معدل توليد النفايات الصلبة وإنتاج الغاز الحيوي - الجامعة التكنولوجية (دراسة حالة)
Solid Waste Generation Rate and Biogas Production - University of Technology (Case Study)
- الباحث
- علي غازي شمخي
- المشرف
- زينب بهاء محمد - محمد يوسف فتاح
- الجامعة
- الجامعة التكنولوجية
- الكلية / القسم
- قسم الهندسة المدنية / هندسة البيئة
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2022
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Solid waste generation;Biogas production;Anaerobic digestion;University campus
الملخص
يعتبر الهضم اللاهوائي للنفايات العضوية من أكثر العمليات الواعدة وهو الحل الأمثل للتخلص من النفايات العضوية وفي نفس الوقت إنتاج غاز الميثان الذي يمكن استخدامه كمصدر للطاقة المتجددة. في هذه ul pall تم أخذ دراسة الحالة في الجامعة التكنولوجية ، aud الهندسة المدنية ، تم جمع النفايات الصلبة وحساب معدل الإنتاج اليومي لكل شخص والذي كان )0.183 كجم) Lain كان المعدل العضوي ( 719.6( من إجمالي النفايات. تم استخدام هاضم حيوي لا هوائي بحجم (20) لتر لغرض هضم هذه النفايات و لمعرفة التغييرات التي تطرأ عليها خلال عملية الهضم اللاهوائي حيث تم تجهيزه بالأدوات التي تضمن السيطرة على الظروف المؤثرة على التفاعلات البيولوجية اللاهوائية مثل درجة الحرارة و الأس الهيدروجيني و سرعة الخلط. لذلك تم تصميم هاضم حيوي لاهوائي لاحتواء مثل هذه التحولات البيولوجية و لتحسين عملية انتاج الغاز الحيوي من فضلات العضوية. بناءً على الاستقصاء الحالي ، تم تحسين الهضم اللاهوائي ل المخلفات العضوية من خلال دمج المادة الرئيسية مع حمأة الصرف الصحي أو روث البقر أثناء عملية الهضم وذلك لتوفير الكائنات الحية المجهرية الاساسية لإتمام عملية الهضم. قياس معاملات التشغيل مثل درجة الحرارة ، درجة الحموضة ¢ والمواد الصلبة الكلية التي لها تأثير كبير على معدل وجودة إنتاج الغاز الحيوي. لقد تم مراقبة تجارب على التحلل البيولوجي اللاهوائي للركيزة (مخلفات عضوية-حمأة) و(مخلفات عضوية- روث البقر) في ظروف ميسوفيلية (درجة حرارة 37 م )، ووقت الاحتفاظ( 30- 31 52 4( تفاوتت قيمة الأس الهيدروجيني من (5.1 - 4.39) و )6.7 - 5.7) لكل من (مخلفات عضوية-حمأة) و(مخلفات عضوية- روث البقر)على التوالي. تم تسجيل الحجم التراكمي للميثان المتتج وكان (3409 مل) (مخلفات عضويةحمأة) و (4914 مل) (مخلفات عضوية- روث البقر) وتم تصحيح هذه النتائج الى الظروف القياسية حيث اصبحت بعد التصحيح ( 2929 مل) (3964.5) على التوالي وقدر المعدل الأعلى لتركيز الميثان ب )452( و (61/) لكل من (مخلفات عضويةحمأة) و (مخلفات عضوية- روث البقر) على التوالي بينما كان معدل النقصان في المواد الصلبة والمتطايرة (9045 و 9054) و )%57 و %50,6( (مخلفات عضوية- روث البقر) على التوالي . يمكن الاستنتاج بأن الهضم المشترك ل(مخلفات عضوية- روث البقر) يعطي حجم وكمية أكبر من الميثان المتولد بحوالي )%25( مقارنة ب (مخلفات عضوية- حمأة)اضافة الى ذلك اظهرت الدراسة المنجزة الاهمية الاقتصادية للكميات الكبيرة المطروحة من الفضلات العضوية حيث يمكن أن تكون مصدرا واعدا لإنتاج الطاقة المستدامة المعروفة عالميا بالغاز الحيوي. كما اقترحت الدراسة استعمال فضلات البقر أو حمأة الصرف الصحي مع الفضلآت العضوية كمصدر لتوفير الكائنات الحية المجهرية لتجنب مشكلة فشل المفاعل عند بدء عملية الهضم اللاهواني.
Abstract
Anaerobic Digestion (AD) of organic waste is one of the most promising processes and is the ideal solution for the disposal of organic waste (OW) and at the same time the production of methane gas which may be used as a sustainable energy resource. In this study, the case study was taken at the University of Technology, Department of Civil Engineering, solid waste (SW) was collected and calculated the rate of daily generated for each person, which was (0.183 kg) while the organic rate was (19.6%) from total waste. An anaerobic biodigester with a volume of (20) liters was used to digest organic waste and to trace the changes that occur during the AD process. It was equipped with tools that ensure complete control of the conditions affecting anaerobic biological reactions such as temperature, pH function, and mixing speed. Therefore, an anaerobic biodigester was designed to contain such biological transformations and to improve the biogas production process from OW. Based on the present investigation, the anaerobic digestion of OW was improved by integrating the substrate with sewage sludge (SS) or cow manure (CM) during the digestion process to provide the basic microorganisms to complete the digestion process. Operating parameters such as temperature, pH, total solids, and volatile solids (TS, VS) have been measured which have a significant impact on the rate and quality of biogas production. Experiments on anaerobic biodegradation of OW-SS and OW-CM substrate were monitored under mesophilic conditions (temperature 37°C, retention time 30--31 days). The pH value varied between (4.39-5.1) and (5.7 - 6.7) for OW-SS and OW-CM, respectively. The cumulative volume of methane produced was recorded as (3409 ml), (4914 ml) OW-SS, and OW-CM, and these results were corrected to the standard conditions, where after correction it became (2929 ml) (3964.5), respectively. The highest rate of methane concentration was estimated at (52%) and (61%) for OW-SS and OW-CM, respectively, while the rate of decrease in the TS and VS was (54%, and 45%) (OW-SS) and (57%, 50.6%) (OW- CM), respectively. It was concluded that the co-digestion of (OW-CM) gives a greater volume and quantity of methane generated by approximately (25%) compared to OW-SS . In addition, the study showed the economic importance of the large quantities of organic waste, which can be a promising source for the production of sustainable energy known globally as biogas. It was also suggested to use CM or SS with OW as a source to provide micro-organisms to avoid the problem of reactor failure when starting the AD process.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.