بخشی از مقاله
چکیده
یکی از مناسب ترین انرژهای تجدیدپذیر که از زمانهای بسیار گذشته مورد استفاده بوده و علاوه بر تجدید پذیر بودن و سازگاری با محیط زیست دارای منافع اقتصادی اجتماعی نیز میباشد، انرژی بیوماس - بیوگاز - است. در روستاهای دور افتاده از سالها پیش لزوم استفاده از بیوگاز برای تامین انرژی به وضوح قابل نتیحه گیری است و بعد از هدفمندی یارانهها بهره گیری از بیوگاز در مناطق در دسترس نیز توجیه پذیر و به صرفه خواهد بود. مواد ورودی به هاضمها، آب %35، شیرابه %25، کود گاوی %20و خاک اره %20 از مواد ورودی به هاضمها را تشکیل میدهد.
تانکهای 220 لیتری موجود در بازار دارای قطر 57cm و ارتفاع 90cm با ضخامت دیواره 1cm است. آزمایشات در این تحقیق در دو زمان 5 و 10 دقیقه همزده میشوند. با مطالعات و آزمایشهای انجام شده ثابت شد که پره و زمان همزدن بسیار مهم میباشد. از آنجایی که گاز متان گاز اصلی در تولید بیوگاز میباشد از آنجایی که گاز متان یکی از مهمترین گازها در تولید بیوگاز میباشد در نتیجه برای پره 30 درجه برای زمانهای 5 و 10 دقیقه زمان 5 دقیقه همزدن بهتر میباشد که در هر 24 ساعت دوبار همزدن - صبح و عصر - توصیه میشود.
.1 مقدمه
این گاز یکی از منابع تجدیدپذیر انرژی است که توسط هاضمهای - Digester - بیهوازی و تبدیل زیستی مواد آلی به متان تولید میشود، فرایندی که در راستای حفظ محیط زیست نیز می باشد و در آن مواد زائد آلی تجزیه می شوند - رجبعلیپور چشمهگز، - 1389بیوگاز. عمدتاَ شامل مقدار قابل توجهی از متان و دی اکسیدکربن و مقادیر کوچکتر از گازهای دیگر مانند نیتروژن و هیدروژن تشکیل میشود
برای رسیدن به توسعه پایدار، نیاز به منابع بیشتر انرژی استو برای تأمین منابع کافی انرژی دو راه حل وجود دارد: اولاً افزایش بازدهی انرژی دستگاههای مورد استفاده؛ ثانیاً استفاده از منابع جدید انرژی. از طرف دیگر با افزایش جمعیت و سطح رفاه جامعه، مقدار استفاده از منابع غذایی - گیاهی و جانوری - افزایش یافته و در نتیجه برای جبران تقاضا، میزان تولید آنها با رشد روبرو بوده است.
با توسعه صنایع دامپروری و کشاورزی و همچنین استفاده بیشتر از منابع غذایی، آلودگی حاصل از فضولات گیاهی و دامی افزایش یافته است. در جهت تصفیه این فضولات میتوان از روش تجزیه بیهوازی - Anaerobic digestion - یا تجزیه هوازی - Aerobic digestion - استفاده نمود. روش بیهوازی در مقایسه با روش دیگر نه تنها انرژی بر نیست بلکه مقداری انرژی بهصورت بیوگاز تولید مینماید
یکی از مناسب ترین انرژهای تجدیدپذیر که از زمانهای بسیار گذشته مورد استفاده بوده و علاوه بر تجدید پذیر بودن و سازگاری با محیط زیست دارای منافع اقتصادی اجتماعی نیز میباشد، انرژی بیوماس - بیوگاز - است - پورخباز و جوانمردی، . - 1389 گاز حاصل از تخمیر - Fermentation - بیهوازی مواد آلی تولیدی توسط فضولات حیوان، گیاه و انسان توسط باکتری ها رااصطلاحاً بیوگاز - - Biogas می نامند
بقایای محصولات کشاورزی، جنگلداری و فضولات دامی از ذخیرههای اصلی زیست توده هستند، که فرصتهای اساسی را برای توسعه اقتصادی منطقههای روستایی و دورافتاده فراهم میکنند و بعد از انرژی خورشیدی بالاترین پتانسیل انرژی را دارند
غلامی و همکاران - - 1392 به منظور دستیابی به سطح متان بالا با غنی سازی گاز به روشی که دوستدار محیط زیست و مقرون به صرفه باشد روش شستشو - - scrubbing قادر به حذف همزمان آلایندهها و کمترین از دست رفت متان به طور طبیعی مورد توجه است. شستشو با آب ساده، مقرون به صرفه و یک روش عملی برای غنی سازی حتی در مناطق روستایی و در نتیجه میتواند بهترین گزینه باشد. بسیاری از این فرایندها برای استفاده در گاز طبیعی و صنعت نفت توسعه یافتهاند. مزیتهای بیوگاز ارتقاء یافته سهولت در فشرده سازی، کاهش نیاز به مخازن برای برنامه های وسیعتر همانند سوخت خودرو، تولید برق کارامد، مواد اولیه برای صنایع شیمیایی، سلولهای سوختی و غیره میباشد.
