با همکاری انجمن مهندسان مکانیک ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی بیوسیستم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 گروه علوم خاک، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

هدف از این مطالعه، آزمون هضم مشترک کود مرغی با محتویات شکمبه گاوی و روده مرغ و محتویات آن، در هاضم‌های بی‌هوازی ناپیوسته، به هدف افزایش تولید زیست‌گاز و همچنین مطالعه اثر برگرداندن لجن حاصله به چرخه تولید، بر مقدار تولید زیست‌گاز و کاهش مدت زمان انتطار برای تولید گاز بود. آزمایش در دو مرحله انجام شد. در مرحله اول اثرات هضم مشترک کود مرغی با محتویات شکمبه گاوی و روده مرغ و محتویات آن، هرکدام در سه سطح (10، 20 و 30 درصد وزنی کود مرغی) مورد بررسی قرار گرفت و در مرحله دوم، پس از رسیدن همه تیمارها به پایان زمان ماند هیدرولیکی، قسمت مایع لجن حاصل از تیمارهای مرحله اول، به هاضم‌های مرحله دوم آزمایش وارد شد. در این مرحله نیز سه تیمار (تیمار شاهد (تامین کل آب مورد نیاز با آب خالص)، تامین 50 و 100 درصد از آب مورد نیاز توسط مایع لجن) آزمون شدند. با توجه به نتایج، هضم مشترک محتویات شکمبه گاوی با کود مرغی اثر معنی‌داری بر میزان افزایش تولید زیست‌گاز نداشت اما هضم مشترک روده مرغ و محتویات آن با کود مرغی (حداقل به میزان 10 درصد وزنی) اثر معنی‌داری بر افزایش تولید زیست‌گاز داشته و می‌تواند میزان گاز حاصله را حداقل به میزان دو برابر افزایش دهد. تیمار (کود مرغی +20% روده مرغ و محتویات آن) بیشترین مقدار تولید زیست‌گاز را به میزان تقریبی ml.grVS-1 305 نتیجه داد. اثر برگرداندن لجن حاصله به چرخه هضم، هم بر مقدار تولید گاز و هم بر روی مدت زمان انتظار برای تولید گاز، در سطح 5 درصد معنی‌دار بود؛ اما تفاوت معنی‌داری بین دو تیمارِ تامین 50 درصدی و 100 درصدی آب مورد نیاز توسط آب لجنی از لحاظ تسریع در شروع تولید گاز و همچنین میزان گاز تولید شده دیده نشد. بنابراین استفاده از آب لجنی برای تامین حداقل 50 درصد از آب مورد نیاز هضم، علاوه بر افزایش میزان گاز تولیدی و کم کردن مدت زمان انتظار برای شروع تولید گاز، مصرف آب را نیز حداقل به میزان 50 درصد کاهش می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


  1. Altinbas, M., and O. A. Cicek. 2019. Anaerobic co-digestion of chicken and cattle manures: Free ammonia inhibition. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects 41: 1097-1109. doi:10.1080/15567036.2018.1539143.
  2. Anonymous, 2010. Fertiliser Recommendations for Agricultural and Horticultural Crops (RB 209) (8th Edn). The Stationery Office, Norwich
  3. Anonymous, 2018. Agricultural Statistics in 2017, (Volume 2). (In Persian).
  4. Budiyono, B., I. Nyoman Widiasa, S. Johari, and S. Sunarso. 2014. Increasing biogas production rate from cattle manure using rumen fluid as inoculums. International Journal of Science and Engineering (IJSE) 6: 31-38. doi:10.12777/ijse.6.1.31-38.
  5. Callaghan, F. J., D. A. J. Wase, K. Thayanithy, and C. F. Forster. 2002. Continuous co-digestion of cattle slurry with fruit and vegetable wastes and chicken manure. Biomass and Bioenergy 22: 71-77. doi:10.1016/S0961-9534(01)00057-5.
  6. Chan, G. Y. S., L. M. Chu, and M. H. Wong. 2002. Effects of leachate recirculation on biogas production from landfill. Environmental Pollution 118: 393-399.
  7. Chowdhry, S. D. R., S. K. Gupta, and S. K. Banergy. 1994. Evaluation of the potentiality of tree leaves for biogas production. Indian Forester 120 (8): 720-728.
  8. Frigon, J-C., and S. R. Guiot. 2010. Biomethane production from starch and lignocellulosic crops: a comparative review. Biofuels, Bioproducts and Biorefining 4: 447-458. doi:10.1002/bbb.229.
  9. Greenwood, D. J. 1990. Production or productivity: the nitrate problem. Annals of Applied Biology 117 (1): 209-231.
  10. Kainthola, J., A. S. Kalamdhad, and V. V. Goud. 2019. A review on enhanced biogas production from anaerobic digestion of lignocellulosic biomass by different enhancement techniques. Process Biochemistry 84: 81-90 doi:10.1016/j.procbio.2019.05.023.
  11. Li, Y., S. Y. Park, and J. Zhu. 2011. Solid-state anaerobic digestion for methane production from organic waste. Renewable and Sustainainable Energy Reviews 15: 821-826. doi:10.1016/J.RSER.2010.07.042.
  12. Li, Y., R. Zhang, C. Chen, G. Liu, Y. He, and X. Liu. 2013. Biogas production from co-digestion of corn stover and chicken manure under anaerobic wet, hemi-solid, and solid state conditions. Bioresource Technology 149: 406-412. doi:10.1016/j.biortech.2013.09.091.
  13. Li, Y., R. Zhang, Y. He, C. Zhang, X. Liu, C. Chen, and G. Liu. 2014. Anaerobic co-digestion of chicken manure and corn stover in batch. Bioresource Technology 156: 342-347.
  14. Nicholson, F. A., B. J. Chambers, and A. W. Walker. 2004. Ammonia emissions from broiler litter and laying hen manure management systems. Biosystems Engineering 89 (2): 175-185.
  15. Richard, T. 1996. The effect of lignin on biodegradability. Cornell Composting Science and Technology.
  16. Roshani, A., J. Shayegan, and A. Babaee. 2012. Methane production from anaerobic co-digestion of poultry manure. Journal of Environmental Studies 38: 83-88. (In Persian).
  17. Song, L., D. Li, X. Cao, Y. Tang, R. Liu, Q. Niu, and Y. Y. Li. 2019. Optimizing biomethane production of mesophilic chicken manure and sheep manure digestion: Mono-digestion and co-digestion kinetic investigation, autofluorescence analysis and microbial community assessment. Journal of Environmental Management 237: 103-113. doi:10.1016/j.jenvman.2019.02.050.
  18. Telliard, W. A. 2001. Method 1684: Total, fixed, and volatile solids in water, solids, and biosolids. US Environmental Protection Agency, Washington.
  19. Taghinazhad, J., R. Abdi, and M. Adl. 2018. Modeling of biogas production process from cow manure with completely stirred tank reactor under semi continuously feeding. Journal of Agricultural Machinery 8: 159-169. (In Persian). doi: 22067/jam.v8i1.57758.
  20. Thornton, P. K. 2010. Livestock production: recent trends, future prospects. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 365 (1554): 2853-2867.
  21. S. Department of Agriculture (USDA), 1991. “Nitrate Occurrence in US. Waters.” USDA. Washington, DC.
  22. Yadvika, S., T. R. Sreekrishnan, S. Kohli, and V. Rana. 2004. Enhancement of biogas production from solid substrates using different techniques- A review. Bioresource Technology 95: 1-10. doi:10.1016/j.biortech.2004.02.010.
CAPTCHA Image