بررسی عوامل موثر بر تولید بیوگاز حاصل از کود دامی و کلش برنج

در سال‏های اخیر روند رو به رشد مصرف انرژی، پدیده بحران انرژی را در جهان به وجود آورده است. از سوی دیگر محدودیت منابع فسیلی، غیرقابل تجدیدپذیر بودن این منابع و پیش‏بینی افزایش قیمت‏ها موجب گردیده است تا سیاست‏گذاران و برنامه‎ریزان بخش انرژی حرکت به سوی سوخت‏های پاک را در رئوس برنامه‎های کاری خود قرار دهند و یکی از این گزینه‎ها، استفاده از انرژی حاصل از منابع زیست‏توده می‎باشد. انباشتگی حجم بالای زائدات در بسیاری از مناطق دنیا به مشکلی جدی برای سلامت محیط زیست تبدیل شده است. از جمله راهکارهای مفید و نوین برای رفع مشکلات زائدات کشاورزی و دامی تولید بیوگاز از این مواد است که سوختی با ارزش و دوستدار محیط زیست می‏باشد. در این پژوهش پتانسیل تولید بیوگاز از کود مرغی، گاوی و کلش برنج مورد بررسی قرار گرفت. برای تولید بیوگاز از روش هضم بی‏هوازی استفاده شد. این آزمایش در سه مرحله انجام شد و در هر مرحله مواد با نسبت ترکیب متفاوت استفاده گردید. در هر آزمایش از سه هاضم استفاده شد. هاضم اول شامل ترکیب کود گاوی و کلش برنج و هاضم دوم شامل ترکیب کود گاوی،کود مرغی و کلش برنج بود و هاضم سوم به کود گاوی اختصاص یافت که در این هاضم تأثیر نرخ بارگذاری مورد بررسی قرار گرفت. نسبت مواد به آب در تمام هاضم‏ها تقریباً 1 به 2 بود. میانگین دما برای آزمایش یک، دو و سه به ترتیب 29، 31 و 32 درجه سلسیوس بود. زمان ماند برای هاضم اول و دوم 36 روز و برای هاضم سوم 45 روز در نظر گرفته شد. به منظور افزایش سرعت و مقدار تجزیه پذیری، کاه برنج به قطعات یک سانتی‏متری خرد گردید. نتایج نشان داد بیشترین میزان بیوگاز تولیدی در هاضم‎های یک و دو که شامل ترکیبی از مواد بودند در آزمایش اول و هاضم یک با نسبت کربن به نیتروژن 1/27 به میزان 5/403 لیتر در مدت زمان 36 روز به دست آمد. در هاضم سه بیشترین میزان بیوگاز تولیدی مربوط به آزمایش دو به میزان 65/472 لیتر در مدت زمان 36 روز با نرخ بارگذاری 3 لیتر هر سه روز در میان بود. با انجام این آزمایش مشخص گردید کاهش زیاد نسبت کربن به نیتروژن باعث افت شدید مقدار بیوگاز تولیدی می‏شود به طوری که در آزمایش دوم در هاضم دو با نسبت کربن به نیتروژن 81/9، میزان بیوگاز تولیدی با افت زیاد به مقدار 83/97 لیتر رسید. در مجموع افزایش بقای کشاورزی به کود دامی باعث افزایش مقدار بیوگاز تولید شده می‏شود. همچنین تغییرات ph در طول فرآیند هضم بی‏هوازی مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد هرچه ph به حالت خنثی نزدیک‏تر باشد عملکرد بالاتر است. فضولات گاوی در مقابل تغییرات ph مقاوم بودند، لذا از آن‏ها می‏توان به عنوان تثبیت کننده واکنش در هضم همزمان استفاده کرد. تست شعله نشان داد بیشترین مقدار متان در بیوگاز در اواسط زمان هضم به دست می‏آید. در مجموع هاضم‏های نیمه پیوسته عملکرد بهتری نسبت به هاضم‏های پیوسته داشتند و همچنین افزودن کلش برنج به کود دامی باعث افزایش تولید بیوگاز شد، بنابراین استفاده از هاضم نیمه پیوسته با ترکیبی از گود دامی و کلش برنج بهترین عملکرد را خواهد داشت.