سیزدهمین کنگره ملی مکانیک بیوسیستم و مکانیزاسیون ایران (مکانیک بیوسیستم 1400)
عنوان فارسی اثر حضور پسماند لیگنوسلولزی گیاه نیشکر و تفاله چای سیاه بر فرآیند تصفیه‌ی زیستی فاضلاب شهری در سیستم راکتور هضم بی‌هوازی ناپیوسته
چکیده فارسی مقاله هضم بی­هوازی فرآیندی پیچیده و بسیار حساس است که در برگیرنده چندین نوع میکروارگانیسم با شرایط محیطی خاص است. نوع و ساختار بسترها نیز بر عملکرد تولید بیوگاز مؤثر است. در این تحقیق تصفیه زیستی فاضلاب شهری به عنوان یک پساب آلی با نسبت C/N پایین در حضور پسماند لیگنوسلولزی کشاورزی غنی از کربن با نسبت C/N بالا بررسی شد. بهینه­سازی نسبت ترکیب سوبستراها برای دستیابی به بیشترین بازده تولید سوخت گاز زیستی همراه با حفظ پایداری راکتور مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام آزمایش­ها از تست پتانسیل متان بیوشیمیایی (BMP) استفاده شد. از روش­شناسی سطح پاسخ (RSM) و طرح مخلوط (Mixture) برای مدل­سازی و تعیین ترکیب بهینه استفاده شد. نتایج نشان داد، هضم بی­هوازی همزمان فاضلاب شهری با موادی مانند ضایعات نیشکر و تفاله چای که دارای نسبت C/N بالایی هستند به بهبود تولید بیوگاز از طریق هضم بی­هوازی کمک می­کند. استفاده بیش از حد ضایعات نیشکر در ترکیب سوبسترا باعث تولید شدید اسیدهای چرب فرار می­شود و درنتیجه با اسیدی شدن محیط تولید بیوگاز کاهش می­یابد. در آزمایش­های انجام شده در این پژوهش راکتورهایی که دارای بیش از 70% ضایعات نیشکر بودند این پدیده را نشان دادند. تفاله چای به عنوان یک سوبسترا به منظور هضم مشترک با فاضلاب شهری مناسب است اما حضور این ماده با درصد بالا در ترکیب مخلوط سوبسترا به دلیل خواص ضد باکتریایی پلی­فنول و تانن موجود در آن باعث از بین رفتن میکروارگانیسم­های مفید هضم بی­هوازی شده و عملکرد تولید بیوگاز را کاهش می­دهد. بهترین ترکیب سوبسترا حاوی 25% پسماند لیگنوسلولزی گیاه نیشکر ، 34% چای سیاه و 41 % فاضلاب شهری است که بیشترین بیوگاز ممکن را تولید کرد. این مقدار برابر با 239 mL/g vs بیوگاز است.هضم بی­هوازی فرآیندی پیچیده و بسیار حساس است که در برگیرنده چندین نوع میکروارگانیسم با شرایط محیطی خاص است. نوع و ساختار بسترها نیز بر عملکرد تولید بیوگاز مؤثر است. در این تحقیق تصفیه زیستی فاضلاب شهری به عنوان یک پساب آلی با نسبت C/N پایین در حضور پسماند لیگنوسلولزی کشاورزی غنی از کربن با نسبت C/N بالا بررسی شد. بهینه­سازی نسبت ترکیب سوبستراها برای دستیابی به بیشترین بازده تولید سوخت گاز زیستی همراه با حفظ پایداری راکتور مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام آزمایش­ها از تست پتانسیل متان بیوشیمیایی (BMP) استفاده شد. از روش­شناسی سطح پاسخ (RSM) و طرح مخلوط (Mixture) برای مدل­سازی و تعیین ترکیب بهینه استفاده شد. نتایج نشان داد، هضم بی­هوازی همزمان فاضلاب شهری با موادی مانند ضایعات نیشکر و تفاله چای که دارای نسبت C/N بالایی هستند به بهبود تولید بیوگاز از طریق هضم بی­هوازی کمک می­کند. استفاده بیش از حد ضایعات نیشکر در ترکیب سوبسترا باعث تولید شدید اسیدهای چرب فرار می­شود و درنتیجه با اسیدی شدن محیط تولید بیوگاز کاهش می­یابد. در آزمایش­های انجام شده در این پژوهش راکتورهایی که دارای بیش از 70% ضایعات نیشکر بودند این پدیده را نشان دادند. تفاله چای به عنوان یک سوبسترا به منظور هضم مشترک با فاضلاب شهری مناسب است اما حضور این ماده با درصد بالا در ترکیب مخلوط سوبسترا به دلیل خواص ضد باکتریایی پلی­فنول و تانن موجود در آن باعث از بین رفتن میکروارگانیسم­های مفید هضم بی­هوازی شده و عملکرد تولید بیوگاز را کاهش می­دهد. بهترین ترکیب سوبسترا حاوی 25% پسماند لیگنوسلولزی گیاه نیشکر ، 34% چای سیاه و 41 % فاضلاب شهری است که بیشترین بیوگاز ممکن را تولید کرد. این مقدار برابر با 239 mL/g vs بیوگاز است.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله
عنوان انگلیسی The effect of lignocellulosic waste of sugarcane plant and spent black tea on biological treatment of municipal wastewater in batch anaerobic digestion reactor system
چکیده انگلیسی مقاله Anaerobic digestion is a complex and very sensitive process that includes several types of microorganisms with specific environmental conditions. The type and structure of the substrates also affect the performance of biogas production. In this research, the biological purification of municipal wastewater was investigated as an organic waste with low C/N ratio in the presence of carbon-rich lignocellulose subestra with high C/N ratio. Optimization of the composition of the substrates to achieve the highest yield of biogas production with the maintenance of reactor stability. Biochemical methane potential (BMP) test was used to perform experiments. The response surface methodology (RSM) and mixture design were used to modeling and determine the optimal composition. The results showed that anaerobic co-digestion of municipal wastewater with substrates such as sugarcane plant and spent black tea with high C/N ratios help improve biogas production. Excessive use of sugar sugar waste in the substrate composition causes a severe production of fatty acids, and as a result, biogas production decreases with acidification. In experiments conducted in this study, reactors with more than 70% cane waste showed this phenomenon. Spent black tea as a co-substrate is suitable for co-digestion with municipal wastewater. But the presence of this substance with a high percentage in combination due to the antibacterial properties of polyphenol and tannins in it leads to the loss of useful microorganisms of anaerobic digestion and reduce biogas production yield. The best substrate composition contains 25% of the lignocellulose waste of sugar cane, 34% spent black tea and 41% municipal wastewater, which produced the most possible biogas. This value is equal to 239 ml / g vs of biogas.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله هضم بی‌هوازی همزمان, فاضلاب شهری, نسبت کربن به هیدروژن, پایداری راکتور, مدلسازی
نویسندگان مقاله Majid Rasouli - Bu-Ali Sina university

-

-

نشانی اینترنتی http://ncame1400.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-114-1&slc_lang=fa&sid=1
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   دوره مرتبط   |   کنفرانس مرتبط   |   فهرست کنفرانس ها