Document

Enhanced biogas production from rice husks and okra stalks by co-digestion with ostrich dung and cow manure.

Identifier
DOI: 10.53540/tjer.vol.20iss1pp12-22
Source
Journal of Engineering Research, v. 20, no. 1, p. 12-22.
Contributors
Country
Oman.
City
Muscat
Publisher
College of Engineering, Sultan Qaboos University.
Gregorian
2023-01-24
Language
English
English abstract
In this study, two sides were studied. First one included single and combined pretreatment which were performed to treat milled rice husks compared to increase the production of biogas untreated rice husks. The other side included investigate the effect of two types of mixing: mixing rice husks and okra stalks using three mixing ratios inoculated with ostrich dung compared to rice husks and okra stalks inoculated with ostrich dung separately and mixing ostrich dung and cow manure using three mixing ratios with rice husks compared to using rice husks inoculated with ostrich dung and cow manure separately. The ten reactors, which were carried out in this study, were in batch mode. Single pretreatment included hydrothermal and oxidative pretreatment with 50% (v/v) H2O2, while combined pretreatment consisted of both hydrothermal and H2O2 pretreatment. The cow manure was used as inoculum in this anaerobic co-digestion process. The results clarified that the increase of biogas productions were by 5.42%, 48.05%, and 59.07% for hydrothermal, H2O2, and combined pretreatment of hydrothermal and H2O2, respectively. For first mixing, 25:75 ratio (rice husks: okra stalks) was better than other ratios in the production of biogas (48.77 ml/g VS). In the second case of mixing, 75:25 ratio (ostrich dung: cow manure) was better than other ratios in the production of biogas (21.85 ml/g VS). Kinetic study was applied using modified Gompertz model, and there was well agreement between the predicted and measured values of the all pretreatments with correlation coefficient > 0.95. The pretreatment samples of rice husks and the mixing of materials improve the production of biogas and methane.
ISSN
Online: 1726-6742
Print: 1726-6009
Arabic abstract
في هذه الدراسة، تم طرح جانبين، الأول هو تطبيق المعالجة الفردية والمركبة لمطحون قشور الأرز ومقارنة نتائج الغاز الحيوي في حالة التخمير غير المسبق. الجانب الثاني هو دراسة تأثير نوعين من الخلط، حيث تم خلط قشور الأرز مع سيقان البامية بثلاث نسب ومقارنة النتائج مع خلط قشور الأرز وسيقان البامية بشكل منفصل. الحالة الأخرى هي خلط فضلات النعام وفضلات الأبقار بثلاث نسب ومقارنة نتائج الغاز الحيوي مع نتائج خلط قشور الأرز مع فضلات النعام وفضلات الأبقار بشكل منفصل.

تم تنفيذ الدراسة باستخدام عشرة مفاعلات، حيث تم في الدراسة تطبيق تقنية التخمير الدفعي. استخدمت المعالجة المسبقة للمواد الخام، حيث تم تطبيق المعالجة الحرارية المائية على مطحون قشور الأرز باستخدام بخار الماء عند درجة حرارة معينة ومعالجتها كيميائيًا بمادة الأكسدة المؤكسدة بتركيز 50% (v/v) ومفاعلة كيميائية مع بيروكسيد الهيدروجين. كما تم استخدام المخلفات العضوية للكتلة الحيوية.

أوضحت النتائج أن زيادة إنتاج الغاز الحيوي كانت بنسبة 5.42%، 48.05%، و59.07% عند استخدام التحلل الحراري المائي، والأكسدة الكيميائية، والمعالجة المركبة على التوالي. بالنسبة لحالة الخلط، كانت النسبة 25:75 (قشور الأرز: سيقان البامية) هي الأفضل من حيث إنتاج الغاز الحيوي. أما بالنسبة لحالة خلط فضلات النعام وسماد الأبقار، فقد كانت النسبة 75:25 هي الأفضل من حيث إنتاج الغاز الحيوي.

تم تطبيق نموذج modified Gompertz model، وكان هناك توافق بين النتائج المتوقعة والنتائج المقاسة بمعامل ارتباط 0.95. كما تم تحليل كتلة الغاز الحيوي وغاز الميثان ومقارنة التنبؤات عبر النموذج على المعالجات، وكذلك خلط المواد العضوية في تحسين الإنتاج.

Category
Journal articles