تاثیر پیش‌فر‌آوری ویناس و ماده‌تلقیح در تولید بیوهیدروژن و ظرفیت تولید فرآورده‌های آن در خوزستان

ویناس، فاضلاب کارخانه های الکل سازی، پسماندی بسیار آلوده کننده است. حجم زیاد ویناس و بوی نامطبوع آن، در کنار خاصیت اسیدی و بار آلودگی زیاد، آن را به یکی از مهمترین چالش های زیست محیطی استان خوزستان بدل کرده است. کاربرد تخمیر تاریک جهت تیمار این فاضلاب، یکی از ارزان ترین روش های سازگار با محیط زیست مدیریت این پسماند است. هیدروژن سوختی پاک است و در صورت تولید به روش بیولوژیکی، یک حامل انرژی تجدید پذیر تلقی می گردد. در مطالعه حاضر، تولید ناپیوسته بیوهیدروژن از ویناس به روش تخمیر تاریک بررسی شده است. همچنین اثر پیش تیمار ماده تلقیحی (لجن هضم شده) و پیش تیمار ماده اولیه (ویناس) بر عملکرد تولید هیدروژن بررسی شد. نتایج نشان داد کاربرد کلروفرم به عنوان پیش تیمار ماده تلقیح با عملکرد 6/3 ± 8/47 نرمال میلی لیتر/گرم جامدات فرار اولیه تاثیر بسیار معنی داری بر افزایش عملکرد هیدروژن داشته است. همچنین کاربرد سدیم هیدروکسید تاثیر معنی داری بر هیدرولیز قند ویناس داشته و با عملکرد 1/0 ± 99/5 نرمال میلی لیتر/گرم جامدات فرار اولیه، بازده تولید هیدروژن را تا 100 درصد افزود. در تمام تیمارها اسید استیک و اسید بوتیریک به عنوان اسیدهای آلی عمده موجود در مایه نهایی تخمیر شناسایی شدند. در نهایت با توجه به نتایج آزمایشگاهی و نیز اطلاعات میدانی موجود، پتانسیل تولید بیوهیدروژن، اسید استیک و اسید بوتیریک از ویناس تولید شده در استان خوزستان در سال 1399 به ترتیب به میزان 0.003، 0/153 و 0.132 کیلومتر مکعب محاسبه شد. نتایج نشان داد تولید بیوهیدروژن از ویناس به روش تخمیر تاریک، با توجه به پتانسیل بالای تولید این گاز از ویناس، روشی بسیار کارآمد به حساب می آید.

effect of pretreating vinasse and inoculum on biohydrogen production and production capacity of its coproducts in khuzestan

abstract: vinasse, the effluent of alcohol distilleries, is a highly polluting waste. the high volume of vinasse and its unpleasant odor, along with its acidic properties and high pollution load, has made it one of the most important environmental challenges in khuzestan. the use of dark fermentation to treat this wastewater is one of the cheapest and most environmentally friendly methods. hydrogen is a clean fuel and considered as a carrier of renewable energy, if produced biologically. in the present study, the batch production of biohydrogen from vinasse by dark fermentation was studied. the effect of inoculum pretreatment (anaerobic digested sludge) and substrate pretreatment (vinasse) on hydrogen production yield were also investigated. the results showed that the use of chloroform as an inoculum pretreatment had increased hydrogen yield very significantly which lead to a yield of 47.8 ± 3.6 nml/g of initial volatile solids (vs). also, sodium hydroxide application had a significant effect on vinasse sugars hydrolysis, and the hydrogen production efficiency was increased up to 100 percent by 99.5 ± 0.1 nml/ g of initial vs. in all treatments, acetic acid and butyric acid were identified as the dominant organic acids in the final fermentation broth. finally, according to laboratory results and available field information, the production potential of biohydrogen, acetic and butyric acid from. vinasse produced in khouzestan in 2021 was calculated to be 0.003, 0.153 and 0.132 km3, respectively. the results showed that the production of biohydrogen from vinasse by dark fermentation is a very efficient method due to the high potential of this gas production.