کلوری و همکاران - - 1391 مقایسه بین دو هاضم جریان ناپیوسته و جریان نیمه پیوسته مورد بررسی قرار دادند. هاضمها از جنس بشکههای پلاستیکی بودند که توسط پشم شیشه عایق حرارتی شده بودند. نرخ بارگذاری برای هاضم جریان نیمه پیوسته به ازای هر 3 روز سه لیتر دوغاب فضولات گاوی اعمال کردند. درصد نیتروژن ماده مورد استفاده توسط تست کلدال اندازهگیری شد و 1,8درصد بهدست آمد.
مقدار جامدات کل و جامدات فرار نیز به ترتیب برابر با 48,49 و 1,965 درصد به دست آمد. اندازه گیری pH در طول فرایند نشان داد که فضولات گاوی نسبت به تغییرات pH مقاوم بوده مقدار آن در محدوده خنثی میباشد. در مدت 45 روز، از هاضم جریان نیمه پیوسته و جریان ناپیوسته به ترتیب برابر با 472 و232 لیتر بیوگاز به دست آوردند.
امیرخانی و همکاران - - 1393 با مقایسه حالتهای متفاوت از خواندن پارامترهای مختلف از روی مانیتور دستگاه و سیستم سنسورینگ، به این نتیجه رسیدند که بهترین نتایج زمانی حاصل میشود که مخزن 220 لیتری هاضم با دو و نیم کیلوگرم آب و دو و نیم کیلوگرم کود تازه ترکیب گردیده و به ورودی دستگاه داده شود. همچنین میکسر در بازه زمانی 30 دقیقه و با دور موتور 100 rpm شروع به کار کند. در پایان هفته نخست شروع به تولید گاز کرده که این گاز قابل اشتعال نیست بعد از روز بیستم کمکم قابل اشتعال خواهند بود.فشارگاز تولید شده 1 بار و مقدار گاز تولید شده با این فشار روزانه 100 لیتر میباشد.
صفری و همکاران - - 1394 در بررسیهای خود به این نتیجه رسیدند که مقایسه سه ماده کودگاوی، محتویات شکمبه و ترکیب پسماندهای کلزا ،کود گاوی و محتویات شکمبه در راکتورهای تولید بیوگاز نشان میدهد که متان تولیدی از تیمار ترکیبی از سایر تیمارها بیشتر است و با تیمارهای دیگر اختلاف معنیداری نشان میدهد. همچنین محتویات شکمبه گاوی - به تنهایی - ترکیب مناسبی برای تولید بیوگاز نیست و در نهایت استفاده از پسماندهای گیاهی کلزا در ترکیب با کود گاوی و محتویات شکمبه به منظور بالا بردن میزان تولید متان توصیه میشود.
مواد و روشها
جهت سادهسازی طراحی و کاهش هزینههای ساخت از ظروف - تانک - موجود در بازار با حجم 220L که فراوانتر و ارزانتر است، استفاده شد. از دو هاضم بطور همزمان استفاده شد که باهم 440 L میشوند. تانکهای 220 لیتری موجود در بازار دارای قطر 57cm و ارتفاع 90cm با ضخامت دیواره 1cm است - شکل . - 1
شکل -1 هاضمهای استفاده شده در این تحقیق
نیروی مورد نیاز جهت چرخاندن همزنها با استفاده از موتور الکتریکی و بوسیله تسمه و پولی تأمین میگردد. در همزن مکانیکی با چرخش موتور الکتریکی توان به شفت همزن منتقل شده و شفت نیز همزن را میچرخاند
