ارزیابی نقش نانوذرات نیکل در افزایش کارایی هضم بی هوازی هم زمان بخش آلی پسماند جامد شهری و لجن فاضلاب

رشد سریع جمعیت، گسترش شهرنشینی و تشدید چالش های زیست محیطی، ضرورت گسترش فناوری های پایدار تبدیل پسماند به انرژی را بیش از پیش نمایان کرده است. در این میان، هضم بی هوازی به عنوان یکی از روش های موثر در بازیابی انرژی از پسماندهای آلی مطرح است و به کارگیری مواد افزودنی نانوساختار می تواند کارایی این فرایند را به طور قابل توجهی افزایش دهد. در این پژوهش، امکان تولید بیوگاز و بیومتان از هضم بی هوازی هم زمان بخش آلی پسماند جامد شهری (OFMSW) به عنوان سوبسترا و لجن فاضلاب شهری به عنوان ماده تلقیحی مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین اثر افزودن نانوذرات نیکل خالص با دوز ۱۰۰ mg/kg VS_added بر بهبود عملکرد سیستم بررسی شد. آزمایش ها در هاضم های ناپیوسته یک لیتری با حجم موثر ۷۰۰ میلی لیتر، غلظت جامدات کل ۳ درصد، نسبت تلقیح به سوبسترا (ISR) برابر ۰.۵ و در شرایط دمایی مزوفیلیک (۳۶±۱ درجه سلسیوس) به مدت ۷۰ روز انجام شد. نتایج نشان داد که هضم هم زمان بخش آلی پسماند جامد شهری و لجن فاضلاب همراه با نانوذرات نیکل با دوز ۱۰۰ mg/kg VS_added عملکرد مطلوبی ایجاد می کند؛ در این تیمار بازده بیومتان ۴۷۳.۸۹ L/kg VS_added و میزان حذف جامدات فرار (VS) برابر ۷۸ درصد بود. حجم بیوگاز و بیومتان تولیدی نسبت به تیمار شاهد فاقد نانوذرات به ترتیب حدود ۳۰ و ۲۶ درصد افزایش یافت و سهم متان بیوگاز نیز به حدود ۶۳.۲ درصد رسید. افزودن نانوذرات نیکل باعث بهبود حذف TS و VS شد، در حالی که تغییر قابل توجهی در pH و قلیائیت مشاهده نشد. در مجموع، نتایج این مطالعه نشان می دهد که هضم هم زمان بخش آلی پسماند جامد شهری و لجن فاضلاب در حضور نانوذرات نیکل می تواند گزینه ای موثر برای ارتقای بازیابی انرژی و دستیابی به مدیریت پایدارتر پسماند شهری باشد.

کلیدواژه ها:

بخش آلی پسماند جامد شهری ، بیوگاز ، نانوذرات نیکل ، هضم بی هوازی