تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,098,613 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,206,247 |
ارزیابی هضم مشترک و پیشتیمار بر تخریبپذیری زیستی سوبسترای لیگنوسلولزی و تولید متان در راکتورهای مزوفیلیک ناپیوسته | ||
نشریه محیط زیست طبیعی | ||
دوره 75، شماره 4، آبان 1401، صفحه 652-666 اصل مقاله (880.98 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jne.2022.333931.2332 | ||
نویسندگان | ||
ترحم مصری گندشمین* 1؛ منصور احمدی پیرلو1؛ غلامحسین شاه قلی1؛ امیرحمزه فرج الهی2 | ||
1گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران | ||
2گروه مهندسی هوافضا، دانشگاه افسری امام علی (ع)، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
مطالعة حاضر با هدف بررسی هضم مشترک و اثرات شرایط پیشتیمار قلیایی بر تخریب پذیری سوبسترا و تولید متان از پسماندهای شهری و لجن فاضلاب بهصورت پایلوت و با رویکرد تجربی در راکتورهای ناپیوسته و با زمان ماند 30 روز انجام شد. برای این منظور، بخش آلی پسماندهای شهری و لجن فاضلاب با 5 نسبت اختلاط مواد اولیه برای ارزیابی تولید بیوگاز و متان و با شرایط دمایی مزوفیلیک (C° 37) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش لجن فاضلاب (تا 40 درصد وزنی مواد اولیه) در سوبسترا منجر به افزایش عملکرد متان شد، در حالی که زمان ماند طولانی تر با افزایش درصد پسماند شهری به دست آمد. بنابراین، نسبت پسماندهای شهری (60 درصد) و لجن فاضلاب (40 درصد) (60:40) بهعنوان نسبت ترجیحی برای تولید بیوگاز بهینه تعیین شد. بر اساس نسبت ترجیحی، اثر غلظت های مختلف پیشتیمار قلیایی (2، 6 و 10 درصد NaOH) برای دوره های زمانی مختلف (1/5، 3 و 6 ساعت) بر تخریب پذیری زیستی پسماندها شهری، تولید بیوگاز و متان ارزیابی شد. نتایج نشان داد که بهترین بهبود با تیمار در غلظت 6 درصد NaOH و به مدت 3 ساعت بود که منجر به بهبود 26/4درصدی در تولید متان شد. سایر تیمارها نیز مؤثر بودند، که در آن تیمار 6 درصد NaOH بهمدت 1/5 ساعت منجر به بهبود 14/3درصدی عملکرد متان در مقایسه با نمونة شاهد شد. بنابراین، پیشتیمار قلیایی بهطور قابل توجهی باعث بهبود تجزیه پسماند آلی شده و در نتیجه تولید متان افزایش می یابد. | ||
کلیدواژهها | ||
پیشتیمار؛ پسماند شهری؛ مزوفیلیک؛ نسبت اختلاط؛ هضم بیهوازی | ||
مراجع | ||
Ağdağ, O.N., Sponza, D.T., 2005. Co-digestion of industrial sludge with municipal solid wastes in anaerobic simulated landfilling reactors. in: Process Biochemistry 40, 1871-1879. Ajay, C., Mohan, S., Dinesha, P., Rosen, M.A., 2020. Review of impact of nanoparticle additives on anaerobic digestion and methane generation. Fuel 277, 118234. Angelidaki, I., Alves, M., Bolzonella, D., Borzacconi, L., Campos, J., Guwy, A., Kalyuzhnyi, S., Jenicek, P., Van Lier, J., 2009. Defining the biomethane potential (BMP) of solid organic wastes and energy crops: a proposed protocol for batch assays. Water Science and Technology 59(5), 927-934. Borowski, S., 2015. Co-digestion of the hydromechanically separated organic fraction of municipal solid waste with sewage sludge. Journal of Environmental Management 147, 87-94. Brown, D., Li, Y., 2013. Solid state anaerobic co-digestion of yard waste and food waste for biogas production. Bioresource Technology 127, 275-280. Cavinato, C., Bolzonella, D., Pavan, P., Fatone, F., Cecchi, F., 2013. Mesophilic and thermophilic anaerobic co-digestion of waste activated sludge and source sorted biowaste in pilot-and full-scale reactors. Renewable Energy 55, 260-265. Cesaro, A., Naddeo, V., Amodio, V., Belgiorno, V., 2012. Enhanced biogas production from anaerobic codigestion of solid waste by sonolysis. Ultrasonics Sonochemistry 19(3), 596-600. Chen, Y., Cheng, J.J., Creamer, K.S., 2008. Inhibition of anaerobic digestion process: a review. Bioresource Technology 99(10), 4044-4064. Cheng, Q., Call, D.F., 2016. Hardwiring microbes via direct interspecies electron transfer: mechanisms and applications. Environmental science: Processes and Impacts 18(8), 968-980. Cristancho, D.E., Arellano, A.V., 2006. Study of the operational conditions for anaerobic digestion of urban solid wastes. Waste Management 26(5), 546-556. Cuetos, M.J., Fernández, C., Gómez, X., Morán, A., 2011. Anaerobic co-digestion of swine manure with energy crop residues. Biotechnology and Bioprocess Engineering 16(5), 1044. Dai, X., Duan, N., Dong, B., Dai, L., 2013. High-solids anaerobic co-digestion of sewage sludge and food waste in comparison with mono digestions: Stability and performance. Waste Management 33(2), 308-316. Fengel, D., 1984. Chemical composition and analysis of wood. Wood 26-65. Fountoulakis, M., Manios, T., 2009. Enhanced methane and hydrogen production from municipal solid waste and agro-industrial by-products co-digested with crude glycerol. Bioresource Technology 100(12), 3043-3047. Hao, Y., Wang, Y., Ma, C., White, J.C., Zhao, Z., Duan, C., Zhang, Y., Adeel, M., Rui, Y., Li, G., 2019. Carbon nanomaterials induce residue degradation and increase methane production from livestock manure in an anaerobic digestion system. Journal of Cleaner Production 240, 118257. Karthikeyan, O.P., Visvanathan, C., 2013. Bio-energy recovery from high-solid organic substrates by dry anaerobic bio-conversion processes: a review. