ارزیابی هضم مشترک و پیش‌تیمار بر تخریب‌پذیری زیستی سوبسترای لیگنوسلولزی و تولید متان در راکتورهای مزوفیلیک ناپیوسته

مطالعه‌ حاضر با هدف بررسی هضم مشترک و اثرات شرایط پیش تیمار قلیایی بر تخریب پذیری سوبسترا و تولید متان از پسماندهای شهری و لجن فاضلاب به‌صورت پایلوت و با رویکرد تجربی در راکتورهای ناپیوسته و با زمان ماند 30 روز انجام شد. برای این منظور، بخش آلی پسماندهای شهری و لجن فاضلاب با 5 نسبت اختلاط مواد اولیه برای ارزیابی تولید بیوگاز و متان و با شرایط دمایی مزوفیلیک (c° 37) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش لجن فاضلاب (تا 40 درصد وزنی مواد اولیه) در سوبسترا منجر به افزایش عملکرد متان شد، در حالی که زمان ماند طولانی تر با افزایش درصد پسماند شهری به دست آمد. بنابراین، نسبت پسماندهای شهری (60 درصد) و لجن فاضلاب (40 درصد) (60:40) به‌عنوان نسبت ترجیحی برای تولید بیوگاز بهینه تعیین شد. بر اساس نسبت ترجیحی، اثر غلظت های مختلف پیش تیمار قلیایی (2، 6 و 10 درصد naoh) برای دوره های زمانی مختلف (1/5، 3 و 6 ساعت) بر تخریب پذیری زیستی پسماندها شهری، تولید بیوگاز و متان ارزیابی شد. نتایج نشان داد که بهترین بهبود با تیمار در غلظت 6 درصد naoh و به مدت 3 ساعت بود که منجر به بهبود 26/4درصدی در تولید متان شد. سایر تیمار ها نیز موثر بودند، که در آن تیمار 6 درصد naoh  به‌مدت 1/5 ساعت منجر به بهبود 14/3درصدی عملکرد متان در مقایسه با نمونه‌ شاهد شد. بنابراین، پیش‌تیمار قلیایی به‌طور قابل توجهی باعث بهبود تجزیه پسماند آلی شده و در نتیجه تولید متان افزایش می یابد.

evaluation of co-digestion and pretreatment on lignocellulosic substrate biodegradability and methane production in non-continuous mesophilic reactors

this research aimed to investigate codigestion and the effects of alkaline pretreatment conditions on substrate degradability and methane production from municipal solid waste (msw) and sewage sludge (ss) in a pilot and experimental approach in noncontinuous reactors with a retention time of 30 days. for this purpose, codigestion of the organic fraction of msw and ss with 5 mixing ratios of raw materials was evaluated to evaluate the biogas and methane production from it in with mesophilic temperature conditions (37 °c). therefore, the results showed that the increase of ss (up to 40% by weight of raw materials) in feed led to increased methane yield, while longer retention times were obtained by increasing the percentage of msw. so, the ratio of msw (60%) and ss (40%) (60:40) was determined as the preferred ratio for optimal biogas production. based on the preferred ratio, the effect of different concentrations of alkaline pretreatment (2, 6 and 10% naoh) for different time periods (1.5, 3 and 6 hours) on the biodegradability of msw, biogas and methane production was evaluated. the results showed that the best improvement was with the treatment at a concentration of 6%naoh for 3 hours, which led to a 30% improvement in methane production. other treatments were also effective, in which 6%naoh treatment for 1.5 hours resulted in a 17% improvement in methane yield compared to the control sample. therefore, alkaline pretreatment significantly improves the decomposition of solid organic waste and thus increases methane production.