هضم بي هوازي حالت جامد قسمت آلي زباله جامد شهري براي توليد بيوگاز (مطالعه موردي در مشهد)

Solid State Anaerobic Digestion of Organic Fraction of Municipal Solid Waste for Biogas Production (Case Study in Mashhad)

هضم بي‌هوازي حالت جامد، علاوه بر توليد انرژي به عنوان راهكاري براي مديريت زباله جامد شهري در نظر گرفته مي‌شود. مزاياي اين روش شامل حجم كمتر مورد نياز رآكتور، انرژي كمتر براي گرم كردن و جابجايي راحت­تر مواد هضم شده مي‌باشد. از آنجا كه قسمت آلي زباله جامد شهري بسيار ناهمگن است، در نتيجه براي بررسي توليد بيوگاز از هر نوع زباله جامد شهري، مطالعات ويژه آن لازم است كه هدف اين تحقيق مي‌باشد. در اين پژوهش هضم بي‌هوازي حالت جامد قسمت آلي زباله جامد شهري به مدت 30 روز در مقياس آزمايشگاهي با غلظت مواد جامد 20% براي ارزيابي ميزان توليد بيوگاز در شرايط ناپيوسته و مزوفيليك (بينابين) (37 درجه سلسيوس) انجام شد. با توجه به بالا بودن درصد مواد جامد كل بر اساس نتايج ارزيابي اوليه خصوصيات قسمت آلي زباله جامد شهري (درصد مواد جامد كل 30/63%)، هضم بي‌هوازي حالت جامد براي مديريت اين ضايعات مناسب است. به منظور بازسازي شرايط واقعي در مقياس تجاري، هيچگونه مواد افزودني به رآكتور اضافه نشد. عملكرد راكتور با اندازه‌گيري روزانه حجم بيوگاز توليدي و محاسبه ميزان تخريب‌پذيري مواد جامد فرار، مورد ارزيابي قرار گرفت. حجم بيوگاز توليدي در انتهاي فرآيند هضم، مقدار 372 ميلي­ليتر به ازاي هر گرم مواد جامد فرار براي غلظت مواد جامد كل 20% با درصد متان 61/82% (معادل 230 ميلي‌ليتر) به دست آمد. همچنين ميزان تخريب‌پذيري مواد جامد فرار به عنوان يكي از پارامترهاي بهره‌وري آزمايشات حدود 64/7% محاسبه شد.

Increasing in consumption of fossil fuels and their price and environmental impacts, have led to a growing need and interest in replacement of these fuels with new and renewable energy sources. Anaerobic digestion is one of the attractive methods to produce biogas from organic matter. Wet state and solid state are the categories of anaerobic digestion. Some benefits of solid-state anaerobic digestion (SS-AD) include the need for smaller reactor capacity requirements, less energy used for heating, and easier handling. In this study, SS-AD of organic fraction of municipal solid waste (OFMSW) was examined. The study was done in the laboratory scale of (1-liter volume), mesophilic condition (37°C), and 20% solid content. Characterization of OFMSW indicated good potential of these materials to produce biogas through SS-AD (69.37% of total solids, 76.2% of volatile solids, and a C/N ratio of 38.28%). According to the results of SS-AD, a total of 372 ml biogas/g of volatile solids was obtained under normal laboratory conditions, of which 230 ml (61.82%) was methane. Also, a reduction of 64.7% was obtained for volatile solids, which is one of the parameters of the experiment productivity.