评估埃塞俄比亚沼气生产沼气的潜力

摘要

能源是最重要的紧缺资源之一，它以可再生和不可再生的形式存在。世界对能源的需求迅速增长，因此，是时候寻找替代和可再生能源来取代迅速枯竭的化石燃料供应了。本研究旨在分析温度(°C)、保留时间(天)和动物粪便潜力对沼气产量及其%CH4组成的影响，作为对研究因素的响应。本研究的材料为牛粪、羊粪和猪粪。本实验采用总容积为2000 ml的厌氧间歇式消化池(塑料瓶)作为消化池(生物反应器)。葡萄糖点滴(管)安装在每个消化器的盖子上。蒸煮池平均温度从6℃开始升高^TH.到10^TH.一天在牛粪和羊粪里。本实验记录了最佳产气量的最佳时间。气体组分分析显示，牛粪(66.9%)中甲烷含量最高，其次是羊粪(62.1%)。牛粪的产气性能最好，羊粪的产气性能中等，猪粪的产气性能较低。

1.介绍

能源是最重要的紧缺资源之一，它以可再生和不可再生的形式存在。由于当时击中了能源市场的石油危机，可再生能源在七十年代初期开始增长更强烈[1］.生物质是一种用途广泛的可再生能源，可从树木、木材废料、木屑、玉米、稻壳、花生壳、甘蔗、刈割草、树叶、粪便、污水和城市固体废物中获得[2那3.］.世界对能源的需求迅速增长，因此，这是一种看替代和可再生能源的时间，以取代化石的快速消耗[4.那5.］.与利用电能以改善其生活的发达国家不同，发展中国家使用木柴来改善他们的生活，导致由于柴火的砍伐砍伐导致全球变暖。许多国家已经意识到沼气是可持续发展转型所需的能源来源。然而，发展中国家的沼气总产量仍然相对较低。这种缓慢的发展提出了一个基本问题 - 目前妨碍了较宽的沼气作为能源来源的障碍是什么？6.］.例如，1957年前后，Ambo农业学院(最近的Ambo大学)首先在埃塞俄比亚引入了沼气，为焊接农业工具提供能源，然后在20世纪70年代，粮农组织(FAO)引入了两个沼气厂，作为推广该技术的试点项目[7.］.

在埃塞俄比亚，即使沼泽的生产在过去漫长的一年中，仍然有太多需要优化沼气资源，采用和技术，以缓解长达10小时的女性和儿童收集的妇女和儿童的负担在一些农村地区的木材减少室内污染，提高小农的前景[8.］.本研究旨在分析温度(°C)、保留时间(天)和动物粪便潜力对沼气产量及其%CH4组成的影响，作为对研究因素的响应。

2。材料和方法

2.1。材料

本研究中使用的材料是牛粪，绵羊和猪粪便。

2.2。研究区域的描述

本研究在Ambo大学进行，位于埃塞俄比亚的西部休奥奥米亚地区国家，遵循805630. -805930.n纬度和3704730. -3705515.经度。温度范围为15°C-29°C。

2.3。实验设计和设置

本实验采用总容积为2000 ml的厌氧间歇式消化池(塑料瓶)作为消化池(生物反应器)。葡萄糖点滴(管)安装在每个消化器的盖子上。葡萄糖滴袋用于输送沼气池产生的沼气(图)1）.

3.气体体积的测量

气体收集于体积为2.5的气囊及气球内[9.那10.］.

3.1。测定甲烷含量

每隔30天定期测定沼气含量。沼气产量是按照Parajuli的VDI 4630指南进行的[11.］.

3.2。实验设计和设置

从Ambo大学收集新鲜的牛粪和猪饲养，其中奶牛和猪正在繁殖，并且从Ambo镇和周围收集绵羊粪便。将等量的动物粪肥与等量的水混合，直到适当的均化是到达的（表1）.所有原料（牛粪，绵羊粪和猪粪）的温度和pH值都以五天的间隔记录。

4.结果和讨论

蒸煮池平均温度从6℃开始升高^TH.天10^TH.一天在牛粪和羊粪里。这一发现与获得最大温度来回收甲烷气是一致的[12.]，而猪蒸煮器以11的间隔显示温度增量^TH.天到15^TH.一天（表格2）.

从1开始的蒸煮物pH增加^英石天10^TH.所有消化器中的一天与先前的发现相似[6]，而所有蒸煮器都显示出10的pH值^TH.一天（表格3.）.

在相等的水和样品尺寸的处理中，最大沼气（1100mL）由牛粪生产。同样，从绵羊粪便中产生了良好的沼气质量。从绵羊粪肥中获得良好的甲烷产量（58％）作为前一实验的最佳值[13.］.但是，从猪粪中记录了沼气卷（200mL）的沼气（图2）.

本实验记录了最佳产气量的最佳时间。因此，从牛粪和绵羊粪便中恢复最大沼气（1200毫升）的最佳时间是在发酵的第十二天，而延长时间（15天）恢复猪粪的最大气体（图3.）.本研究的结果与在半连续厌氧消化池中保留时间对禽粪和木薯皮产气的影响以及水力保留时间对牛粪产气的影响的研究结果相似[14.那15.］.所有基材（牛粪，绵羊粪和猪粪）温度的变化对温度的产生有影响。

气体组分分析表明，牛粪(66.9%)中甲烷含量显著，其次是羊粪(62.1%)[9]。在所测基质中，猪粪中甲烷组分的体积最小(56.1%)(图)4.）.

在室温（23°C-28°C）时，牛粪和绵羊粪便的沼气在保留20天后产生可燃的气体（图5.）.

5.结论

粪便的保留时间和pH值与产气潜力存在相关性。牛粪的产气性能最好，羊粪的产气性能中等，猪粪的产气性能较低。

数据可用性

我将根据它的需要提供。

利益冲突

作者声明本手稿的出版不存在利益冲突。

参考

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2. S. M. Ashekuzzaman和T.G.Poulsen，“优化饲料组合物，即改善甲烷产量的牛粪消化基于牛粪的废物混合物，”生物资源技术，卷。102，没有。3，pp。2213-2218，2011年。视图:出版商网站|谷歌学术
3. D. L. Klass，用于可再生能源，燃料和化学品的生物量,爱思唯尔,1998年。
4. C. J. Burns，美国专利申请号。29 / 082,968,1998。
5. A. NANSAIOR，A. PATANOTHAI，A.T. Rambo和S. SIMARAKS，“泰国东北部城市化社区的家庭的生物质能源收购的可持续性”生物量和生物能源，卷。52，pp。113-121,2013。视图:出版商网站|谷歌学术
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8. M.G.Mengistu，B.Imane，G. Eshete和T. Workneh，“影响家庭沼气技术采用的”影响家庭决策的因素，埃塞俄比亚北部北部和机械区“，”可再生能源，卷。93，pp。215-227,2016。视图:出版商网站|谷歌学术
9. K.Arhenius，A.Fischer和O.Büker，在气囊收集后吸附管中的吸附管中的沼气和生物甲烷的方法，“应用科学，卷。9，不。6，p。1171,2019。视图:出版商网站|谷歌学术
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11. P. Parajuli，沼气测量技术和相关误差[M.S.论文]， Jyväskylä大学，芬兰，2011。
12. R. ramaraj和Y. unpaprom，“温度对浮萍沼气性能的影响”，“化学研究杂志，卷。1，不。1，pp。58-66,2016。视图:谷歌学术
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