تأثير التدفئة والتقليب و نوع المخمر على إنتاج الغاز الحيوي من روثِ الجاموسِ

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 مدرس بقسم الهندسة الزراعية – کلية الزراعة – جامعة قناة السويس، مصر.

2 - مدرس بقسم الأراضي والمياه – کلية الزراعة – جامعة قناة السويس، مصر.

المستخلص

يوجد في مصر 3.43 مليون رأس جاموس تنتج حوالي 3.5 مليون طَن / سنة روث جاف هوائياً ويؤدي تداول وتخزين هذه المخلفات دون معالجة إلي فقد المادة العضوية وتلوث البيئة وانتشار الروائح الکريهة، ويعتبر التخمر اللاهوائي أحد طرق معالجة المخلفات العضوية لإنتاج الغاز الحيوي (البيوجاز).
 
أجريت دراسة معملية علي روث الجاموس بالوحدة التجريبية للغاز الحيوي بقسم الهندسة الزراعية - کلية الزراعة - جامعة قناة السويس في ستة مخمرات (ثلاثة مخمرات أفقية وأخري رأسية) مصنعة من الحديد المجلفن بسمک 1.5 مم و متساوية القطر 0.25 متر و الارتفاع 0.45 متر بحجم کلي 22 لتر وحجم تخمر 17 لتر.
 تم تغذية المخمرات بمخلفات الجاموس بنسبة 6.3% مادة جافة عضوية نظام تغذية مرة واحدة تحت ظروف تشغيل درجة حرارة الغرفة وبدون تقليب ککنترول للتجربة في مخمر أفقي وأخر رأسي، ودرجة حرارة الغرفة مع التقليب دقيقتين لکل نصف ساعة في مخمر أفقي وأخر رأسي، ودرجة حرارة ثابتة في مدى بکتريا الميزوفيليک 38مo مع التقليب دقيقتين لکل نصف ساعة في مخمر أفقي وأخر رأسي.
 تم تقدير النسبة المئوية للمادة الجافة العضويةOTS  معملياً في المادة المتخمرة لروث الجاموس لحساب نسبة تحلل المادة العضوية خلال وقت الاستبقاء 95 يوم کما تم تقدير نسبة الکربون/النيتروجين C/N وقياس رقم الأس الهيدروجيني pH ودرجة الحرارة في المعاملات تحت الدراسة.

 تم قياس کمية الغاز الحيوي ونسبة الميثان اليومية المتحصل عليها للمعاملات المختلفة وتم حساب کمية الغاز الحيوي و الميثان باللتر المتحصل عليها من کل واحد کيلو جرام مادة عضوية جافة.

