Πειραματική διερεύνηση παραγωγής βιοαερίου από μίγματα τυρογάλακτος με υγρά μηχανικού διαχωρισμού αποβλήτων χοιροστασίου διαφορετικής πυκνότητας στη μεσόφιλη περιοχή

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας μελέτης, είναι η παραγωγή βιοαερίου από την αναερόβια επεξεργασία υγρών μηχανικού διαχωρισμού αποβλήτων χοιροστασίου, και δευτερευόντως από μίγμα αυτών με τυρόγαλα, σε εργαστηριακούς αντιδραστήρες ωφέλιμου όγκου 25,6 L. Αρχικά, διερευνήθηκε η επίδραση της πυκνότητας των υγρών διαχωρισμού αποβλήτων χοιροστασίου στην παραγωγή βιοαερίου, σύμφωνα με την οποία αποδείχτηκε πως μεταξύ των τεσσάρων τιμών πυκνότητας που χρησιμοποιήθηκαν (2-4-6-8%Ο.Σ.κ.β.), βέλτιστη ήταν η πυκνότητα 4,7%Ο.Σ.κ.β. (4 kg Π.Σ./m3χων), με μέγιστη παραγωγή βιοαερίου 0,55 Νm3/m3χων-48ωρο. Τα αποτελέσματα που αφορούσαν τις πυκνότητες 6% και 8% Ο.Σ.κ.β. κρίθηκαν μη αντιπροσωπευτικά, λόγω της αδυναμίας των εγκαταστάσεων του εργαστηρίου μας να ανταπεξέλθουν σε αυτά τα υψηλά επίπεδα πυκνότητας υγρών διαχωρισμού και γι’ αυτό το λόγο δεν προστέθηκαν στο αρχικό μοντέλο υπολογισμού της παραγόμενης ποσότητας μεθανίου (Γεωργακάκης, 1985). Τα υπόλοιπα δυο ποσοστά των 2% και 4% Ο.Σ.κ.β., μαζί με τέσσερις τιμές βιβλιογραφικές (Χριστοπούλου, 2004) από αναερόβια χώνευση βουστασίου, επιβεβαίωσαν το παλαιότερο μοντέλο (Γεωργακάκης, 1985) και ως εκ τούτου επιτρέπουν τη γενίκευσή του στα υγρά κτηνοτροφικά απόβλητα Υ=1,077∙e–0,18∙(X-4,3)^2. Στη συνέχεια της πειραματικής διαδικασίας, χρησιμοποιήθηκαν διαδοχικά μίγματα υγρών διαχωρισμού αποβλήτων χοιροστασίου με την προαναφερθείσα βέλτιστη πυκνότητα, με τυρόγαλα, για τη μελέτη της παραγωγής βιοαερίου, με στόχο την προτεινόμενη άριστη αναλογία Π.Σ.τυρογάλακτος/Π.Σ.υγρών χοιροστασίου=17,5/1 (Κακούρος, 2009). Ο στόχος αυτός δεν επιτεύχθηκε τελικά, λόγω της ανάγκης περισσότερου χρόνου προσαρμογής των εγκαταστάσεων. Ως εκ τούτου, για τη μελέτη του αντίστοιχου μαθηματικού μοντέλου για μίγματα υγρών διαχωρισμού αποβλήτων χοιροστασίου με τυρόγαλα, χρησημοποιήθηκαν δεδομένα της βιβλιογραφίας (Κακούρος, 2009): Υ=1,47∙e–0,14∙(X-3,75 )^2.

The objective of this study is biogas production from anaerobic digestion of mechanical separation efficient of piggery wastes, and secondarily of mixture of the latter with whey, in four laboratory reactors with an effective volume of 25,6L. First, the influence of the density of the separated efficient in biogas production was investigated. Four densities were applied (2%-4%-6%-8% TS by weight). An optimum density of 4,7 TS by weight (4 kg VS/m3R), with the maximum biogas production of 0,55Nm3/m3reactor-48h, was obtained. The results concerning the densities 6% and 8% TS by weight have been considered non representative enough due to our laboratory facilities inability to manage these high-density matters. So, they were not included in the older mathematical model for methane production (Γεωργακάκης, 1985). The results concerning the other two densities (2% and 4% TS by weight) and four literature results (Χριστοπούλου, 2004) confirmed the mathematical model and allowed its generalization: Υ=1,077∙e–0,18∙(X-4,3)^2. In addition, different mixtures of efficient with the aforementioned optimum density and whey were used to study biogas production, targeting a final optimum VS rate 17,5whey/1efficient (Κακούρος, 2009). This ratio has never been reached, probably due to system prolonged adaptation time required. However, a corresponding mathematical model for such mixtures was finally obtained, based on literature results (Κακούρος, 2009): Υ=1,47∙e–0,14∙(X-3,75 )^2.