مقاله-ارائه روشها و راهکارها برای سرعت بخشیدن به تولید بیوگاز در مخازن هضم- در قالب ورد wordو pdf - دانلود فایل
دانلود فایل مقاله-ارائه روشها و راهکارها برای سرعت بخشیدن به
دانلود فایل مقاله-ارائه روشها و راهکارها برای سرعت بخشیدن به تولید بیوگاز در مخازن هضم- در قالب ورد wordو pdf بر اين حقيقت واقفيم که بيوگاز به عنوان صورت پاک و تجديدپذير انرژي (به ويژه در بخش روستايي)، به خوبي ميتواند جايگزين منابع متعارف انرژي مانند سوختهاي فسيلي شود. اما در عين وجود مزاياي متعدد، پتانسيل فنآوري بيوگاز با محدوديتهاي خاصي نيز همراه بوده است. در اين ميان شايعترين محدوديتهاي ممکن عبارتند از: زمان ماند هيدروليکي طولاني 50-30 روز، کاهش توليد گاز در زمستان، نوسانات شديد دماي شبانه روزي هاضم و غيره. براي غلبه بر اين مشکلات، محققان کوشيدهاند تا اين محدوديتها را به منظور مورد پسند واقع کردن اين فنآوري وافزايش توليد گاز بر طرف کنند. از زماني که علم بيوگاز پا به عرصه وجود گذاشته است؛ تاکنون راهکارهاي بيشماري براي بهينه کردن توليد بيوگاز ارائه گرديده، تا با ايجاد روشهاي مناسب علاوه بر به حداقل رساندن فرآيند هضم بيهوازي، بتوان ميزان توليد بيوگاز را به حداکثر ممکن رساند. اين مقاله به بررسي تکنيکهاي مختلفي ميپردازد که ميتواند به منظور افزايش ميزان توليد گاز از بسترهاي جامد به کار رود.کليد واژهها: بيوگاز، راهکارها، زمان ماند هيدروليکي، سرعت هضم.1- مقدمه:در سبک زندگي انرژي خواه امروزه نياز براي جستجو و کشف منابع جديد انرژي که قابل تجديد هستند يک الزام است(مرتضی الماسی، 1384). در مناطق روستايي کشورهاي در حال توسعه، بيومس سلولزي متنوع ( کود حيواني، زائدات کشاورزي و غيره) به مقدار فراوان در دسترس ميباشد؛ که تنوع پتانسيل خوبي براي انرژي رساندن به مطالبه انرژي، مخصوصاً در بخش خانگي دارند (آیلی، 1991، 14-19؛ آتار، 1998، 11-15). در هند به تنهايي 250 ميليون دام وجود دارد که اگر تنها يک سوم کود توليدي ساليانه را به بيوگاز تبديل کند، ميتوان بيشتر از 12 ميليون دستگاه بيوگاز نصب کرد (آتار، 1998، 11-15). تکنولوژي بيوگاز يک مسير خيلي جذاب براي استفاده مطمئن از گروههاي بيومس به منظور تأمين نيازهاي انرژي جزئي دارد (چاندار، 1997، 19-23). در واقع عملکرد مناسب سيستم بيوگاز ميتواند به منظور حفظ منابع و حفاظت از محيط زيست، مزاياي متعددي به کاربران و جامعه ارائه دهد(آیلی، 1991، 14-19؛ آنگلایداکی، 1994، 560-564). بيوگاز محصول تجزيه بيهوازي از بسترهاي آلي است، که براي درمان ضايعات صنعتي و تثبيت لجن يکي از قديميترين فرآيندهاي مورد استفاده است. از آنجا که اين عمل توسط مشارکت ميکروارگانيسمها انجام ميگيرد و وابسته به عوامل مختلفي مثل PH ، دما، زمان ماند هيدروليکي (HRT)، نسبت C/N و غيره ميباشد، يک فرآيند بالنسبه آهسته است. از طرفي عدم ثبات روند، نرخ بارگذاري کم، کم کردن سرعت بهبود پس