بخشی از مقاله
چکیده:
میزان ضایعات چوب آه در خرد آننده هاي چوب و پوست چوب آه در پوست آﲏ چوب در آارخانه چوآا تولید می شود، خیلی عمده و قابل توجه می باشد. این ضایعات ﲞودي خود چندان قابل استفاده نبوده و معمولا ﳘراه با سایر مواد ضایعاتی از ﲨله مواد شیمیایی دور رﳜتﲏ، طی سالیان متمادي بر روي هم انباشته شده وبلااستفاده باقی مانده است. از بدو تولید، با جدا آردن این ضایعات لیگنوسلولزي از ضایعات دیگر، براي استفاده مناسب از آهنا در جستجوي راهکارهاي مناسب برآمدﱘ.
در این پروژه پس از جداسازي ضایعات لیگنوسلولزي از سایر مواد دور رﳜتﲏ، تولید بیوآمپوست از آهنا، مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. در تیمار بیولوژیکی مواد لیگنوسلولزي، مواد افزودنی شامل گیاه خاك - - 10kg /ton، آود حیوانی تازه - - 10kg /ton، ملاس نیشکر و یا آب پنﲑ - حدود 20لیﱰ بر تن - ، آود اوره - - 200g /ton، جهت تسریع رشد میکروارگانیسم ها و ﲠبود فعالیت آهنا و تسهیل ﲣریب مواد لیگنوسلولزي، اضافه شد، و با هم زدن هاي متناوب، هواددهی تسهیل و حرارت تولیدي تعدیل شد. پس از حدود 2/5ماه، فرایند متوقف وﳕونه ها غربال گردید و تکه هاي درشت از آن جداسازي و بیوآمپوست با دانه هاي مناسب بدست آمد. آنالیز شیمیایی، ﴰارش میکروارگانیسم ها و مصرف آن در آشت و پرورش گلهاي ساختمانی، گیاهان باغی و ﳘچنﲔ خزانه توتون، آاملا رضایتبخش بود.
آلمات آلیدي: بیوآمپوست، تیمار بیولوژیکی، پوست چوب، ضایعات لیگنوسلولزي
مقدمه
در آارخانه هاي چوب و آاغذ، از ﲨله چوآا، تولید ضایعات چوب و پوست درخت، آه مواد لیگنوسلولزي می باشند، خیلی عمده می باشند و ﲟرور بر مقدار آن افزود شده و به یک معضل زیست ﳏیطی تبدیل می گردد. چاره اندیشی براي مواجه با این ضایعات و جستجوي راهکاري مناسب براي استفاده از آهنا، ضرورتی اجتناب ناپذیر می باشد. بدترین روش در این جهت، اختلاط آهنا با انواع مواد ضایعاتی دیگر، چون مواد شیمیایی دور رﳜتﲏ، ضایعات آارخانه ﲬﲑ بازیافﱵ، ﳉن فاضلاﲠاي قلیایی و الیافدار و انباشﱳ آهنا در یک ﳏوطه می باشد. راهکار دوم، جداسازي ضایعات لیگنوسلولزي از سایر مواد دور رﳜتﲏ و استفاده ﲠینه از آهنا می باشد. روش هاي ﳐتلفی جهت ﲠره برداري از آهنا می تواند، مدنظر قرار گﲑد.در این جهت، می توان به موارد زیر اشاره آرد:
-1استفاده به عنوان سوخت،
- 2 تولید آامپوزیت،
-3 تولید آربن فعال،
-4 تولید بیوآمپوست واستفاده در آشاورزي و .[1]
با توجه به ﲡهیزات و امکانات موجود، در شرایط فعلی، اجراي سه روش اول در چوآا مقدور ﳕی باشد و لذا راهکار چهارم آه ساده ترین و آم هزینه ترین روش هاست، در این پروژه، مورد مطالعه و بررسی قرار می گﲑد. امروزه تولید آمپوست به عنوان روش معمول براي استفاده از ضایعات جامد فاضلاب شهري مورد توجه جدي است. و در برخی از شهرهاي ایران نیز حال اجرا می باشد. مواد ضایعاتی قابل آمپوست شدن، شامل گیاهان رستﲏ - لیگنوسلولزي - ، مقادیر متنوعی از آاغذ و مقوا و مواد آﱄ است. در اروپا، آمپوست آردن، یک روش براي برگشت مواد بسته بندي بوده و این روش احتمالا در آینده مواد دوررﳜتﲏ دیگر چون آاغذ و مقوا را نیز در بر خواهد گرفت.
