بهینه سازی تولید بیوگاز در فرایندكمك- هضم بی هوازی لجن تصفیه خانه فاضلاب شهری و پسماند آلی

در اكثر تصفيه خانه هاي فاضلاب دنيا، لجن هاي توليد شده كه به واحد هضم بي هوازي منتقل مي شوند از لحاظ محتواي مواد آلي VS و نسبت C/N كربن به نيتروژن در شرايط نامطلوبي قرار دارند. به همين دليل به منظور بهبود پارامترهاي مذكور از انواع كمك- خوراك هاي آلي استفاده مي شود. در اين راستا هدف اصلي پژوهش حاضر، مطالعه بر روي فرايند كمك- هضم بي هوازي لجن تصفيه خانه فاضلاب شهري SS و پسماند غذایی FW مي باشد. در اين پژوهش، علاوه بر مطالعه نسبت هاي مختلف پسماند غذايي به لجن فاضلاب VSFW:VSSS از 0:4 تا 4:0 نسبت های متفاوتي از لجن ته نشيني اوليه به لجن ته نشيني ثانويه ،VSPr:VSSc 1:1 و 2:1 نيز مورد آزمايش قرار گرفته است. آزمايش ها در هفت راكتور R1-R7 ناپيوسته در شرايط دمايي مزوفيليك ( 35 درجه سانتي گراد) انجام شد. بر اساس نتايج به دست آمده مشخص شد كه نسبت C/N پارامتر تأثيرگذارتري در مقايسه با نسبت ،VSPr:VSSc، بر ميزان توليد بيوگاز و حذف VS است. رگرسيون غيرخطي درجه 2 با ضريب همبستگي بسيار بالا بين داده هاي حذف VS و نسبت C/N برازش داده شد. مقدار بهينه نسبت C/N به منظور دستيابي به بالاترين ميزان حذف VS در حدود 16 بود همچنين بين داده هاي ميزان توليد بيوگاز و نسبت C/N رگرسيون خطي با ضريب همبستگي بسيار بالا به دست آمد. با توجه به روند خطي به دست آمده، با افزايش نسبت C/N در محدوده مورد بررسي 8-19/7 ، مقدار توليد بيوگاز به صورت پيوسته افزايش پيدا كرد. دو برابر كردن نسبت VSPr:VSSc تحت مقادير كمتر نسبت VSFW:VSSS 0:4 و 1:3 تاثير مثبتي بر ميزان حذف VS و توليد بيوگاز داشت در حالي كه تحت مقادير بالاتر نسبت VSFW:VSSS 2:2 به شكل معكوسي اثر كرد و موجب كاهش حذف VS و توليد بيوگاز شد. در راكتورهاي با درصد اختلاط 50 % پسماند غذايي VSFW:VSSS برابر با 2:3 تأثير هم افزايي ناشي از تركيب لجن فاضلاب و پسماند غذايي بر مقدار توليد بيوگاز مشاهده شد اما در راكتورهاي با درصد اختلاط VSFW:VSSS برابر با 1:3 اين هم افزايي مشاهده نگرديد. دليل اين امر، غلظت پايين تر آمونياي آزاد در راكتورهاي با درصد اختلاط 50 % پسماند غذايي تشخيص داده شد. به طور كلي، در ميان تمامي راكتورها، راكتور با نسبت VSPr:VSSc برابر با 1:1 ونسبت VSPr:VSSc برابر با 2:3 بهترين عملكرد را ازنظر حذف VS و توليد بيوگاز داشت. ميزان توليد بيوگاز تجمعي راكتورهاي مختلف با استفاده از مدل اصلاح شده گمپرتز Modified Gompertz Model مدلسازي گرديد كه بر اساس مقادير R2 به دست آمده، مشخص شد كه فرايند كمك- هضم بي هوازي لجن فاضلاب و پسماند غذايي در همه نسبت هاي مورد استفاده، توسط اين مدل به خوبي شبيه سازي مي شود.

Keywords:

فرایند کمک- هضم بی هوازی , لجن فاضلاب شهری , پسماند غذایی , حذف جامدات فرار , تولید بیوگاز