بهينه‌سازي توليد زيست‌گاز در هضم بي‌هوازي پسماندهاي آلي جامد شهري با غلظت‌هاي مختلف تحت پيش‌تيمارهاي حرارتي

در چند دهه اخير منابع تجديدپذير انرژي كه باعث آلودگي كمتر محيط‌زيست شوند بسيار مورد توجه قرار گرفته‌اند. در اين ميان استحصال زيست‌گاز از ضايعات آلي جامد شهري براي توليد انرژي به دليل كنترل گازهاي گلخانه‌اي و كاهش آلودگي‌هاي زيست‌محيطي از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. اگرچه هضم بي‌هوازي به‌عنوان يكي از بهترين روش‌هاي مواجهه با پسماندهاي آلي جامد شهري مطرح است، با اين حال، اين فرآيند داراي محدوديت‌هايي نيز مي‌باشد. از اين‌رو پيش‌فرآوري‌هاي مختلفي به‌منظور بهبود فرآيند هضم بي‌هوازي و افزايش توليد زيست‌گاز از هضم پسماندهاي آلي مورد بررسي قرار گرفته‌اند. پيش‌فرآوري حرارتي از موثرترين روش‌ها جهت حذف عوامل بيماري‌زاي موجود در مواد زائد آلي است. در همين حال اين پيش‌فرآوري مي‌تواند تاثير به‌سزايي در بهبود هضم بي‌هوازي و تسريع هيدروليز مواد داشته باشد. بنابراين يافتن شرايط بهينه اين پيش‌تيمار براي دستيابي به بالاترين مقدار توليد زيست‌گاز حائز اهميت به‌سزايي است. هدف از اين تحقيق دستيابي به بهترين دما و زمان و غلظت در هضم مواد آلي موجود در پسماند شهري است. در اين مطالعه، دما و مدت اعمال پيش‌تيمار حرارتي به‌ترتيب در سه سطح 70، 90 و 110 درجه سانتي‌گراد و 30، 90 و 150 دقيقه و غلظت نيز در سطوح 8، 12 و 16 درصد مورد بررسي قرار گرفتند. به اين منظور 15 آزمايش به روش سطح پاسخ باكس‌بنكن طراحي شدند. نتايج آزمايش‌ها نشان دادند كه اثر متغيرهاي دما و زمان در سطح 1 درصد بر توليد زيست‌گاز معني‌دار هستند در حالي‌كه تغييرات غلظت در محدوده مورد مطالعه اثر كمتري در توليد اين گاز داشته است. همچنين، بهترين سطوح متغيرهاي دما و زمان پيش‌تيمار و غلظت مواد هضم‌شونده براي توليد زيست‌گاز به‌ترتيب 95 درجه سانتي‌گراد، 104 دقيقه و غلظت 12 درصد بوده كه پيش‌بيني مي‌شود اعمال پيش‌تيمار حرارتي در شرايط بهينه متغيرهاي مورد ارزيابي موجب توليد 445 ميلي‌ليتر زيست‌گاز به ازاي هر گرم ماده آلي جامد فرار موجود در پسماندهاي آلي شود كه بدين ترتيب با اعمال پيش‌تيمار حرارتي در شرايط بهينه، افزايش 31.17 درصدي توليد زيست‌گاز نسبت به ميزان زيست‌گاز ناشي از هضم مواد بدون اعمال پيش‌تيمار (6.18±339.33 ميلي‌ليتر) قابل انتظار خواهد بود.