در مواد جامد فاضلاب شهري، مواد آﱄ ﳐتلفی، چون مواد دور ریز آشپزخانه - چربی ها، مواد پروتئیﲏ، مواد شوینده، مواد پلاستیکی و ... - ، مواد بسته بندي، ضایعات خانگی، ضایعات بیمارستانی و... است و لذا با توجه به مواد تشکیل دهنده، احتمال آلودگی در آهنا وجود دارد و براي تبدیل به آمپوست ، براي حذف آلودگی، باید مراحل ویژه اي را طی ﳕاید. [2] ضایعات لیگنوسلولزي آارخانه هاي ﲬﲑ و آاغذ، اگر از سایر مواد دور رﳜتﲏ جداسازي شود، از نظر آلودگی آاملا ساﱂ و اﳝن است. با توجه به اینکه درصد بالایی از مواد لیگنوسلولزي را لیگنﲔ تشکیل می دهد، مشکل عمده در آمپوست شدن آهنا، سخﱵ ﲣریب این ترآیب است.
بدین ترتیب است آه در آمپوست شدن گیاهان، ﲣریب موثر مواد لیگنوسلولزي، عمدتا به معﲏ ﲣریب زیسﱵ لیگنﲔ می باشد.[3] لیکن شناخت آمﱰي درباره ﳓوه ﲣریب لیگنﲔ توسط ﳐلوط ﲨعیت میکروبی وجود دارد. در ساﳍاي اخﲑ، ﲣریب لیگنﲔ توسط قارچهاي پوسیدگی سفید، خیلی مورد توجه قرار گرفته است. نتایج مطالعات نشان می دهد آه قارچهاي پوسیدگی سفید، پوسیدگی قهوه اي، آآتینومیست ها و برخی میکروﲠاي گرما دوست، مهمﱰین میکروارگانیسمهاي ﲣریب آننده مواد آﱄ لیگنوسلولزي و عامل آمپوست آننده، هستند6]و5و4و 3و.[2 مواد آﱄ، بطور طبیعی، توسط میکروارگانیسم هاي ﳏیط، به دي اآسید آربن، گاز متا ن، ﳘوس - گیاه خاك - ، توده زیسﱵ و انرژي تبدیل می شود4]و3و.[2 معلوم شده است آه ﳘوس اساسا از مواد حاصل از ﲣریب لیگنﲔ تشکیل می شود و لذا لیگنﲔ در فرایند آمپوست شدن به مواد معدنی و گیاه خاك تبدیل می گردد. در ﲣریب بیولوژیکی گیاه، حرارت اﳚاد می شود و این حرارت براي تسریع در ﲣریب مواد لیگنوسلولزي ضروري است .
مواد آﱄ پیچیده مثل لیگنﲔ اساسا توسط میکروقارچهاي گرمادوست و آآتینومیست ها ﲡزیه می شوند و دماي اپتیمم براي این عملیات40 تا 50درجه سانتیگراداست - حداآثر 60درجه سانتیگراد - و این دما در اثر فعالیت میکروارگانیسم ها اﳚاد می شود7]و6 و5و.[2 آربوهیدراﲥا، پروتئﲔ ها، چربی ها و لیگنﲔ، ترآیب اصلی آمپوست ها را تشکیل می دهد3]و.[2 ﳘچنﲔ ظرفیت و آارآیی میکروارگانیسم ها براي هضم و گواریدن مواد آﱄ به توانایی آهنا براي تولید آنزﱘ هاي مورد نیاز، جهت تسریع در ﲣریب سوبسﱰاها بستگی دارد. بدلیل پیچیدگی سوبسﱰاها، سیستم هاي آنزﳝی این میکروارگانیسم ها، نیز باید غﲑ ویژه و داراي وسعت عمل بالا و جامعیت لازم باشند3]
