., Liu, W., Zhai, N., Wang, Y., Ren, C. & Yang, G., 2017. Regional differentiation of rural household biogas development and related driving factors in China. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 67, pp. 1008-1018.
حسنوند، م.، نبی‌زاده، ر. حیدری، م.، آنالیز پسماندهای جامد شهری در ایران. مجله سلامت و محیط، انجمن علمی بهداشت محیط ایران، 1387،دوره 1، شماره 1، صص 9-18.
شعبانی‌کیا، ا.، نظری، ع. و خلجی اسدی، م.، بررسی تاثیر احداث نیروگاه بیوگازی در تامین انرژی و کاهش معضلات زیست‌محیطی مواد زائد شهری در تهران، چهارمین همایش بین المللی بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان، 1384،سازمان بهینه‌سازی مصرف سوخت کشور، تهران، ایران.
Tasnim, F., Iqbal, SA. & Chowdhury, AR., 2017. Biogas production from anaerobic co-digestion of cow manure with kitchen waste and Water Hyacinth. Renewable Energy, Vol. 109 , pp. 434- 439.
Chen, Q. & Liu, T., 2017. Biogas system in rural China: Upgrading from decentralized to centralized?Rewnewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 78, pp. 933-944.
Koldisevs, J., 2014. Biogas production in rural areas of Mexico. Master of Science Thesis, KTH School of Industrial Engineering and Management.
Buren, AV., Pyle, L., Crook, M, 1998. A Chinese Biogas Manual: Popularising technology in the countryside, Practical Action.
Kelebe, HE.,Ayimut, KM., Berhe, GH. &Hintsa, K., 2017. Determinants for adoption decision of small scale biogas technology by rural households in Tigray, Ethiopia. Energy Economics, Vol. 66, pp. 272-278.
Nahar, G., Mote, D. &Dupont, V., 2017. Hydrogen production from reforming of biogas: Review of technological advances and an Indian perspective. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 76, pp. 1032-1052.
Tchobanoglous, G., Theisen, H. & Vigil, S., 1993. Integrated solid waste management. New York: McGraw-Hill.
Rios, M. &Kaltschmitt, M., 2016. Electricity generation potential from biogas produced from organic waste in Mexico. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 54, pp. 384-395.
Walekhwa, PN., Lars, D. &Mugisha, J., 2014. Economic viability of biogas energy production from family-sized digesters in Uganda. Biomass and Bioenergy, Vol. 70, pp. 26-39.
Mustonen, S., Raiko, R. &Luukkanen, J., 2013. Bioenergy Consumption and Biogas Potential in Cambodian Households. Sustainability. Vol. 5(5), pp. 1875-1892.
Deng, L., Liu, Y., Zheng, D., Wang, L., Pu, X., Song, L., Wang, Z., Lei, Y., Chen, Z. & Long, Y., 2017. Application and development of biogas technology for the treatment of waste in China. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 70, pp. 845-851.
Abdeshahian, P., Lim, JS., Ho, WS., Hashim, H. & Lee, CT., 2016. Potential of biogas production from farm animal waste in Malaysia. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 60, pp. 714-723.
Achinas, S., Achinas, V. &Euverink, GJW., 2017. A Technological Overview of Biogas Production from Biowaste. Engineering, Vol. 3(3), pp. 299-307.
_||_
زارعی، س. و ملکی، م.، بررسی پتانسیل تولید بیوگاز ازفضولات دامی و پسماندهای روستایی در استان کردستان با استفاده از GIS، مهندسی بیوسیستم ایران، 1396، دوره 48، شماره 1، صص 173-178.
Abbas, T., Ali, G., Adil, SA., Bashir, MK. & Kamran, MA., 2017. Economic analysis of biogas adoption technology by rural farmers: The case of Faisalabad district in Pakistan. Renewable Energy, Vol. 107, pp. 431-439.
Moreda, IL., 2016. The potential of biogas production in Uruguay. Renewable and Sustainable Energy Reveiews, Vol. 54, pp. 1580-1591.
طاهری، م. و بیگدلی، م.، بررسی پتانسیل استحصال بیوگاز از پسماند روستایی (استان چهارمحال بختیاری)، ششمین کنفرانس انرژی‌های تجدیدپذیر،پاک و کارآمد، 22 آبان 1393،شرکت هم‌اندیشان انرژی کیمیا، تهران، ایران.
Getahun, T., Gebrehiwot, M., Ambelu, A., Gerven, TV. &Bruggen, BVD., 2014. The potential of biogas production from municipal solid waste in a tropical climate. Environmental Monitoring and Assessment, Vol. 186, pp. 4637-4646
Iglinski, B., Buczkowski, R. &Cichosz, M., 2015. Biogas production in Pola.nd—Current state, potential and perspectives. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol. 50, pp. 686- 695.
Ali, W., 2009. Modelling of Biomass Production Potential of Poplar in Short Rotation Plantations on Agricultural Lands of Saxony, Germany. A thesis submitted in partial fulfilment of the examination requirements to obtain the academic degree of Doctor rerumsilvaticarum (Dr. rer. silv.), TechnischeUniversität Dresden.
Hagos, K., Zong, J., Li, D., Liu, C. & Lu, X., 2017. Anaerobic co-digestion process for biogas production: Progress, challenges and perspectives. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol. 76, pp. 1485-1496.
Yadav, D., Barbola, L., Bora, D., Mitra, S., Rangan, L. &Mahanta, P., 2017. An assessment of duckweed as a potential lignocellulosic feedstock for biogas production. International Boideterioration& Biodegradation. Vol. 119, pp. 253-259.
