كيف تتم عملية تخمير زبل البقر

 لا تستطيع الأبقار هضم 100% مما تأكله، لذلك ينتهي الأمر بكمية كبيرة من العناصر الغذائية والطاقة في السماد الطبيعي، وبدلاً من اعتبار السماد منتجًا نفايات، فإنه من خلال معالجته بشكل أكبر وتخميره داخل أجهزة الهضم اللاهوائية، يتم تكوين الميثان الذي يمكن استخدامه كمصدر للطاقة؛ يمكن أيضًا استخدام الجزء الصلب (الهضم) المتبقي بعد حدوث التخمير لاستخراج العناصر الغذائية القيمة لتخصيب الأرض.

داخل غرفة التخمير (الهضم) المملوءة بالسماد بنسبة تصل إلى 80%، والباقي هو الغاز الحيوي (الميثان بشكل رئيسي) المتكون نتيجة للتخمير. يتم وضع الزبل في الأرض (فوق مستوى المياه الجوفية مباشرةً) ويتم عزله من خلال الجدار الأرضي مع عزل إضافي حول الكيس ويتم زيادة العزل الحراري من خلال قاعة نفخ الهواء الموضوعة فوق الزبل.
 
 

يتم خلط الروث مسبقًا بمواد عضوية إضافية ثم يتم ضخه في جهاز الهضم كل ساعة. تحتاج البكتيريا التي تخمر السماد إلى الأكل بشكل مستمر، فلا يمكن تجويعها، يتم ضخ الغاز الحيوي المنتج في جهاز الهضم بشكل مستمر إلى محرك كهربائي صغير، إما لتحويله إلى كهرباء أو استخدامه كحرارة. يتم استخدام الكهرباء لتشغيل الآلات الزراعية وعدد قليل من المنازل المجاورة. تُستخدم الحرارة جزئيًا للتدفئة الخاصة ويتم إعادتها جزئيًا إلى جهاز الهضم لضمان درجة حرارة تخمير ثابتة تتراوح بين 38-40 درجة مئوية، وهي الدرجة المثلى لتشغيل البكتيريا المخمرة.
 

نظرًا للكمية الكبيرة والنطاق الواسع للنفايات الصلبة للكتلة الحيوية، والخصائص المزدوجة للتلوث واستخدام الموارد، فإن استخدام الطاقة للتخمير اللاهوائي يمكن أن يعزز التحكم في التلوث، لذلك تمت دراسة تقنية التخمير المختلطة للكتلة الحيوية الزراعية.

يتم استخدام نظام يتضمن جهاز التحكم في درجة الحرارة وجهاز التخمير وجهاز تجميع الغاز لقياس المحتوى وقيمة الأس الهيدروجيني للغاز الحيوي والميثان. تم استخدام طرق المعالجة الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لتقوية المرجع اللاهوائي للكتلة الحيوية، وتم استخدام التخمير المختلط للكتلة الحيوية المختلفة لإكمال التخمير اللاهوائي.


روث البقر مناسب للتخمير بدرجة حرارة عالية عند 60 درجة مئوية، كلما ارتفعت نسبة روث البقر، ارتفعت قيمة الأس الهيدروجيني في المرحلة الأولية من الإخصاب اللاهوائي. كلما زادت قاعدة الميثانوجينات في سائل التخمير داخل خزان التخمير، زادت قيمة الأس الهيدروجيني للنظام، ولأساسيات الميثانوجينات ارتباط إيجابي كبير بمحتوى البروتين الخام للكتلة الحيوية.


يهدف التخصيب اللاهوائي للكتلة الحيوية إلى تحويل المادة العضوية بشكل فعال تحت استيعاب البكتيريا اللاهوائية، وفي النهاية توليد الميثان وكمية صغيرة من ثاني أكسيد الكربون ذات القيمة الاقتصادية. يمكن استخدامه للاحتراق وتوليد الطاقة، ويمكن استخدام بقايا الغاز الحيوي كعلف للحيوانات أو كسماد أرضي، يمكن أيضًا استخدام ملاط ​​الغاز الحيوي كمحلول مغذي للمحاصيل.

يتم استخدام المرحل في جهاز التحكم في درجة الحرارة لعرض درجة الحرارة، ويتم وضع جهاز التخمير في خزان الماء بدرجة حرارة ثابتة، ويتم التحكم في درجة حرارة التسخين في خزان المياه بواسطة جهاز التحكم في درجة الحرارة. نطاق تقلب درجة الحرارة لجهاز التحكم في درجة الحرارة كليا هو ± 1 درجة مئوية. يتكون جهاز التخمير وجهاز تجميع الغازات من مجموعة من الزجاجات المخروطية بحجم 1 لتر، ومختومة بسدادات مطاطية. يتم توصيل كل جزء بالأنبوب المطاطي من خلال قناة زجاجية، ويتم تجميع المياه المفرغة بوعاء بلاستيكي بسعة 2.5 لتر، ويتم قياس الإزاحة بأسطوانة قياس

يمكن تقسيم فترة التخمير اللاهوائي للنفايات الصلبة إلى مراحل متعددة

يتم وضع الروث في دلو بلاستيكي بعد إزالة أشتات، وإغلاقها وتجديدها، وتقليبها كل ثلاثة أيام، ويبلغ إجمالي وقت التجديد 7 أيام. بعد التجفيف بالهواء، يتم قطع القش بطول حوالي 1 سم ووضعه في مكان بارد وجيد التهوية للاستعداد. أضف القليل من روث البقر إلى ملاط ​​الغاز الحيوي قبل يومين، اخلطه وختمه ودجنه واحتفظ به. يتم تعيين روث البقر على التوالي بخمسة مستويات: 1: 9، 3: 7، 5: 5، 7: 3، 9: 1.


 تم الحفاظ على المحتوى الصلب الكلي لركيزة التخمير عند 8%. تم وضع 560 جم ​​من المواد الخام للتخمير و 140 جم من لقاح ملاط ​​الغاز الحيوي المتأقلم في زجاجة زجاجية مثلثة سعة 1 لتر. يتم تعيين كل اختبار علاجي بثلاثة تكرارات. بعد فحص إحكام الهواء للجهاز، يتم وضع خزان التخمير في خزان ماء بدرجة حرارة ثابتة مع درجة حرارة محددة للتدفئة. درجة حرارة الاختبار 30 درجة و 60 درجة مئوية، على التوالي. أثناء التجربة، تم وضع المواد الخام للتخمير واللقاح في خزان التخمير، وتم وضع خزان التخمير في خزان حمام الماء بدرجة حرارة ثابتة، وتم توصيل الأجهزة، وضبط درجة الحرارة، وقياس ناتج الغاز الحيوي بواسطة طريقة الصرف. 
 
 
قم بقياس قيمة الأس الهيدروجيني لركيزة التخمير المختلطة كل 5 أيام باستخدام كاشف الأس الهيدروجيني.
 

لا يكون تأثير الإخصاب اللاهوائي مثاليًا عند استخدام المواد (القش ومحاصيل الطاقة وما إلى ذلك) التي تحتوي على كمية كبيرة من السليلوز واللجنين بشكل مباشر، ولكن يمكن تحسين تأثير التخمير عن طريق المعالجة المسبقة للمواد الخام الغنية بهذه المكونات أو الخلط العديد من المواد الخام.