5:11 ص
الانتاج الحيواني -
كتب الزراعة
كتاب : مزرعة أنموذج لإنتاج اللبن من أبقار عالية الإنتاج بالإعتماد توليد الكهرباء من غاز البيو غاز الناتج عن تخمير روث الأبقار
تؤدي الزيادة في عدد منتجات الألبان إلى زيادة كمية روث الألبان ، والتي يجب إدارتها. إذا لم تتم معالجة روث الحيوانات أو سوء إدارتها ، فقد يتسبب ذلك في تلوث الهواء والماء بالإضافة إلى انبعاثات غاز الميثان التي تسبب الاحترار العالمي 1. ومع ذلك ، عند التعامل معها بشكل صحيح ، يمكن استخدام السماد كمصدر للطاقة المتجددة 2.
تعمل عملية الهضم اللاهوائي بمثابة تثبيت للنفايات مع توليد طاقة متجددة في نفس الوقت ، وبالتالي تعمل كجزء مهم من الإدارة المستدامة للنفايات. يلعب الهضم اللاهوائي دورًا مهمًا في طرق التخلص من نفايات الكتلة الحيوية نظرًا لقدرته على تحويل الكتلة الحيوية إلى غاز حيوي غني بالميثان 3. بهذه الطريقة يوفر الهضم اللاهوائي فرصة لتقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري. تسبق عملية الهضم اللاهوائي ثلاث مراحل متتالية من التحلل المائي: التكوّن اللاهوائي وتكوين الأسيتات وتكوين الميثان. التحلل المائي هو تحلل المركبات المعقدة إلى مركبات بسيطة. أثناء التحلل المائي ، يتم تحويل البوليمرات إلى مونومرات مثل الجلوكوز والأحماض الأمينية. تقوم البكتيريا الحمضية بتحويل هذه المونومرات إلى كحول وحمض أسيتيك وأحماض دهنية متطايرة (VFAs) و H2 و CO2. في المرحلة التالية ، يتم تحويل VFAs (حمض الزبد وحمض البروبيونيك) إلى الهيدروجين وحمض الخليك بواسطة بكتيريا الأسيتوجين. في مرحلة الميثانوجين ، يتم بعد ذلك تقسيم الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون والأسيتات بشكل أساسي إلى الميثان (60-70٪) وثاني أكسيد الكربون (30-40٪) بواسطة البكتيريا المولدة للميثان 4.
تم الإبلاغ عن ضعف التحلل البيولوجي (40-50٪) من المواد الليفية الموجودة في روث منتجات الألبان في 5. وقد يؤدي هذا إلى انخفاض إنتاج الميثان (0.2-0.25 متر مكعب / كجم VS) من العائد النظري (0.40- 0.45 متر مكعب / كجم VS) 6. روث الألبان يحتوي على تركيزات عالية نسبيًا من إجمالي النيتروجين (0.35٪) مما يؤدي إلى انخفاض نسبة الكربون إلى النيتروجين (C / N) 7. يتطلب المحتوى العالي من مادة اللجنوسليلوز في الركائز أوقاتًا أطول للاحتفاظ الهيدروليكي (HRT). يتراوح العلاج التعويضي بالهرمونات النموذجي للهضم اللاهوائي ما بين 15 و 30 يومًا 8. نسبة C / N هي مؤشر مهم للتحكم في أنظمة المعالجة البيولوجية. ينتج عن ارتفاع نسب C / N استهلاك سريع للنيتروجين بواسطة الميثانوجينات ، مما يؤدي إلى نقص المغذيات وانخفاض إنتاجية الميثان. تؤدي نسب C / N المنخفضة إلى تراكم الأمونيا وزيادة الأس الهيدروجيني ، وهي سامة للبكتيريا الميثانية. في عملية الهضم اللاهوائي ، النطاق الموصى به لنسبة C / N هو ما بين 15 و 30 وتستخدم نسبة C / N 25 بشكل شائع 7 ، 9 ، 10 ، 11. نسبة C / N لركيزة توضح مستوياتها الغذائية. من أجل الحصول على نسبة C / N مناسبة ، يمكن خلط البقايا المحتوية على مستويات منخفضة من النيتروجين (نسبة عالية من C / N) مع البقايا ذات المستويات العالية من النيتروجين (نسبة C / N منخفضة). وإلا فإنه من الممكن النضال مع تراكم VFA أو تثبيط الأمونيا. وبالتالي ، يمكن أن يؤدي الهضم المشترك إلى تحسين إنتاجية الميثان واستقرار العملية من خلال توفير توازن أفضل للمغذيات.
من أجل تحسين طرق المعالجة المختلفة لإنتاج الغاز الحيوي ، فإن بدائل الهضم المشترك مع الركائز الأخرى وتكوينات المفاعلات المختلفة مطلوبة. يعرف الهضم المشترك بأنه هضم مخاليط من مادتين على الأقل من النفايات لتحسين كفاءة الهضم اللاهوائي 12. يمكن خلط ركائز عضوية مختلفة من أجل زيادة أداء العملية. في السنوات الأخيرة ، تبين أن الهضم المشترك يقدم فوائد أكثر من الهضم الفردي. تساعد عملية الهضم المشترك على تحسين تكوين العلف ، وتحقيق التوازن بين العديد من المعلمات في خليط الركيزة المشتركة: المغذيات الكبيرة والصغرى ، ونسبة الكربون إلى النيتروجين (C / N) ، ودرجة الحموضة ، والمثبطات / المركبات السامة ، والمواد العضوية القابلة للتحلل الحيوي ، والمواد الجافة 7 ، 13. أظهر الشكل 14 أن الهضم المشترك اللاهوائي يمكن أن يزيد من إنتاج الميثان بنسبة 50-200٪ اعتمادًا على ظروف التشغيل والركائز المشتركة المستخدمة. يمكن استخدام النفايات الزراعية مثل قش القمح وقش الأرز و MS كمواد وسيطة بديلة قيمة لإنتاج الغاز الحيوي 15. يعتبر الهضم المشترك للمخلفات الزراعية مع روث الحيوانات طريقة أكثر فعالية من حيث التكلفة لتحقيق التوازن الغذائي مقارنة بالإضافة من المواد الكيميائية المحتوية على النيتروجين لأن هذه النفايات تحتوي على كمية كبيرة من الكربون.
مفاعل الخزان الذي يتم تحريكه باستمرار (CSTR) هو تكوين المفاعل الأكثر استخدامًا لإنتاج الغاز الحيوي. في التحلل المائي CSTR ، يتم إجراء التحميض وتكوين حمض الأسيتيك وتكوين الميثان في وقت واحد في نفس المفاعل. ومع ذلك ، في الأنظمة ذات المرحلتين يتم إجراء التحلل المائي والتكوين الحمضي في المفاعل الأول ، وتبدأ عملية تكوين الأسيتات وتكوين الميثان في المفاعل الثاني. تم الإبلاغ عن هذه الأنظمة لتحسين كفاءة تحويل المواد الصلبة المتطايرة (VS) وبالتالي إنتاج الغاز الحيوي وتوفير استقرار أفضل للنظام.....
------------------
--------------------------
ليست هناك تعليقات: