اثر غلظت كلسيم ‌كلريد در هضم بيولوژيك مشترك زباله جامد شهري و شيرابه لندفيل

Effect of calcium chloride concentration on biological co-digestion of municipal solid waste and landfill leachate

زمينه و هدف: در سال‌هاي اخير، مديريت و دفع مواد زائد جامد شهري به يك مشكل جهاني و به مهمترين دغدغه‌هاي زيست ‌محيطي تبديل شده است. هضم بي‌هوازي علاوه ‌بر پردازش زباله جامد، يك راه ‌حل بالقوه و مقرون به ‌صرفه براي پردازش پساب‌هاي آلي نيز به‌شمار مي‌رود. هدف اين تحقيق، بررسي تاثير مثبت يا منفي كلسيم­ كلريد روي ‌توليد بيوگاز حاصل از پردازش بي‌هوازي مشترك زباله ‌شهري و شيرابه لندفيل است. روش بررسي: اثر 8 سطح كلسيم­‌ كلريد بر هضم مشترك زباله جامد شهري و شيرابه در راكتورهاي mm 500 تحت ‌شرايط دمايي مزوفيليك و در قالب طرح كاملا تصادفي با سه تكرار مورد ‌بررسي قرار گرفت. راكتورها با نسبت VS سوبسترا به ماده اصلي 2 بارگذاري و حجم بيوگاز به‌صورت روزانه اندازه‌گيري شد. جامدات‌ كل و فرار، كربن/نيتروژن موجود در زباله و همچنين COD، BOD و فلزات‌ سنگين شيرابه براساس استاندارد APHA اندازه‌گيري شد. يافته ­ها: نتايج آزمايش نشان‌ داد كه با افزايش غلظت ‌‌كلسيم كلريد، pH راكتور كاهش مي‌يابد. بالاترين ميزان توليد بيوگاز تجمعي مربوط به تيمار 2Ca (g/L 2‌) با بيشترين درصد كاهش VS و TS به‌دست آمد. غلظت‌هاي بالاتر از اين مقدار كلسيم ­كلريد (≥ g/L3) سبب كاهش تجزيه پذيري جامدات فرار و كل شده و در نتيجه عملكرد هاضم كاهش يافت. نتيجه­ گيري: از نتايج به روشني مي‌توان دريافت‌ كه افزودن كلسيم ‌كلريد، راه ‌حل موثري براي بهبود تخريب ­‌پذيري زيستي در هضم مشترك زباله جامد شهري و شيرابه بوده و با كاهش درصد جامدات ‌كل و فرار، ميزان بيوگاز افزايش مي­ يابد.

Background and Objective: In recent years, management and disposal of municipal solid waste has become a global problem and the most important environmental concern. Anaerobic digestion is a cost-effective solution for treatment of both solid waste and wastewater. The aim of this study was to investigate the positive or negative effects of calcium chloride content in anaerobic digestion process of municipal solid waste and leachate on biogas production. Materials and Methods: Experiments with 8 levels of calcium chloride on co-digestion of municipal solid waste and leachate were investigated in 500 ml digesters under mesophilic conditions in a completely randomized design with three replications. Reactors with a ratio of substrate to inoculum of 2 (on VS basis) were operated and the volume of the biogas was measured daily. Volatile and total solids, carbon/nitrogen of waste, COD, BOD and heavy metals were measured by following APHA. Results: The results of the experiment showed that the pH was decreased with increasing calcium chloride concentration. The highest amount of cumulative biogas production was obtained in CaCl2 of 2 g/L with the highest VS and TS reduction. Higher concentrations of CaCl2 (≥3 g/L) caused a reduction in the degradability of volatile and total solids and, as a result, a decreased performance of the digester. Conclusion: The results clearly confirmed that the addition of calcium chloride was an effective solution to improve biodegradability in co-digestion of the MSW and leachate and consequently to reduce the total and volatile solids and to increase the amount of‌ biogas.