بررسي استحصال بيوگاز از پسماندهاي ساقۀ كلزا، محتويات شكمبه وكود گاوي

Study of biogas production from Canola Straw Residues, Cattle Manure and Cattle Rumen Contents

يكي از راه هاي بازيافت از پسماندهاي گياهي و فضــولات دامي، اســتفاده از بيوگاز است كه طي فرآيند هضم بي هوازي توليد مي شود. هدف از اين تحقيق بررسي و مقايسۀ استحصال بيوگاز از پسماندهاي ساقۀ كلزا ، كود گاوي و محتويات شكمبۀ گاوي است. در اين تحقيق، به منظور مقايسۀ ميزان استحصال بيوگاز از اين منابع، تجهيزات رآكتور، همزن، حمام آب گرم و سامانۀ اندازه ­گير حجم طراحي و ساخته شد و مواد، پس از اعمال پيش­تيمار مكانيكي و حرارتي و نيز تعيين درصد كربن به نيتروژن، مواد جامد خشك و فرار با نسبت معين در داخل رآكتور ها ريحته شد. تيمارهاي آزمايشي شامل: پسماندهاي ساقۀ كلزا+كود گاوي+محتويات شكمبه، كود گاوي و محتويات شكمبۀ گاوي بودند كه به كمك رآكتورهاي يك ليتري در قالب طرح كاملا تصادفي و در سه تكرار مقايسه شدند. نتايج تحقيق نشان داد كه بين تيمارهاي آزمايشي از نظر استحصال بيوگاز، درصد متان، ميزان متان انباشته و ميزان كاهش مواد جامد خشك، اختلاف معني ­داري وجود دارد. تيمار 1 از نظر ميزان بيوگاز و متان انباشته به ترتيب: با 504/1 و 277/9 ليتر بر كيلوگرم ماده جامد خشك فرار در گروه الف، تيمار 2 با 178/6 و 116/5 ليتر بر كيلوگرم ماده جامد خشك فرار در گروه ب و تيمار 3 با 14/8و 4/0 ليتر بر كيلوگرم ماده جامد خشك فرار در گروه آخر قرار گرفت. ميزان متان در تيمار 1 و 2 به ترتيب 55 و 60 درصد و ميزان كاهش مواد جامد در تيمار 1 و 2 به ترتيب 59 و 46 درصد بود. از نظر نسبت كربن به نيتروژن، بين تيمارهاي 2 و 3 اختلاف معني­داري وجود نداشت. با توجه به نتايج به دست آمده، كود گاوي تازه+محتويات شكمبه در تركيب با پسماندهاي ساقۀ كلزا بيشترين استحصال بيوگاز و متان را به دست مي­دهد و استفاده از اين تركيب توصيه مي­شود.

One way to recycle crop residue and animal manure is the production of biogas by anaerobic digestion. The present study evaluated and compared the extraction of biogas from residual canola straw, cattle manure and rumen contents. Reactors, mixers, and a hot water bath were designed and manufactured to compare the extraction of biogas from these resources. Substrates were cast into the reactors after mechanical and thermal pretreatment to determine the percentage of carbon to nitrogen and the total and volatile solids. The treatments included: (1) residue of canola straw + manure + rumen contents, (2) manure, and (3) rumen contents. The treatments were compared in a completely randomized design with three replications in one-liter reactors. The results showed that the experimental treatment factors of biogas production, percentage of methane, accumulated methane, and decrease in total solids showed significant differences. Treatment (1) fell into group A with 504.1 l/kg VS of biogas produced and accumulated methane of 277.9 l/kg VS. Treatment (2) fell into group B with 178.6 l/kg VS of biogas produced and accumulated methane of 116.5 l/kg VS. Treatment 3 fell into group C with 14.8 l/kg VS of biogas produced and accumulated methane of 4 l/kg VS. The percentage of methane in groups A and B was 55% and 60%, respectively. The percentage of decrease in total solids in treatments (1) and (2) was 59% and 46%, respectively. There were no significant differences between groups B and C for ratio of carbon to nitrogen. The results indicate that fresh cattle manure + rumen contents in combination with canola residue produced the highest accumulated methane and use of this combination is recommended.