عنوان پایان‌نامه
افزایش راندمان هاضم بی هوازی در تولید بیوگاز از پسماند جامد
- رشته تحصیلی
- مهندسی محیط زیست -موادزائد جامد
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1372;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71633
- تاریخ دفاع
- ۰۱ دی ۱۳۹۴
- دانشجو
- لیلا امیری
- استاد راهنما
- اکبر باغوند, محمدعلی عبدلی
- چکیده
- پسماندهای جامد شهری به عنوان یکی از منابع مهم انرژی برای توسعه ی اجتماعی و اقتصادی جوامع مختلف در جهان نام برده می شود. هضم بی هوازی به عنوان یک روش تولید انرژی و پیش تصفیه قبل از فرآیند دفن و دفع پسماندها بسیار مورد توجه است. این تحقیق به منظور ارزیابی و ارتقاء راندمان هاضم های بی هوازی هضم بخش آلی پسماندهای جامد شهری، با استفاده از 1)بررسی نرخ بهینه بارگذاری مواد آلی، 2)استفاده از بسترهای ترکیبی ، 3) بررسی میزان تاثیرگذاری عوامل بیولوژیکی شده است. به منظور دستیابی به اهداف تحقیق عملیات آزمایشگاهی (آنالیز فیزیکی و شیمیایی) بر روی بسترهای اصلی و ترکیبی استفاده شده در این تحقیق انجام شد تا بتوان قابلیت هضم بی هوازی مواد انتخاب شده را بررسی و راندمان فرآیند هضم بی هوازی را سنجید. بیوگاز تولیدی در زمان افزودن بسترهای ترکیبی به پسماندهای آلی در مقایسه با تولید بیوگاز با استفاده از بستر منفرد به میزان 21 تا 37 درصد افزایش یافت و راندمان حذف COD از مواد ورودی از 51 تا 65 درصد متغییر بود. راندمان حذف مواد جامد فرار در هنگام استفاده از بستر ترکیبی به طور میانگین به 62 تا 65 درصد رسید که در مقایسه با بستر منفرد (63 تا 68 درصد)کمی پایین تر می باشد. هنگام بارگیری هاضم با شیرابه پسماندهای مواد آلی به عنوان یک بستر منفرد، نرخ بارگذاری مواد آلی تا حد 7/27 کیلوگرم COD به ازاء هر مترمکعب در روز افزایش داده شد و حذف مواد آلی تا 60 درصد و تولید بیوگاز به میزان 1/7 مترمکعب به ازاء هر مترمکعب هاضم در روز ثبت گردید. با توجه به ارتباط بین نرخ بارگذاری مواد آلی و دستیابی به بالاترین میزان حذف COD، پس از آزمایش های مکرر نرخ مناسب بارگذاری شیرابه به میزان 5/13 تا 5/22 کیلوگرم COD به ازاء هر مترمکعب در روز پیشنهاد می شود. به ازاء هر تن مواد آلی پسماندهای جامد شهری 7 کیلووات ساعت انرژی مازاد خالص محاسبه گردید که با نرخ بارگذاری شیرابه 3/21 کیلوگرم COD به ازاء هر مترمکعب در روز (زمان ماند: 10 روز) بدست آمد. افزودن شیرابه یا پسماندهای مواد غذایی به عنوان بستر ترکیبی سبب افزایش ظرفیت بافرینگ هاضم می شود. با بررسی فاکتورهای متعدد میزان افزودن شیرابه و پسماندهای مواد غذایی به ترتیب 15-20 درصد و 10-15 درصد حجم کل مواد ورودی به هاضم توصیه می شود. مواد جامد فرار لجن حاصل از تصفیه فاضلاب کارخا
- Abstract
- The total amount of municipal solid waste is increasing. Accordingly, Municipal solid waste to be considered as an important source of energy for social and economic development in the world. Anaerobic digestion as a method of energy production and pre-treatment before waste disposal process has many advantages. The main purpose of this research is evaluation and improvement of anaerobic digesters efficiency by 1) the optimum organic loading rate, 2) the use of co-substrates, 3) the evaluation of the effectiveness of biological agents. The total biogas production of the digester increased by 21-37 % by adding different substrates and the COD elimination was between 51-65%. The volatile solids elimination efficiency was between 62 – 65 %, which was slightly less (63-68%) compared to the volatile solids elimination during biowaste-only-feed periods. By loading of leachate in an anaerobic digestion as a single bed, organic loading rate increased to 27.7 kg COD per cubic meter per day and organic matter elimination was increased to 60% and biogas production was 7.1 cubic meters per cubic meter digester per day were recorded. Considering the optimum VS elimination, the COD removal efficiency, the problem caused by formation of massive foam at higher OLR and a reserve capacity for an increased amount of organic leachate in the future, it is suggested that anaerobic digestion of organic leachate should be operated at an OLR within the range of 13.5 to 22.5 kg COD per cubic meter per day. A net surplus energy of about 7 kWh may be obtained from each ton organic fraction of municipal solid waste. Considering several aspects, the optimum addition of leachate and foodwaste is suggested at 15–20 % and 10–15 % by volume, respectively. Volatile solids of sludge is about 22% and 0.4 cubic meters of methane per kg VS can be produced by using this sludge. More than 80 percent of the methane gas produced in the first 4 days of digestion. Consequently, sludge is considered as an
