%41تخفیف

امکانسنجی تولید بیوگاز از پس‌ماند کمپوست قارچ

تعداد 75 صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد

مهندسی مکانیک بیوسیستم گرایش انرژی‌های تجدیدپذیر

امکانسنجی تولید بیوگاز از پس‌ماند کمپوست قارچ

چكيده: نیاز مبرم به انرژی‌های پاک و قابل تجدید، امروزه بیش از هر زمان دیگری احساس می‌شود. رویکرد جامعه‌ی علمی به سمت بررسی تمام روش‌های ممکن تامین انرژی مورد نیاز بشر جلب شده است، تولید انرژی از ضایعات نیز یکی از این روش‌ها می‌باشد. در این تحقیق امکان استفاده از ضایعات پسماند کمپوست قارچ به منظور تولید بیوگاز از طریق هضم بیهوازی در دو سطح تاثیر دما و تاثیر نسبت کربن به نیتروژن بر میزان تولید بیوگاز و نیز متان استحصالی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله نیز با سه مدل موجود لاجستیک، گومپرتز و ریچاردز مدل‌سازی شد. پارامترهای این مدل‌ها با کمک نرم افزار spss و به روش رگرسیون غیر خطی تعیین گردید. نتایج نشان داد که تاثیر دما و نیز نسبت کربن به نیتروژن بر بیوگاز تولیدی مستقل از همدیگر نمی­باشد به طوری که در دمای بالاتر به نسبت بیشتری از کربن به نیتروژن نیاز می­باشد. در دمای 35 میانگین بیوگاز تولیدی برابر باml 2743 و نیز میانگین متانml1570 بود و نیز در دمای 45 ،ml  3150بیوگاز و ml  1816متان تولید شد. در بحث مدل سازی نیز عملکرد مدلها وابسته به دما مشاهده شد، بدین گونه که در دمای  35 مدل لاجستیک و در دمای  45 نیز مدل گومپرتز دارای عملکرد بهتری بودند. ضریب تبیین مدلها با کمک نرم افزار محاسبه گردید که مدل لاجستیک، ریچاردز و گومپرتز به ترتیب با ضریب تبیین 996/0 ،994/0 و 991/0 نمودار تجمعی بیوگاز حاصله را برازش نمودند.

كليد واژه‌ها: بیوگاز، پسماند کمپوست قارچ، نسبت کربن به نیتروژن، متان،مدل­سازی

فهرست مطالب

شماره و عنوان مطالب

                                                     صفحه

1- فصل اول مقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته. 1

1-1- مقدمه. 3

1-1-1- زیست توده 8

1-1-2- بیوگاز 9

1-1-3- شناخت کلی تصفیه بی‌هوازی.. 11

1-1-4- انواع هاضم‌هاي تخمير بي‌هوازي.. 11

1-1-5- معرفى مكانيسم هضم بى‌هوازى.. 12

1-1-6- شرایط ایده‌آل رشد باکتری‌ها و آنزیم‌ها 15

1-1-7- آشنایی با کمپوست پسماند قارچ. 17

1-2- اهداف.. 19

1-3- مروری بر تحقیقات گذشته. 19

1-3-1- تاریخچه بیوگاز 19

1-3-2- مرور تحقیقات گذشته. 21

2- فصل دوم :مواد و روش ها 23

2-1- ابزار آزمایش…. 24

2-1-1- راکتورها 24

2-1-2- بستر آزمایش…. 26

2-1-3- اندازه‌گیری بیوگاز 28

2-1-4- اندازه گیری متان.. 28

2-1-5- اندازه گیری pH.. 29

2-1-6- اندازه گیری رطوبت و مقدار ماده خشک… 30

2-1-7- اندازه گیری مقدار ماده آلی و کربن آلی.. 30

2-1-8- اندازه گیری مقدار نیتروژن.. 32

2-2- مدل سازی.. 34

2-3- پرورش باکتری.. 35

2-4- روش کار 35

3- فصل سوم  نتايج و يافته‌هاي پژوهش…. 38

3-1- مقدمه. 39

3-2- بررسی بیوگاز تولیدی.. 39

3-2-1- بررسی حجمی بیوگاز تولیدی روزانه. 39

3-2-2- بررسی حجمی بیوگاز تجمعی.. 43

3-3- بررسی کلی تاثیرات دما و نسبت کربن به نیتروژن.. 44

3-4- مدل سازی ریاضی.. 48

4- فصل چهارم  نتیجه گیری و پیشنهادات.. 40

4-1- نتیجه گیری.. 55

4-2- پیشنهادات.. 60

5- فهرست منابع.. 61

فهرست جدولها

شماره و عنوان جدول

                                                    صفحه

جدول ‏2‑1-مدل‌های اصلاح شده (زویترینگ 1990) 34

جدول ‏2‑2- تعریف متغیرهای آزمایش…. 36

جدول ‏2‑3-نوع و مقدار جرمی بارگذاری راکتورها 37

جدول ‏3‑1- مقایسه پارامترهای تخمین زده شده فرایند تولید بیوگاز توسط مدل گومپرتز. 55

