رئيس مجلس الإدارة: عبدالمحسن سلامة | رئيس التحرير: أيمن شعيب
السبت 17 نوفمبر 2018

صور| باحث مصرى ينتج ديزل حيوى من الطحالب باستخدام "مياه الصرف الصحى"

23 سبتمبر 2018

تمكن الدكتور حسن على ربيع قناوى –قسم الكمياء الحيوية –زراعة الازهر من انتاج ديزل حيوى من الطحالب الدقيقة باستخدام مياه الصرف الصحى مما يعد قفزة في مجال إنتاج الوقود الحيوي ،وتوفيرللمياه العذبة بالإضافة إلى الاستفادة من مخلفات الإنتاج في صناعة العلف الحيواني، وإنتاج الأسمدة العضوية وبالتالى تقليل تكلفة الإنتاج ، وحماية البيئة من التلوث.

ويقول د/ حسن أن الطحالب الدقيقة تتميز بخصائص تجعل منها مصدرا للنفط البديل وإنتاج وقود الديزل الحيوي، وكذلك مواد وسيطة هامة لإنتاج مختلف انواع الوقود الأخرى مثل الميثان،الإيثانول الحيوي ، فهى ذاتية التغذية ،وتقوم بعملية التمثيل الضوئي، وقادرة على تحويل الجزيئات تحت ظروف الإضاءة وثاني أكسيد الكربون والماء إلى الزيوت والسكريات والبروتينات، وتتميز بسرعة نموها ومحتواها المرتفع نسبيا من الدهون ، ويمكنها العيش في ظروف قاسية مع القليل من المواد المغذية أو حتى بدون أي اهتمام.

د حسن ربيع

ويضيف أن استخدام مياه الصرف الغنية بالمغذيات من مواد عضوية وغير عضوية كوسيلة متنامية لزراعة الطحالب قد يلغي الحاجة إلى الأسمدة ،ويعد في حد ذاته أحد أشكال المعالجة لمياه الصرف الصحي .

وبالتالى فإن زراعة الطحالب في مياه الصرف الصحي يقلل من الاحتياجات المائية النظيفة وانبعاثات الكربون المرتبطة بمعالجة المياه، ويحقق وفورات كبيرة في متطلبات التغذية، مما يجعل إنتاج وقود الديزل الحيوي إلى جانب معالجة مياه الصرف الصحي حلا واعدا للحد من التكاليف الاقتصادية والبيئية.

واشارالى ان الدراسة استخدمت 5عينات تربة و5 أخرى لمياه الصرف الصحى تم الحصول عليها من مناطق مختلفة من البيئة المحلية ، وتم إخضاع العينات لتحليل كامل فيزيائي وكيميائي لتحديد الخصائص الطبيعية ومحتوى كل عينة من العناصر.

و تم عزل الطحالب من عينات التربة ومياه الصرف الصحى وتعريفها ثم تحديد أفضلها فى النمو والأكثر كفاءة فى إنتاج الكتلة الحيوية والدهون وعلى أساس ذلك تم إختيار أربعة سلالات وهى BW1(Chlorella sp.1),، SW3(Chlorella sp.2) ، KW1(Scendesmus),، TW1(Chlamydomonase) ثم زراعتها فى مياه الصرف الصحى من مصدر محدد و حصادها واستخلاص الدهون منها، ثم تحويلها إلى وقود الديزل الحيوى باستخدام تفاعل الأسترة المتبادلة المباشر ثم إخضاع الديزل الحيوى الناتج للتحليل باستخدام جهاز الـGC-MS .

وتم إجراء التحاليل الفيزيائية والكيميائية لعينات مياه الصرف الصحى قبل زراعة الطحالب بها ثم بعد الحصاد لمعرفة أثر نمو الطحالب على خواص مياه الصرف الصحى الطبيعية مثل (المواد الصلبة الذائبة الكلية TDS والتوصيلية والمقاومة والملوحة وقيم الpH والكثافة النوعية) وعلى المكونات الكيميائية مثل كمية المواد الغذائية الاساسية والعناصر الثقيلة.