از تجزيه و شکست و الزامات خاص براي ترکيب زباله، برخي از محدوديتهاي ديگر است که با آن مرتبط است (باردیا، 1994). تخمير بيهوازي يک فرآيند آهسته با يک HRT بزرگ از 50-30 روز است که در دستگاههاي بيوگاز متداول انجام ميگيرد و اين باعث نياز به حجم زياد دستگاه هضم و هزينه بالاي سيستم ميگردد (انگلایداکی، 1994، 560-564). کاهش توليد گاز در طول فصل زمستان گزارش شده است که يک مشکل جدي در کاربرد عملي اين فنآوري مي باشد. اصولاً توليد بيوگاز از 1700 ليتر در روز در ماه مي - ژوئيه به حدود 991 ليتر در روز، در ماه ژانويه - فوريه کاهش مييابد(آتار، 1998). تمام اين عوامل باعث کاهش محبوبيت فن آوري بيوگاز در مناطق روستايي شده است. بنابراين نياز به بهبود بازده کلي فرآيند هضم بيهوازي در دستگاههاي بيوگاز ميباشد. اين ممکن است با استفاده از روشهاي مختلف انجام شود از جمله: بهينه سازيهاي متنوع پارامترهاي عملکردي، رضايت بخش کردن الزامات تغذيه ميکروبها (بابی، 1994، 16-19؛ بایر، 1997، 137-143؛ دسیا، 1994، 337-340) با استفاده از اختلاف بيولوژيکي، مواد افزودني شيميايي، با دستکاري کردن نسبت خوراک، باگردش و دوران دوغاب هضم (شسته و ساييده شدن ميکروب) بازگشت به راکتور، اصلاح و تغيير در طراحي دستگاه بيوگاز موجود (بارنت، 1987، 51)، برخي از راههاي ديگر بهبود توليد گاز در جاذبهاي بيوگاز هستند، به تازگي تلاشها بر آن است که يا HRT را کاهش دهند و يا بيوگاز توليدي را با همان HRT بوسيله مخلوط کردن لايه ميکروبي ثابت در راکتور که به حفظ ميکروبها در راکتور کمک ميکند، افزايش دهند. اين مقاله يک ديدگاه کلي از روشهاي متنوع که ميتواند براي استفاده به عنوان افزايش نرخ توليد گاز از بسترهاي جامد به کار رود ارائه ميدهد (برامملر،1992، 301-310؛ چندرا، 1997، 19-23)2- روشها و فرآيندهاي توليد بيو متان مواد آلي که در دستگاه بيوگاز به کار گرفته ميشوند، ميتوانند از هر منبعي سرچشمه بگيرند؛ مشروط بر آنکه شرايط شيميايي و فيزيکي لازمه براي رشد باکتريهاي متانزا فراهم شود (مرتضی الماسی، 1361). مواد زائد و فضولات حيواني که حاوي بخشي از مواد ليگنو سلولزي هضم نشده و بخشي از مواد ليگنو سلولزي هضم شده ميباشند، ميتوانند در اثر هيدروليز آنزيمي به کروهيدراتها تبديل شوند (محمود ثقفی، 1372؛ غلامرضا علی زاده، 1364). اين کربوهيدراتهاي توليد شده به کمک ميکروارگانيزمهاي اسيدوژنيک به اسيدهاي آلي تبديل شده و سپس اين اسيدهاي آلي در فرآيند تخميري متانوژنيک توسط باکتريهاي مولد متان به گاز متان، گاز کربنيک و به ميزان اندکي گازهاي ديگر از قبيل نيتروژن، اکسيژن، هيدروژن سولفيد و غيره تبديل ميشوند (مرتضی الماسی، 1361). فرآيند هضم بيهوازي و توليد بيوگاز مانند ساير واکنشهاي بيو شيميايي تحت تأثير عوامل شيميايي و فيزيکي متنوعي است که مهمترين آنها عبارتند از: زمان ماند هيدروليکي، نسبتC/N ، دما،PH ، ميزان حضور عوامل سمي، ميزان مواد