و.[2 ﲢریک رشد میکروارگانیسم ها و تولید آنزﱘ هاي سلولاز و لیگنیناز - مثل لاآاز - ، می تواند به آمپوست شدن مواد آمک و آن را تسریع ﳕاید. عمل آمپوست شدن شامل واآنش هاي بیوشیمیایی طبیعی است و در جنگلها، مزارع و باغات بطور معمول موجب ﲣریب مواد آﱄ می شود و گیاه خاك تولید می گردد و چرخه آربن، نیﱰوژن، هیدروژن و سایر مواد را در طبیعت بوجود می آورد. این فرایند بطور طبیعی بدلیل شرایط ﳏیطی آرام و آند، صورت می گﲑد. براي تولید صنعﱵ باید با استفاده از مواد مغذي مناسب و آنﱰل دما، رطوبت و هوادهی، رشد میکروارگانیسم ها و تولید آنزﱘ ها را هرچه بیشﱰ تشدید و با این ﲢریک ها، آمپوست شدن را تسریع ﳕود .[2] دراین ﲢقیق، ضایعات چوبی و ﳐلوط پوست چوب با افزودن موادي آه حاوي نیاز میکروارگانیسم ها و ﳘچنﲔ آنزﱘ هاي سلولاز می باشد، و آنﱰل شرایط تیمار از آهنا آمپوست ساخته و پارامﱰهاي مهم آن از ﲨله فاآتور C/N تعیﲔ شد.
مواد و روش اجرا
-1 جداسازي ضایعات چوبی و پوست از سایر مواد دور رﳜتﲏ،
-2 با اﳒام ﳕونه برداري هاي متعدد و پودر آردن آهنا، آنالیز هاي اولیه اﳒام گرفت. در این آنالیز، درصد رطوبت، درصد مواد آﱄ و معدنی و ﳘچنﲔ برخی عناصر چون سدﱘ، پتاسیوم و... تعیﲔ شدند.
-3 ﳕونه هایی از ضایعات چوبی - در حدود2 تن - بطور جداگانه و ضایعات پوست چوب نیز - در حدود 2 تن - براي تیمار انتخاب و هرآدام در یک سطح براي تیمار دپو شدند.
-4 براي اﳒام تیمار، مواد افزودنی مورد نیاز آه شامل هپن گاوي تازه، گیاه خاك، یکی از مواد آب پنﲑ یا،ملاس نیشکر، آود اوره و اسید سولفوریک براي آنﱰل pH آماده گردید.[2]
-5 تیمار ضایعات چوب و پوست چوب براي آمپوست شدن، در این بررسی، دو ﲞش از ضایعات - ضایعات چیپس و پوست - مدنظر قرار
گرفت. افزودنی هاي آود اوره، هپن گاوي تازه و گیاه خاك آه حاوي انواع میکروارگانیسم و آنزﱘ سلولاز می باشند، بعنوان تقویت آننده فرایند رشد میکروارگانیسم وﲣریب بیولوژیکی، با نسبت مناسب، وﳏلول رقیق آب پنﲑ و یا ملاس نیشکر پس از تنظیم pH آهنا در حدود 5 تا 5/5، با استفاده از اسید سولفوریک ، به ضایعات افزوده شد - ﳏلول ملاس نیشکر دو آوپه و ﳏلول آب پنﲑ به یک آوپه دیگر اضافه شد تا نتایج مقایسه گردد - . پس از هم زدن آاﰲ، در سایتهاي جداگانه با ابعاد 3/7×1×1/5 دپو ﳕوده و روي آهنا با نایلون پوشانده شد9, 10] و.[ 8 پس از هر 30 روز، نایلون را آنار زده و آمپوست را ﲞوبی هم زده و ﳎددا دپو و با نایلون پوشانده شد. در هر مرحله هم زدن، ﳕونه برداري اﳒام و آنالیزها اﳒام شد . پس از پایان دوره 2/5 ماهه، آمپوست با اسکرین دسﱵ غربال شد وآمپوست با دانه بندي ریز پودرمانند بدست آمد. در آنالیز هنایی، قارچها، آآتینومیست و میکروﲠا نیز ﴰارش گردیدند . آمپوست جهت آزمایش هنایی در آشت گل وگیاه، گیاهان باغی، خزانه توتون، استفاده گردید و نتایج مطلوبی بدست آمد. نتایج آنالیز در جدول 1 درج شده است.
