Vpliv dodatka kovinskih nanodelcev na potek anaerobne digestije

diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnje

Neja Menciger Kocbek (Avtor), Andreja Goršek (Mentor), Darja Pečar (Komentor)

Povzetek

Piščančji gnoj, ki mu je običajno dodana žagovina, je zelo pogost živalski odpadek, katerega uporabljajo kot vhodno surovino pri anaerobni digestiji. Dodana žagovina ima lignocelulozno strukturo, ki zavira proizvodnjo bioplina pri procesu anaerobne digestije. Mikroorganizmi namreč ne morejo razgraditi lignina, zato jim je onemogočen dostop do celuloze in hemiceluloze, ki ju med procesom pretvorijo v bioplin oziroma biometan. Ta predstavlja obnovljiv vir energije, ki ga lahko preoblikujemo v toplotno ali električno energijo. Pri anaerobni digestiji gre za transformacijo organskih trdnih odpadkov v energijo. V okviru diplomskega dela smo raziskovali vpliv dodatka Fe2O3 nanodelcev k mešanici surovin za anaerobno digestijo na proizvodnjo bioplina. Po podatkih iz literature dodatek kovinskih nanodelcev poveča proizvodnjo bioplina, saj vzpodbudi rast bakterij, njihovo aktivnost in sintezo ključnih encimov. Med dvajset-dnevnim procesom smo z metodo izpodrivanja vode spremljali proizvodnjo plina in nastali bioplin analizirali s plinsko kromatografijo. Določali smo volumski delež metana v bioplinu. Anaerobno digestijo smo izvedli pri 35 °C in 40 °C in tako preverili tudi vpliv temperature na proizvodnjo bioplina. Ugotovili smo, da dodatek Fe2O3 nanodelcev poveča proizvodnjo bioplina le v zgodnji fazi procesa, nato jo zavira. V reaktorju z dodanimi kovinskimi nanodelci smo pri obeh temperaturah zabeležili manjši volumen bioplina, kot v reaktorju brez nanodelcev. Pri 40 °C je v reaktorju brez nanodelcev nastalo več bioplina kot pri nižji temperaturi, medtem ko je v reaktorju z nanodelci pri 35 °C nastalo več bioplina kot pri 40 °C. Iz rezultatov meritev koncentracij metana v nastalem bioplinu vidimo, da je dodatek Fe2O3 nanodelcev pripomogel k povečanju deleža metana. Pri obeh nastavitvah eksperimenta je koncentracija metana v bioplinu iz reaktorja z dodanimi nanodelci bila precej višja.

Ključne besede

anaerobna digestija;kovinski nanodelci;bioplin;piščančji gnoj;Fe2O3 nanodelci;diplomske naloge;

Podatki

Jezik:	Slovenski jezik
Leto izida:	2023
Tipologija:	2.11 - Diplomsko delo
Organizacija:	UM FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Založnik:	N. Menciger Kocbek]
UDK:	66.098.4:631.861(043.2)
COBISS:	166231299
Št. ogledov:	40
Št. prenosov:	10
Ocena:	0 (0 glasov)
Metapodatki:

Ostali podatki

Sekundarni jezik:	Angleški jezik
Sekundarni naslov:	The influence of metallic nanoparticles addition on the anaerobic digestion process
Sekundarni povzetek:	Chicken manure, usually with sawdust added, is a very common animal waste used as a feedstock for anaerobic digestion. The added sawdust has a lignocellulosic structure, which inhibits biogas production in anaerobic digestion. Micro-organisms cannot break down the lignin, so they are denied access to the cellulose and hemicellulose, which are converted into biogas and biomethane during the process. This is a renewable source of energy that can be reconfigured into thermal or electrical energy. Anaerobic digestion is the transformation of organic solid waste into energy. In this thesis, the influence of the addition of Fe2O3 nanoparticles to the anaerobic digestion feedstock mixture on biogas production was investigated. According to literature data, the addition of metallic nanoparticles enhances biogas production by stimulating bacterial growth, activity and the synthesis of key enzymes. During the 20-day process, gas production was monitored using the water displacement method and the biogas produced was analysed by gas chromatography. The volume fraction of methane in the biogas was determined. Anaerobic digestion was carried out at 35 °C and 40 °C, to determine the effect of temperature on biogas production. We found that the addition of Fe2O3 nanoparticles increases biogas production only in the early phase of the process and then inhibits it. In the reactor with added metal nanoparticles, a lower biogas volume was observed at both temperatures than in the reactor without nanoparticles. At 40 °C, the reactor without nanoparticles produced a higher volume of biogas than at the lower temperature, while the reactor with nanoparticles produced more biogas at 35 °C than at 40 °C. The results of the measurements of the methane concentrations in the biogas produced showed that the addition of Fe2O3 nanoparticles helped to increase the methane fraction. In both experimental set-ups, the methane concentration in the biogas from the reactor with the added nanoparticles was significantly higher.
Sekundarne ključne besede:	anaerobic digestion;metallic nanoparticles;biogas;chicken manure;Fe2O3 nanoparticles;
Vrsta dela (COBISS):	Diplomsko delo/naloga
Komentar na gradivo:	Univ. v Mariboru, Fak. za kemijo in kemijsko tehnologijo
Strani:	1 spletni vir (1 datoteka PDF (VIII, 28 f.))
ID:	19823533