الموضوعات الرئيسية


Angelidaki, I. and B. K. Ahring (1994). Anaerobic thermophilic digestion of manure at different ammonia loads: Effect of temperature. Water Res. 28 (3), 727–731.
Bitton, G. (1994). Wastewater Microbiology. Weley-Liss, New York, USA.
Chae, K. J.; Jang, Am; Yim, S. K. and S. Kim (2008). The effects of digestion temperature and temperature shock on the biogas yields from the mesophilic anaerobic digestion of swine manure. Bioresourse Technology, 99:1-6.
Chen, T.; Chynoweth, D. P. and R. Biljetina (1990). Anaerobic digestion of municipal solid waste in a nonmixed solids concentrating digestor. Appl. Biochem. Biotechnol. 24–25, 533–544.
Demirci, G. G. and G. N. Demirer (2004). Effect of initial COD concentration, nutrient addition, temperature and microbial acclimation on anaerobic treatibility of broiler and cattle manure. Bioresource Technol. 93, 109–117.
Deutsche Gesellschaft für Solarenergie e.V., (DGS) (2006). Study on Solar and Biomass Energy Potential and Feasibility in Lao PDR Asia Pro Eco project TH/Asia Pro Eco/05 (101302). International Solar Energy Society, Germany
DEV (1971). Deutsche Einheitesverfahren zur Wasser- und Schlammuntersuchungung. Verlag Chemie, S. 2-6, Weinheim, Germany
Dolfing, J. (1992). The energetic consequences of hydrogen gradients in methanogenic ecosystems. FEMS Microbiol. Ecol. 101, 183–187.
El-Mashad, H. M.; Zeeman, G.; Van Loon, Wilko K. P.; Bot, G. P. A. and G. Lettinga (2004). Effect of temperature and temperature fluctuation on thermophilic anaerobic digestion of cattle manure. Bioresource Technology, 95:191-201.
Erickson, L. E.; Fayet, E.; Kakumanu, B. K. and L. C. Davis (2004). Anaerobic Digestion. National Agricultural Biosecurity Center, KansasStateUniversity
FAO (2001). Production yearbook. Food and Agricultural Organization of the United Nations, Vol. 55
FAO (2005). Relevance of Biogas Technology to Nepal. SESSION TWO, Consolidated Management Services Nepal, FAO/TCP/NEP/4415-T
Hamdy, Y. A. (1998). The Current Situation of Egyptian Agricultural Wastes. Proceedings of Anaerobic Treatment of Solid Wastes Workshop, 4 may 1998, MansouraUniversity, Mansoura, Egypt. pp 1-5 (in Arabic)
Hansen, H. H.; Angelidaki, I. and B. K. Ahring (1999). Improving thermophilic anaerobic digestion of swine manure. Water Res. 33 (8), 1805–1810.
Iannotti, D. A.; Pang, T.; Troth, B. L.; Elwell, D. L.; Keener, H. M. and H. A. J. Hoitink (1993). A quantitative respirometric method for monitoring compost stability. Compost Science and Utilization, 1:52-65.
Kalia, A. K. and S. P. Singh (1998). Horse dung as a partial substitute for cattle dung for operating family-size biogas plants in a hilly region. Bioresource Technology 64 (1998) 63-66. Elsevier Science Ltd. UK
Kaparaju, P.; Buendia, I; Ellegaard, L. and I. Angelidakia (2007). Effects of mixing on methane production during thermophilic anaerobic digestion of manure: Lab-scale and pilot-scale studies. Bioresource Technology
Karim, K.; Hoffmann, R. ; Klasson, K. T. and M. H. Al-Dahhan (2005). Anaerobic digestion of animal waste: effect of mode of mixing. Wat. Res. 39, 3397–3606.
Kayhanian, M. and S. Hardy (1994). The impact of four design parameters on the performance of high-solids anaerobic digestion of municipal solid waste for fuel gas production. Environ. Technol. 15, 557–567.
Kim, I. S.; Kim, D. H. and S. H. Hyun (2002). Effect of particle size and sodium concentration on anaerobic thermophilic food waste digestion. Wat. Sci. Tech. 41, 67–73.
Kivaisi, A. K. and M. Mtila (1998). Production of biogas from water hyacinth (Eichhornia crassipes) (Mart) (Solms) in a two stage bioreactor. World J. Microbiol. Technol. 14, 125–131.
köttner, m. (2003). Integration of biogas technology, organic farming and energy crops. The future of biogas in Europe II, European biogas workshop. October 2nd to 4th, 2003,University of Southern Denmarkesbjerg / Denmark
Lehtomäki, A.; Huttunen, S. and J. A. Rintala (2007). Laboratory investigations on co-digestion of energy crops and crop residues with cow manure for methane production: Effect of crop to manure ratio. Department of Biological and Environmental Science, University of Jyväskylä, Finland. Conservation and Recycling 51 (2007) 591–609.
Lema, J. M.; Mendez, R.; Iza, J.; Garcia, P. and, F. Fernandez-Polanco (1991). Chemical reactor engineering concepts in design and operation of anaerobic treatment processes. Wat. Sci. Tech. 24, 79–86.
Marchaim, U. (1992). Biogas processes for sustainable development. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). Services Bulletin: No 95, 232 p.
Nanda, A. S. and T. Nakao (2003). Role of buffalo in the socioeconomic development of rural Asia: Current status and future prospectus. Animal Science Journal 74, 443–455.
Ndegwa, P. M. and S. A. Thompson (2001). Integrating composting and vermin composting the treatment and bioconversion of biosolids. – Biores. Technol. 76: 107–112.
Okeke, C. E. and V. A. Ezekoye (2006). Design, Construction, and Performance Evaluation of Plastic Biodigester. The Pacific Journal of Science and Technology Volume 7. Number 2. November, Nsukka, Nigeria
Reinecke, A. J.; Viljoen, S. A. and R. J. Saayman (1992). The suitability of Eudrilus eugeniae, Perionyx excavatus and Eisenia foetida (Oligochaeta) for vermicomposting in Southern Africa in terms of their temperature requirements. – Soil Biol. Biochem. 24: 1295–1307.
Rofiqul, I. M; Rabiul, I. M and A. M. Rafiqul (2006). Renewable energy resources and technologies practice in Bangladesh, Renewable and Sustainable Energy Reviews, doi:10.1016/j.rser.
Shilpkar, P.; Shah, M. and D. R. Chaudhary (2007). An alternate use of Calotropis gigantea: Biomethanation. Current Science, VOL. 92, NO. 4, 435-437 pp
Smith, L. C; Elliot, D. J. and A. James (1996). Mixing in upflow anaerobic filters and its influence on performance and scaleup. Water Res. 30, 3061–3073.
Stroot, P. G.; McMahon, K. D.; Mackie, R. I. and L. Raskin (2001). Anaerobic codigestion of municipal solid waste and biosolids under various mixing conditions-I. Digester performance. Water Res. 35, 1804–1816.
Van Haandel, A. and G. Lettinga (1994). Anaerobic Sewage Treatment- A Practical Guide for Regions with Hot Climate. John Wiley & Sons. Chichester, UK
Vandeviviere, P.; De Baere, L. and W. Verstraete (2002). Types of anaerobic digester for solid wastes. In J. Mata-Alvarez (Ed), Biomethanization of the organic fraction of municipal solid wastes (pp. 111-137). London: IWA Publishing.
Vavilin, V. A. and I. Angelidaki (2005). Anaerobic degradation of solid material: Importance of initiation centers for methanogenesis, mixing intensity, and 2D distributed model. Biotechnol. Bioeng. 89 (1), 13-122.
Vedrenne, F.; Beline, F.; Dabert, P. and N. Bernet (2007). The effect of incubation conditions on the laboratory measurement of the methane producing capacity of livestock wastes. (in press). Bioresour. Technol. DOI:10.1016/j.biortech.2006.11. 043.
Viesturs, U.; Teliseva, G.; Dobele, G. and T. Dizbite (1995). Energy production from biomass: World experience. Proceedings of the LatvianAcademy of Science. Section B, No 9/10 (578/579), The Latvian Academy of Science, Latvia (pp97-112).
Wittmaier, M. (2003). Co-fermentation of organic substrates in the decentralized production of regenerative energy. Workshop, "Technologies of Municipal Waste Treatment- Experiences and Challenges", Hanoi Uni. Sc., Vietnam.