اثر پیش‌تیمار شیمیایی بر تولید متان ناشی از هضم همزمان کود گاو و ضایعات پسته پسته

نویسندگان

چکیده

ایران بزرگترین کشور تولید کننده پسته در جهان است که سالانه حدود ??? هزار تن ضایعات پسته در آن تولید می‌شود. با توجه به مواد آلی و محتوای فنلی بالا و همچنین غلظت مواد جامد بالا، ضایعات پسته مشکلات زیادی را ایجاد می‌کند مگر این‌که به درستی مدیریت شود. هضم بی‌هوازی، می‌تواند یکی از تکنولوژی‌های قابل قبول در کنترل ضایعات پسته باشد به-طوری‌که نه تنها موجب تولید انرژی ‌شود بلکه کود خروجی از هاضم‌ها هم ارزش غذایی بالایی برای خاک خواهد داشت. دستیابی به شرایط هضم خوب برای ضایعات مختلف نیازمند نسبت اختلاط مناسب مواد و پیش تیمار مناسب است. براین اساس در این تحقیق سعی شد نسبت اختلاط مناسب ضایعات پسته : کود گاو تحت پیش تیمار شیمیایی مناسب (افزایش NaOH و H?O?) تعیین شود. برای این منظور آزمایش‌های مختلفی در هاضم‌های mL ??? در قالب یک طرح آزمایشی مرکب مخلوط-فرایند بهینه انجام شد. هاضم‌ها در دمای مزوفیلیک به مدت ?? روز کنترل شدند و متان (از این به بعد CH? استفاده می‌شود) تولید آنها اندازه‌گیری شد. سپس بین CH? و مقادیر ضایعات پسته، کود حیوانی، مقدار NaOH و H?O? مدل رگرسیونی غیر خطی بدست آمد. مقدار P-value مدل کمتر از ????/? و مقدار P-value کمبود تناسب آن ??/? شد، R? پیش بینی شده مدل برابر ??/? بود که با R? تعدیل شده ??/? تأیید شد. پارامتر دقت کافی مدل نیز ?/? به‌دست آمد که نشان دهنده سیگنال کافی برای مدل بود. در ضمن خطای استاندارد مدل (?/?) بسیار کوچک و مقدار R? مدل (??/?) و R? تعدیل شده آن (??/?) بزرگ بود که نشان می‌دهد مدل انتخاب شده مدل مناسبی برای تخمین CH? است. با بررسی مدل در گراف‌های سه بعدی مشخص شد استفاده از NaOH بیشتر اثر منفی در میزان متان تولیدی دارد و استفاده از آب ‌اکسیژنه موجب افزایش میزان CH? شده است. کود گاو یک پیش ماده مناسب برای افزایش CH? بوده اما استفاده از ضایعات پسته برای تولید بیوگاز با میزان CH? بالا مناسب نیست. این امر می‌تواند بخاطر مقادیر زیاد ترکیبات فنولی و آنتی اکسیدانی موجود در ضایعات پسته باشد که موجب از بین رفتن باکتری‌ها می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of Chemical Pre-treatment on Methane Production from Co-Digestion of Cow Manure and Pistachio Wastes

نویسندگان [English]

  • Ali Maleki
  • Hassan Dorondi
  • Rahim Ebrahimi
  • MAhmoud Mahmoudi

چکیده [English]

Iran is the highest producer of pistachio worldwide and has an annual production of about ???,??? tons of fresh pistachio by-product. Due to its high organic and phenolic content as well as high solids concentration, pistachio processing wastes create significant waste management problems unless they are properly managed. Anaerobic digestion is one of the acceptable environmental and economic technologies to control the pistachio wastes and produce energy and enrich fertilizer for soil. Good digestion for different wastes needs suitable mixture for co-substrates and pretreatments. Therefore, effect of different mixture of pistachio waste: cow manure and pretreatment factors of NaOH and H?O? was studied in this research. Co-digestion was done in the ??? mL digesters for mesophilic condition using a combined D-optimal design. Their CH? production were measured for ?? days. Then a model was developed among the CH? production and amounts of pistachio waste, cow manure, NaOH and H?O? to determine the effects of these parameters on the CH? production. Model P-value was lower than ?.???? and its lack of fit was ?.??, predicted R? was ?.?? in reasonable agreement with adjusted R? of ?.??. Adequate precision was ?.? indicated an adequate signal for the model. Further, standard error of the model equaled to ?.? which was very low, model R? equaled to ?.?? and adjusted R? was ?.?? which were high, indicating that the model was suitable for CH? estimation. By illustrating the model in ?D graphs, it was shown that the use of NaOH had negative effect on the CH? production while H?O? had positive effect on the CH? production. Higher amounts of cow manure improved the CH? production while higher amounts of pistachio wastes decreased the CH? production. These may happen because of the high amounts of phenolic and antioxidant compounds in the pistachio waste which are harmful for anaerobic microbes

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chemical Pre-treatment
  • Cow manure
  • Modeling
  • Pistachio waste