جدول ‏3‑2- مقایسه پارامترهای تخمین زده شده فرایند تولید بیوگاز توسط مدل لاجستیک… 56

جدول ‏3‑3- مقایسه پارامترهای تخمین زده شده فرایند تولید بیوگاز توسط مدل ریچاردز 57

فهرست شکل‌ها

شماره و عنوان شکل

                                                   صفحه

شکل ‏1‑1-نمودار تغیرات سرمایه گذاری روی انرژی‌های تجدیدپذیر (دادلی، 2015) 5

شکل ‏1‑2-کاربردها و محاسن بیوگاز (پورخباز، 1389) 10

شکل ‏1‑3- سه مرحله هضم بی‌هوازی (هندل، 2012) 14

شکل ‏1‑4-لیگین و جایگاه آن در مواد سلولوزی (فالوم، 2012) 16

شکل ‏2‑1- قسمت های تشکیل دهنده راکتور و بستر آن.. 24

شکل ‏2‑2 نمای بالایی و روبروی حمام و راکتورهای طراحی شده 26

شکل ‏2‑3 سیستم طراحی شده به منظور حذف CO2 و اندازه گیری متان.. 29

شکل ‏2‑4-نمونه‌ها آماده تیتراسیون.. 31

شکل ‏2‑5-(الف) تیتراسیون، (ب) تغییر رنگ نمونه پس از تیتراسیون.. 32

شکل ‏2‑6-(الف) دستگاه کی‌جی‌دال، (ب) دستگاه گرم کننده 33

شکل ‏2‑7-نمونه ها بعد از خروج از دستگاه کی‌جی‌دال، (ب) نمونه ها بعد از تیتراسیون.. 34

شکل ‏3‑1- تغییرات روزانه بیوگاز در دمای ˚c 45. 40

شکل ‏3‑2- تغییرات روزانه بیوگاز در دمای ˚c 35. 41

شکل ‏3‑3- مقایسه بیوگاز تولیدی دو روز اول در دو دما 42

شکل ‏3‑4- بیوگاز تجمعی تولیدی.. 43

شکل ‏3‑5- مقایسه نسبت کربن به نیتروژن نسبت به دما 45

شکل ‏3‑6- مقایسه‌ی درصد بیوگاز تولیدی در سه هفته. 46

شکل ‏3‑7- درصد متان تولیدی روزانه در دو دمای (الف) 45 و (ب) 35 درجه. 47

شکل ‏3‑8- مقایسه درصد متان تولیدی طی سه هفته آزمایش…. 48

شکل  ‏3‑9- چگونگی انطباق سه مدل ریچاردز، لاجستیک و گومپرتز بر منحنی‌های تولید تجمعی  بیوگاز در دمای  ˚c 45و نسبت کربن به نیتروژن 12. 49

شکل ‏3‑10- چگونگی انطباق سه مدل ریچاردز، لاجستیک و گومپرتز بر منحنی‌های تولید تجمعی  بیوگاز در دمای  ˚c 35و نسبت کربن به نیتروژن 12. 50

شکل  ‏3‑11- چگونگی انطباق سه مدل ریچاردز، لاجستیک و گومپرتز بر منحنی‌های تولید تجمعی  بیوگاز در دمای  ˚c 45و نسبت کربن به نیتروژن 20. 51

شکل ‏3‑12- چگونگی انطباق سه مدل ریچاردز، لاجستیک و گومپرتز بر منحنی‌های تولید تجمعی  بیوگاز در دو دمای ˚c45  (R2 ) و ˚c35 (R6) حاوی نسبت 20:1 کربن به نیتروژن.. 52

شکل ‏3‑13- چگونگی انطباق سه مدل ریچاردز، لاجستیک و گومپرتز بر منحنی‌های تولید تجمعی بیوگاز  در دو دمای ˚c45 (R3 ) و ˚c35 (R7) حاوی نسبت 30:1 کربن به نیتروژن.. 53

شکل ‏3‑14- چگونگی انطباق سه مدل ریچاردز، لاجستیک و گومپرتز بر منحنی‌های تولید تجمعی  بیوگاز در دو دمای ˚c45 (R4 ) و ˚c 35 (R8) حاوی نسبت 40:1 کربن به نیتروژن.. 54

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo