مدل‌سازي فرآيند توليد بيوگاز از فضولات گاوي در هاضم اختلاط كامل با تغذيه نيمه‌پيوسته

تأمين انرژي‌هاي جايگزين و تجديدپذير با هدف كاهش انتشار گازهاي گلخانه‌اي و صيانت از منابع ملي از اولويت‌هاي اصلي اغلب كشورها ازجمله ايران است و در اين ميان توليد بيوگاز يكي از زمينه‌هاي داراي پتانسيل قابل‌ملاحظه به‌شمار مي‌رود. در اين پژوهش فرايند توليد بيوگاز در هاضم بي‌هوازي نيمه‌پيوسته در مقياس پايلوت به حجم 180 ليتر و زمان ماند هيدروليكي 25روز در شرايط دماي ميان‌خواه (مزوفيليك °C2 ±35) با نرخ بارگذاري آلي (OLR)، (kg VS .(m^-3.d^-1 2 و 3 با استفاده از فضولات گاوي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد بيشترين نرخ روزانه توليد بيوگاز در بارگذاري 2 و kg VS .(m^-3.d^-1) 3 به‌ترتيب 40 و 49 ليتر در روز بود. بازده توليد بيوگاز با افزايش نرخ بارگذاري كاهش داشته و براي نرخ بارگذاري آلي 2 و kg VS .(m3.d1) 3 به‌ترتيب 0/243 و (m^-3. kg^-1 VS added) 0/204 به‌دست آمد. بيشترين درصد متان در هر دو نرخ بارگذاري در محدوده توليد پايدار بيوگاز حدود 58 تا 62 درصد و ميزان كاهش جامدات آلي ورودي در بارگذاري 2 و kg VS .(m^-3.d^-1) 3 به‌ترتيب با 64/5 و 53 درصد بود. براي مدل‌سازي فرايند توليد بيوگاز از مدل‌هاي لجستيك و گومپرتز اصلاح‌شده استفاده گرديد. كيفيت برازش اين مدل‌ها با داده‌هاي آزمايش با استفاده از نرم‌افزار MATLAB و مقايسه ضريب تبيين (R^2) و ريشه دوم ميانگين مجموع مربعات خطاها (RMSE) انجام گرديد. نتايج نشان داد مدل‌هاي لجستيك و گومپرتز اصلاح‌شده براي توجيه فرآيند تجمعي توليد بيوگاز در هاضم نيمه‌پيوسته با كمترين ميانگين مجموع مربعات خطاها و ضريب تبيين بيش از 0/99 درصد بهترين كارايي را داشته است.