تقییم إنتاج الغاز الحیوی من المخلفات المنزلیة و المزرعیة باستخدام التخمر الجاف و الرطب

البخشوان, مصطفی کامل; محمد, هیثــم حسین یوسف; عیسى, أمیرة عیسى على

doi:10.21608/mjae.2017.97510

تقییم إنتاج الغاز الحیوی من المخلفات المنزلیة و المزرعیة باستخدام التخمر الجاف و الرطب

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

¹ باحث أول- بمعهد بحوث الهندسة الزراعیة, مصر.

² مدرس- قسم الأراضى والهندسة الزراعیة, کلیة زراعة سابا باشا, جامعة الأسکندریة, مصر.

³ معیدة- قسم الأراضى والهندسة الزراعیة,کلیة زراعة سابا باشا, جامعة الأسکندریة, مصر.

10.21608/mjae.2017.97510

المستخلص

أجریت التجارب المعملیة لإنتاج الغاز الحیوى من مخلفات المزرعة والمخلفات المنزلیة فى معمل بحوث الغاز الحیوى التابع لمشروع تطویر نظم إنتاج واستخدام الغاز الحیوى - محطة أبحاث وإختبار الجرارات بالصباحیة - معهد بحوث الهندسة الزراعیة – مرکز البحوث الزراعیة.
وقد تم إجراء بعض التحالیل الکیمیائیة لتقدیر الخصائص الکیمیائیة للمخلفات المستخدمة فى التجارب من حیث المادة الصلبة الکلیة،المواد الصلبة الطیارة،الکربون العضوى،النسبة المئویة لکل من النیتروجین،الفسفور والبوتاسیوم.
یهدف هذا البحث إلى تقییم إنتاج الغاز الحیوی الناتج من مخلفات المزرعة والمخلفات المنزلیة باستخدام التحلل الجاف مقارنة بالتحلل الرطب وذلک لزیادة إنتاج الغاز الحیوی وخفض زمن المکوث .
تم دراسة تأثیر درجات الحرارة 60 و 40 مئویة و درجة الحرارة الجو المحیط على إنتاج الغاز الحیوی الناتج من التحلل اللاهوائى الرطب و الجاف للمخلفات المزرعیة والمنزلیة علی نطاق معملی .
وقد أظهرت النتائج أن أقصى إنتاج تراکمی للغاز الحیوی للتخمر الرطب لمخلفات المزرعة 119,95 و 118,65 و107,40 لتر عند درجة حرارة 60 و40م° و درجة حرارة الجو المحیط على التوالی، فی حین بلغت هذه القیم للمخلفات المنزلیة 74,40 و 73,20 و 68,26 لتر عند نفس درجات الحرارة على الترتیب.
بینما کان أقصى إنتاج تراکمی للغاز الحیوی للتخمر الجاف لمخلفات المزرعة 107,15 و 100,85 و96,59 لتر عند درجة حرارة 60 و 40 مئویة و درجة حرارة الجو المحیط على التوالی، فی حین کان 58,35 و 57,45 و 56,10 لتر للمخلفات المنزلیة عند نفس درجات الحراة على الترتیب. وکانت أعلى نسبة للمیثان 63,66٪ للمخلفات المزرعیة و 54,21 % للمخلفات المنزلیة.

بلغ زمن المکوث فی التحلل اللاهوائى الرطب للمخلفات المزرعیة 35 و46 و 61 یوما عند درجة حرارة 60 و 40 م° و درجة حرارة الجو المحیط على التوالی. بینما کانت هذه الأزمنة للتحلل الجاف لذات المخلفات 43, 56 و 70 یوم عند نفس درجات الحرارة. أما بالنسبة لمخلفات المنزل فقد بلغ زمن المکوث 40, 53 و 64 یوم للتحلل الرطب عند نفس درجات الحرارة على الترتیب. فى حین کانت 47, 60 و 76 یوم للتحلل الجاف عند نفس درجات الحرارة.
کانت أفضل درجة حرارة لإنتاج الغاز الحیوی من المخلفات الزراعیة والمنزلیة 60 م° وذلک باستخدام التحلل الرطب والجاف. والتى أعطت أعلى کمیة غاز ونسبة میثان وأقل زمن مکوث.

الموضوعات الرئيسية

هندسة النظم الحیویة

المراجع

APHA (American Public Health Association), (1989).”Standard methods for the examination of water and waste water”. 17 th.ed. Washington, D. C. USA.

Energy map., (2011). Renewable biogas for our future environment. Available online at: http://www.energymap.dk/Cache/a4/a42ebb7e-682b-45d7-bddf a4e0c1403763.pdf , [Accessed on 27 February 2011].

Gosch, A.; M. Hildegart,; W. Ursula, and J. Walter, (1983). The anaerobic treatment of poultry manure, Animal Res. and Dev., 17: 62-73.

Jagadabhi, P.S., (2011). Methods to enhance hydrolysis during one and two-stage anaerobic digestion of energy crops and crop residues. Jyväskylä University Printing House.

Karakashev, D.; D. Bastone, and I. Angelidaki, (2005). Influence of environmental conditions on methanogenic compositions in anaerobic biogas reactors. Appl Environ Microbiol 71:331–338.

Khanal, S., (2008). Anaerobic biotechnology for bioenergy production: principles and applications, Wiley-Blackwell.

Kuglarz, M.; B. Mrowiec, and J. Bohdziewich, (2011). Influence of kitchen bio-waste addition on the effectiveness of animal manure digestion in continuous condition. – Research and application of new technologies in wastewater treatment and municipal solid waste disposal in Ukraine, Sweden and Poland.

Lantz, M.; M. Svensson,; L. Björnsson, and P. Börjesson, (2007). The prospects for an expansion of biogas systems in Sweden-Incentives, barriers and potentials, Energy Policy 35 1830–1843.

Lo, K.V.; W.M. Carson and K. Jeffers, 1981. A computer-aided design for biogas production from animal manure. Livestock Wastes. A Renewable Resource, p:133-135, 141.

Mitzalff, K. V., (1988). Engines for biogas. GATEREP. Braunschweig, Germany, p: 27-33.

Ošlaj M. and M. Bogomir, (2010). Biogas as a renewable energy source. Technical Gazette 17, 1,109-114.

Rashed, M. B.,(2014). The Effect of Temperature on the biogas Production from Olive Pumice. University Bulletin – ISSUE No.16- Vol. (3) July - 2014.

Weiland.p., (2010). Biogas production: current state and perspectives. Appl Microbiol Biotechnol 85:849–860.

Zennaki, B.Z.; A. Zadi,; H. Lamini,; M. Aubinear, and M. Boulif, (1996). Methane Fermentation of cattle manure: effects of HRT, temperature& substrate concentration.Tropicul tural 14 (4): 134–140.