Skip to main content
SUPERVISOR
Keikhosro Karimi
کیخسرو کریمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shiva Karimidehkordi
شیوا کریمی دهکردی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Ethanol and Biogas Production from Organic Fraction of Municipal Solid Waste
The increasing generation of municipal solid waste (MSW) and its handling and processing issues are among the primary concerns of governments worldwide. A possible solution is utilization of MSW into valuable products, e.g., biofuels. Production of renewable fuel can address a part of the current concerns on the limited fossil fuels sources and their pollution. In this study, MSW produced in Isfahan University of Technology, including 75% kitchen waste and 25% garden waste, was used to produce ethanol and biogas. It was pretreated with 0.5% sulfuric acid and 0.5 M sodium carbonate to improve the yield of biogas and ethanol production. The acidic pretreatments were carried out at temperatures of 120, 150 and 180 ° C for 0, 10, 30 and 60 minutes, where the pretreatments with sodium carbonate were performed at 0, 25, 93 120, 150 and 180 ° C. In order to remove inhibitors in liquid phase of the acidic pretreatment, a detoxification step with lime (overliming) was performed and then the liquid was fermented with ethanolic fungus Mucor indicus . After that, the biomasses obtained from aerobic and anaerobic fermentation along with the pretreated solid were subjected to anaerobic digestion for biogas production. Besides, the samples of pretreated solid without fungal biomass were digested. The results showed that the addition of fermentation biomass to the pretreated solid was significantly improved the biomethane production. Moreover, among the pretreated solids, the samples treated with sodium carbonate at 25 ° C showed the highest equivalent gasoline. The highest amount of equivalent gasoline, 125.3 liter of gasoline per ton of MSW, was achieved after acidic pretreatment at 150 ° C for 30 minutes without detoxification. In this case, the ethanol concentration and yield were 9.67 g/l and 75.9 %, respectively. In addition, 157.4 ml methane per gram of volatile solid of MSW was obtained.
امروزه حجم بالای زباله تولیدی به علت نبود لندفیل کافی و آلودگی های ناشی از آن، مشکلات زیادی را بوجود آورده است. لذا مدیریت صحیح زباله جهت سامان دادن به چنین مشکلاتی الزامی می باشد. یک رویکرد مناسب برای حل این بحران، تبدیل زباله به محصولات با ارزشی همچون سوخت های زیستی است. با تحقق یافتن این هدف از یک سو مشکل انباشتگی زباله و خطرات ناشی از آن حل می گردد و از سوی دیگر سوخت تجدید پذیری حاصل می شود که بخشی از نگرانی های موجود در زمینه محدود بودن سوخت های فسیلی و آلودگی های ناشی از آن ها را بر طرف می کند. پیرو همین هدف، در پژوهش حاضر زباله تولیدی در دانشگاه صنعتی اصفهان جهت تولید اتانول و بیو گاز به کار رفت. این زباله 75 درصد زباله آشپزخانه ای و 25 درصد پسماند باغچه ای را در بر می گرفت. جهت تأثیر پذیر کردن این خوراک در مرحله تخمیر و هضم بی هوازی، پیش فرآوری با اسید سولفوریک 5/0 درصد وزنی-وزنی و کربنات سدیم 5/0 مولار بر روی آن اعمال شدند. پیش فرآوری اسیدی در دماهای 120، 150 و 180 درجه سانتیگراد در مدت زمان های صفر، 10، 30 و 60 دقیقه و پیش فرآوری با کربنات سدیم در دماهای صفر، 25، 93 120، 150 و 180 درجه سانتیگراد در زمان های بهینه گزارش شده انجام گرفت. به منظور حذف مواد بازدارنده موجود در مایع حاصل از پیش فرآوری اسیدی، یک مرحله سم زدایی با آهک انجام و سپس مایع پیش فرآوری پیش و پس از سم زدایی وارد مرحله تخمیر شد. پس از آن توده سلولی که از مرحله تخمیر هوازی و بی هوازی بدست آمده بود به همراه جامد حاصل از پیش فرآوری وارد فرآیند بیوگاز شد. همچنین نمونه هایی از جامد پیش فرآوری بدون حضور توده سلولی نیز هضم ونتایج حاصل با نتایج بدست آمده از حالت قبل مقایسه شدند. این مقایسه نشان داد که افزودن توده سلولی به جامد پیش فرآوری در فرآیند تولید بیو گاز، سبب بهبود تولید متان نهایی نسبت به حالت بدون توده سلولی شده بود. همچنین در بین جامد های پیش فرآوری شده، نمونه پیش فرآوری شده با کربنات سدیم در 25 درجه سانتیگراد بیشترین میزان بنزین معادل برابر با 4/88 لیتر را به خود اختصاص داد. در پالایشگاه زیستی حاصل، بیشترین میزان بنزین معادل، برابر با 3/125 لیتر بنزین، برای شرایط پیش فرآوری اسیدی در دمای 150 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه بدست آمد. این میزان برای حالتی حاصل شد که مایع حاصل از پیش فرآوری بدون سم زدایی برای تولید اتانول و جامد حاصل از پیش فرآوری نیز به همراه جامد حاصل از تخمیر بی هوازی مایع پیش فرآوری در همین شرایط، برای تولید بیو گاز به کار بسته شدند. در این حالت، اتانول با بازده 9/75 درصد و غلظت 67/9 گرم بر لیتر بدست آمد. همچنین 4/157 میلی لیتر متان به ازای یک گرم خوراک تولید شد که 8/51 درصد کل بیو گاز را به خود اختصاص داده بود. واژگان کلیدی: اتانول، بیو‌گاز، زباله جامد شهری، سم زدایی، موکور ایندیکوس

ارتقاء امنیت وب با وف بومی