شعبانی‌کیا، ا. و نظری، ع.، بررسی پتانسیل کیفی استحصال انرژی از منابع زیست توده، پنجمین همایش بهینه‌سازی مصرف سوخت در ساختمان، 5 و 6 اردیبهشت 1385، شرکت بهینه‌سازی مصرف سوخت کشور، تهران، ایران.
Kigozi, R., Aboyade, A. &Muzenda, E., 2014. Biogas Production Using the Organic Fraction of Municipal Solid Waste as Feedstock. Int'l Journal of Research in Chemical, Metallurgical and Civil Engg, Vol. 1(1), pp. 107-114.
Deepanraj, B., Sivasubramanian, V. and Jayaraj, S., 2017. Effect of substrate pretreatment on biogas production through anaerobic digestion of food waste. International Journal of Hydrogen Energy, In Press, Available online 21 July 2017.
Weiss, A. Jerome, V., Burghardt, D., Likke, L., Peiffer, S., Hofstetter, EM., Gabler, R., Freitag, R., 2009. Investigation of factors influencing biogas production in a large-scale thermophilic municipal biogas plant. Applied Microbiology and Biotechnology, Vol. 84(5), pp. 987–1001.
Matheri, AN., Ndiweni, SN.,Muzenda, E. & Hubert, R., 2017. Optimising biogas production from anaerobic co-digestion of chicken manure and organic fraction of municipal solid waste. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 80, pp. 756-764.
Rupf, GV.,Bahri, PA., Boer, KD. & McHenry, MP., 2017. Development of an optimal biogas system design model for Sub-Saharan Africa with case studies from Kenya and Cameroon. Renewable Energy, Vol. 109, pp. 586-601.
Yasar, A., Nazir, S., Tabinda, AB., Nazar, M., Rasheed, R. &Afzaal, M., 2017. Socio-economic, health and agriculture benefits of rural household biogas plants in energy scarce developing countries: A case study from Pakistan. Renewable Energy, Vol. 108, pp. 19-25.
Shane, A., Gheewala, S. &Phiri, S., 2017. Rural domestic biogas supply model for Zambia. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 78, pp. 683-697.
Khan, EU. & Martin, AR., 2016. Review of biogas digester technology in rural Bangladesh. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 62, pp. 247-259.
Yin, D., Liu, W., Zhai, N., Wang, Y., Ren, C. & Yang, G., 2017. Regional differentiation of rural household biogas development and related driving factors in China. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 67, pp. 1008-1018.
حسنوند، م.، نبی‌زاده، ر. حیدری، م.، آنالیز پسماندهای جامد شهری در ایران. مجله سلامت و محیط، انجمن علمی بهداشت محیط ایران، 1387،دوره 1، شماره 1، صص 9-18.
شعبانی‌کیا، ا.، نظری، ع. و خلجی اسدی، م.، بررسی تاثیر احداث نیروگاه بیوگازی در تامین انرژی و کاهش معضلات زیست‌محیطی مواد زائد شهری در تهران، چهارمین همایش بین المللی بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان، 1384،سازمان بهینه‌سازی مصرف سوخت کشور، تهران، ایران.
Tasnim, F., Iqbal, SA. & Chowdhury, AR., 2017. Biogas production from anaerobic co-digestion of cow manure with kitchen waste and Water Hyacinth. Renewable Energy, Vol. 109 , pp. 434- 439.
Chen, Q. & Liu, T., 2017. Biogas system in rural China: Upgrading from decentralized to centralized?Rewnewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 78, pp. 933-944.
Koldisevs, J., 2014. Biogas production in rural areas of Mexico. Master of Science Thesis, KTH School of Industrial Engineering and Management.
Buren, AV., Pyle, L., Crook, M, 1998. A Chinese Biogas Manual: Popularising technology in the countryside, Practical Action.
Kelebe, HE.,Ayimut, KM., Berhe, GH. &Hintsa, K., 2017. Determinants for adoption decision of small scale biogas technology by rural households in Tigray, Ethiopia. Energy Economics, Vol. 66, pp. 272-278.
Nahar, G., Mote, D. &Dupont, V., 2017. Hydrogen production from reforming of biogas: Review of technological advances and an Indian perspective. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 76, pp. 1032-1052.
Tchobanoglous, G., Theisen, H. & Vigil, S., 1993. Integrated solid waste management. New York: McGraw-Hill.
Rios, M. &Kaltschmitt, M., 2016. Electricity generation potential from biogas produced from organic waste in Mexico. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 54, pp. 384-395.
Walekhwa, PN., Lars, D. &Mugisha, J., 2014. Economic viability of biogas energy production from family-sized digesters in Uganda. Biomass and Bioenergy, Vol. 70, pp. 26-39.
Mustonen, S., Raiko, R. &Luukkanen, J., 2013. Bioenergy Consumption and Biogas Potential in Cambodian Households. Sustainability. Vol. 5(5), pp. 1875-1892.
Deng, L., Liu, Y., Zheng, D., Wang, L., Pu, X., Song, L., Wang, Z., Lei, Y., Chen, Z. & Long, Y., 2017. Application and development of biogas technology for the treatment of waste in China. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 70, pp. 845-851.
Abdeshahian, P., Lim, JS., Ho, WS., Hashim, H. & Lee, CT., 2016. Potential of biogas production from farm animal waste in Malaysia. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 60, pp. 714-723.
Achinas, S., Achinas, V. &Euverink, GJW., 2017. A Technological Overview of Biogas Production from Biowaste. Engineering, Vol. 3(3), pp. 299-307.
