Internationale Zeitschrift für Abfallressourcen

Abstrakt

Untersuchung des Ein-Faktor-Rsm zur Optimierung der Konzentration des organischen Anteils von Siedlungsabfällen (OFMSW) für die Biogasproduktion

Stanley HO, Ogbonna Chukwuka Benjamin und Abu GO

Das Problem der Umweltverschmutzung durch unsachgemäße Entsorgung von festem Hausmüll (MSW) in Nigeria muss durch die Umwandlung von MSW in nutzbare Ressourcen beseitigt werden. In dieser Studie haben wir eine anaerobe Vergärung von OFMSW im Labormaßstab durchgeführt, um die Substratkonzentration zu optimieren, die zur Maximierung der Biogasausbeute unter feuchten Umgebungsbedingungen erforderlich ist. Nach der Charakterisierung wurden verschiedene Konzentrationen des Substrats (OFMSW) von 0 % (Nassverfahren) bis 45 % (Trockenverfahren) einem Ein-Faktor-Response-Design (mit Design Expert Version 9.0) sowie einer anaeroben Vergärung (mit Pansensaft als Quelle des mikrobiellen Inokulums) in einstufigen anaeroben Batch-Fermentern mit 500 ml Fassungsvermögen und einem Nutzvolumen von 350 ml unterzogen. Die Ergebnisse zeigten, dass das höchste und niedrigste Volumen der kumulierten Biogasproduktion (596,4 ml und 107,6 ml) im Versuchsaufbau mit 30 % bzw. 5 % Substrat nach 42 Tagen verzeichnet wurde. Die höchste Biogasausbeute (8,51 ml/gr. VS) wurde jedoch im Versuchsaufbau mit 5 % Substrat verzeichnet, gefolgt vom Versuchsaufbau mit 30 % Substrat (7,86 ml/gr. VS), während die niedrigste Biogasausbeute (0,96 ml/gr. VS) im Versuchsaufbau mit 45 % Substrat verzeichnet wurde. Die Analyse des Response-Surface-Designs zeigte, dass die optimale Substratkonzentration, die zur Maximierung der Biogasausbeute (~ 8,66 ml/gr. VS) im Nassverfahren unter Umgebungsbedingungen (Labor) erforderlich ist, ungefähr 5,52 % betrug. Ein Bestätigungstest zur anaeroben Vergärung der vorhergesagten optimalen Substratkonzentration (5,52 %) ergab eine durchschnittliche Biogasausbeute von 7,03+1,453 ml/gr. VS. Dieses Ergebnis lässt darauf schließen, dass die wahre Biogasausbeute bei diesem Nassverfahren zwischen 5,58 ml/gr. VS und 8,48 ml/gr. VS liegen könnte. Schließlich haben wir Bakterienarten der Gattungen Bacillus, Bacteroides, Clostridium, Enterobacter, Escherichia, Lactobacillus, Micrococcus, Morganella, Propionibacterium, Pseudomonas, Providencia, Ruminococcus, Staphylococcus und Streptococcus im Pansensaft, im Substrat und in der Mischprobe des Gärrestes isoliert und identifiziert.