بررسی تاثیر نانو ذرات Co2O3، ZnO و Fe3O4 بر بازده متان طی فرآیند هضم بی-هوازی پسماند آلی جامد شهری با استفاده از آزمون BMP
نویسندگان
1 گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
2 مهندسی بیوسیستم، دانشگاه بوعلی سینا، همدان
3 استادیار، مهندسی بیوسیستم، دانشگاه بوعلی سینا، همدان
4 مهندسی بیو سیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
doi
10.22034/jfnc.2021.282855.1275چکیده
هضم بیهوازی (AD) میتواند روشی مناسب برای مدیریت و به دست آوردن انرژی باشد. در پژوهش حاضر، تأثیر افزودن نانوذرات روی (ZnO)، نانوذرات اکسید آهن (Fe3O4) و نانوذرات اکسید کبالت (Co2O3) بر تولید بیوگاز و بیومتان حاصل از هضم بیهوازی پسماند آلی جامد شهری و کود گاوی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان دادند که استفاده از نانوذرات یا عناصر کممصرف و ضروری با غلظتهای بهینه در بستر هاضم بهطور بالقوه باعث ایجاد اثراتی مثبت بر پایداری فرایند هضم، کاهش بیشتر ناخالصیها و گازهای آلاینده موجود در بیوگاز و تولید بیوگاز بیشتر شده است. نانوذرات روی (ZnO)، به دلیل اثر سمی بودن آن روی باکتریهای بی هوازی، در روزهای اول، بهطور مستقیم روی سمیت باکتری های بی هوازی تأثیر گذاشت و باعث کاهش بیوگاز تولیدی شد. اما، بعد از چند روز، باکتریهای بی هوازی خود را با اثر سمی بودن مواد اضافهشده سازگار کردند و قادر به زنده ماندن در چنین شرایطی بودند و درنتیجه بیوگاز تولیدی روند افزایشی پیدا کرد. فرایند هضم بیهوازی وابسته به نانوذرات است. افزایش نانوذرات اکسید آهن (Fe3O4)، نانوذرات روی (ZnO) و کاهش نانوذرات اکسید کبالت (Co2O3) تأثیر مثبتی بر روی نرخ تولید بیوگاز و بازده متان داشت. بهترین غلظت نانوذرات برای نرخ تولید بیوگاز و بازده متان حداکثر، برای نانوذرات اکسید آهن (Fe3O4) 20 تا 28 میلی گرم، برای نانوذرات روی (ZnO) 0.8 تا 1.5 و برای نانوذرات اکسید کبالت (Co2O3) 0.25 تا 0.35 میلیگرم است. بیشترین بیوگاز و متان تولیدی در طول فرایند هضم در همین نقاط ذکرشده به دست آمد.