کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

صفحه اصلی / هفتمین کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

ارزیابی نقش نانوذرات نیکل در افزایش کارایی هضم بی‌هوازی هم‌زمان بخش آلی پسماند جامد شهری و لجن فاضلاب

نویسندگان :

فرزانه خیرجو¹ سید محسن کرابی²

1- دانشگاه فردوسی مشهد 2- دانشگاه فردوسی مشهد

کلمات کلیدی :

بخش آلی پسماند جامد شهری،بیوگاز،نانوذرات نیکل،هضم بی هوازی

چکیده :

رشد سریع جمعیت، گسترش شهرنشینی و تشدید چالش‌های زیست‌محیطی، ضرورت گسترش فناوری‌های پایدار تبدیل پسماند به انرژی را بیش از پیش نمایان کرده است. در این میان، هضم بی‌هوازی به‌عنوان یکی از روش‌های مؤثر در بازیابی انرژی از پسماندهای آلی مطرح است و به‌کارگیری مواد افزودنی نانوساختار می‌تواند کارایی این فرایند را به‌طور قابل‌توجهی افزایش دهد. در این پژوهش، امکان تولید بیوگاز و بیومتان از هضم بی‌هوازی هم‌زمان بخش آلی پسماند جامد شهری (OFMSW) به‌عنوان سوبسترا و لجن فاضلاب شهری به‌عنوان ماده تلقیحی مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین اثر افزودن نانوذرات نیکل خالص با دوز mg/kg-VSadded 100بر بهبود عملکرد سیستم بررسی شد. آزمایش‌ها در هاضم‌های ناپیوسته یک‌لیتری با حجم مؤثر 700 میلی‌لیتر، غلظت جامدات کل 3 درصد، نسبت تلقیح به سوبسترا (ISR) برابر 0/5 و در شرایط دمایی مزوفیلیک (1±36 درجه سانتی‌گراد) به مدت 70 روز انجام شد. نتایج نشان داد که هضم هم‌زمان بخش آلی پسماند جامد شهری و لجن فاضلاب همراه با نانوذرات نیکل با دوز mg/kg-VSadded 100 عملکرد مطلوبی ایجاد می‌کند. در این تیمار، بازده بیومتان L/kg-VSadded 473/89 و میزان حذف جامدات فرار (VS) برابر 78 درصد بود. حجم بیوگاز و بیومتان تولیدی نسبت به تیمار شاهد فاقد نانوذرات، به‌ترتیب حدود 30 و 26 درصد افزایش یافت و سهم متان بیوگاز نیز به حدود 2/63 درصد رسید. افزودن نانوذرات نیکل باعث بهبود حذف TS و VS شد، در حالی‌که تغییر قابل‌توجهی در pH و قلیائیت مشاهده نشد. در مجموع، نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که هضم هم‌زمان بخش آلی پسماند جامد شهری و لجن فاضلاب در حضور نانوذرات نیکل می‌تواند گزینه‌ای مؤثر برای ارتقای بازیابی انرژی و دستیابی به مدیریت پایدارتر پسماند شهری باشد.