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology 12(3), 257-284. Khatri, S., Wu, S., Kizito, S., Zhang, W., Li, J., Dong, R., 2015. Synergistic effect of alkaline pretreatment and Fe dosing on batch anaerobic digestion of maize straw. Applied Energy 158, 55-64. Kumar, S.S., Kumar, V., Kumar, R., Malyan, S.K., Bishnoi, N.R., 2019. Ferrous sulfate as an in-situ anodic coagulant for enhanced bioelectricity generation and COD removal from landfill leachate. Energy 176, 570-581. Liu, G., Zhang, R., El-Mashad, H.M., Dong, R., 2009. Effect of feed to inoculum ratios on biogas yields of food and green wastes. Bioresource Technology 100(21), 5103-5108. Lossie, U., Pütz, P., 2008. Targeted control of biogas plants with the help of FOS/TAC. Practice Report Hach-Lange. Macias-Corral, M., Samani, Z., Hanson, A., Smith, G., Funk, P., Yu, H., Longworth, J., 2008. . Anaerobic digestion of municipal solid waste and agricultural waste and the effect of co-digestion with dairy cow manure. Bioresource Technology 99(17), 8288-8293. Nasir, I.M., Mohd Ghazi, T.I., Omar, R., 2012. Anaerobic digestion technology in livestock manure treatment for biogas production: a review. Engineering in Life Sciences 12(3), 258-269. Neyens, E., Baeyens, J., Dewil, R., 2004a. Advanced sludge treatment affects extracellular polymeric substances to improve activated sludge dewatering. Journal of Hazardous Materials 106(2), 83-92. Neyens, E., Baeyens, J., Dewil, R., 2004b. Advanced sludge treatment affects extracellular polymeric substances to improve activated sludge dewatering. Journal of Hazardous Materials 106(2-3), 83-92. Petroleum, B., 2017. BP statistical review of world energy 2017. Statistical Review of World Energy 65. Pitk, P., Kaparaju, P., Palatsi, J., Affes, R., Vilu, R., 2013. Co-digestion of sewage sludge and sterilized solid slaughterhouse waste: methane production efficiency and process limitations. Bioresource Technology 134, 227-232. Procentese, A., Raganati, F., Olivieri, G., Russo, M.E., Rehmann, L., Marzocchella, A., 2017. Low-energy biomass pretreatment with deep eutectic solvents for bio-butanol production. Bioresource Technology 243, 464-473. Provenzano, M.R., Malerba, A.D., Buscaroli, A., Zannoni, D., Senesi, N., 2013. Anaerobic digestion of municipal solid waste and sewage sludge under mesophilic and thermophilic conditions. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 111(3), 1861-1870. Rao, M., Singh, S., 2004. Bioenergy conversion studies of organic fraction of MSW: kinetic studies and gas yield–organic loading relationships for process optimisation. Bioresource Technology 95(2), 173-185. Ratanatamskul, C., Wattanayommanaporn, O., Yamamoto, K., 2015. An on-site prototype two-stage anaerobic digester for co-digestion of food waste and sewage sludge for biogas production from high-rise building. International Biodeterioration & Biodegradation 102, 143-148. Rosato, M.A., 2017. Managing Biogas Plants: A Practical Guide. CRC Press. Salehian, P., Karimi, K., Zilouei, H., Jeihanipour, A., 2013. Improvement of biogas production from pine wood by alkali pretreatment. Fuel 106, 484-489. Sosnowski, P., Wieczorek, A., Ledakowicz, S., 2003. Anaerobic co-digestion of sewage sludge and organic fraction of municipal solid wastes. Advances in Environmental Research 7(3), 609-616. Stroot, P.G., McMahon, K.D., Mackie, R.I., Raskin, L., 2001. Anaerobic codigestion of municipal solid waste and biosolids under various mixing conditions—I. Digester performance. Water Research 35(7), 1804-1816. Taherdanak, M., Zilouei, H., 2014. Improving biogas production from wheat plant using alkaline pretreatment. Fuel 115, 714-719. Taherzadeh, M.J., Karimi, K., 2008. Pretreatment of lignocellulosic wastes to improve ethanol and biogas production: a review. International Journal of Molecular Sciences 9(9), 1621-1651. Ward, A.J., Hobbs, P.J., Holliman, P.J., Jones, D.L., 2008. Optimisation of the anaerobic digestion of agricultural resources. Bioresource Technology 99(17), 7928-7940. Weiland, P., 2010. Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology 85(4), 849-860. Xu, J., Yuan, H., Lin, J., 2014. Evaluation of thermal, thermal-alkaline, alkaline and electrochemical pretreatments on sludge to enhance anaerobic biogas production. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 45(5), 2531-2536. Zhang, C., Li, J., Liu, C., Liu, X., Wang, J., Li, S., Fan, G., Zhang, L., 2013. Alkaline pretreatment for enhancement of biogas production from banana stem and swine manure by anaerobic codigestion. Bioresource Technology 149, 353-358. Zhu, J., Wan, C., Li, Y.. 2010. Enhanced solid-state anaerobic digestion of corn stover by alkaline pretreatment. Bioresource Technology 101(19), 7523-7528 | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 297 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 195 |