وبعد تحديد العزلات الطحلبية الأكثر كفائة فى إنتاج الدهون والكتلة الحيوية تم الأنتقال إلى مرحلة إنتاج الديزل الحيوى من العزلات الطحلبية المختارة حيث تم استخدام طريقة الأسترة المتبادلة المباشرة فى إنتاج الديزل الحيوى عن طريق معالجة الكتلة الحيوية الكاملة للطحالب فى الحالتين الرطبة والجافة ، ثم إجراء التحليل لعينات البيوديزل الناتج باستخدام جهاز الGC-MS،

وأظهرت نتائج التحاليل ارتفاع نسبىة البيوديزل الناتج من الكتلة الحيوية الجافة للطحالب عن البيوديزل الناتج من الكتلة الحيوية الرطبة ، وكانت النتائج كالتالى: سجلت السلالة (SW3) (37.28) % من الكتلة الجافة مقابل (10.41)% للكتلة الرطبة ، يليها (BW1) حيث سجلت (34.47)% من الكتلة الجافة مقابل (11.49)% للكتلة الرطبة ، يليها KW1)) حيث سجلت (29.49)% من الكتلة الجافة مقابل (9.32)% للكتلة الرطبة وأقلها كانت العزلة (TW1) حيث سجلت (28.28)% من الكتلة الجافة مقابل (4.76)% للكتلة الرطبة.

التقييم الاقتصادي

وقد اعتمدت الدراسة فى عملية التقييم الاقتصادي على تقدير كمية إنتاج الطحالب من الدهون (كمادة أولية لإنتاج وقود الديزل الحيوي) ، استناداً إلى معيارين هما معدل إنتاج الزيوت وتكاليف الإنتاج ،وذلك على أساس مقارنات بين كمية إنتاج الدهون من العزلات الطحلبية المنتخبة باستخدام مياه الصرف الصحى والوسط الغذائى BG11 المحضر صناعيا ، حيث تم حساب متوسط التكلفة مقدرة بالجنيه لكل كيلوجرام واحد من الدهون الطحلبية باستخدام مياه الصرف، مقارنة مع تكلفة إنتاج كيلوجرام واحد من الدهون الطحلبية الناتجة من استخدام الوسط BG11 .

تم حساب تكلفة المكونات الكيميائية للبيئة الغذائية BG11 اللازمة لمتر مكعب واحد من الماء وكانت (430 جنيها لكل متر مكعب) ، في المقابل تكلفة المتر المكعب من مياه الصرف الصحي (بدون أي إضافات) هي صفر،ومع تجاهل تكاليف الإنتاج الأخرى في كلتا الحالتين .

وقد أوضحت النتائج كما يلي: أنه يمكن الحصول على 1 كيلوجرام دهون طحلبية باستخدام المياه العادمة من (1.75 & 2.04 & 1.63 & 1.62) م3 للعزلات (TW1 & BW1 & KW1 & SW3) على التوالي ، بينما يمكننا الحصول على 1كجم من الدهون الطحلبية من (5.18 & 3.89 & 2.91 & 3.31) م3 عند استخدام الوسط BG11 للعزلات (TW1 & BW1 & KW1 & SW3) على التوالي.

وحيث أن تكلفة البيئة الصناعية BG11 اللازمة لـ 1م3 من المياه العذبة تبلغ حوالي 430 جنيها ، فإن التكلفة التقريبية لإنتاج 1 كيلوغرام من الدهون الطحلبية هي (2227.98 & 1673.15 & 1250.00 & 1423.84) للعزلات (TW1 & BW1 & KW1 & SW3) على التوالي.

الأهمية والبعد البيئى

وبناءا على ذلك يمكننا أن نرى الفرق الكبير في التكلفة في حالة استخدام مياه الصرف الصحي فى زراعة الطحالب لإنتاج وقود الديزل الحيوي،وهو ما يعد قفزة في مجال إنتاج الوقود الحيوي من الطحالب باستخدام مياه الصرف الصحي ، باعتبارها واحدة من مراحل المعالجة .

اجريت الدراسة ضمن رسالة الدكتوراة التى حصل عليها الباحث فى "الفلسفة فى العلوم الزراعية مايو 2018 "تحت اشراف كلا من ا.د احمد الغباشى رئيس قسم الكمياء الحيوية بزراعة الازهر ،وا.د هانى يوسف ،و ا.د محمد الدناصورى بقسم الكمياء الحيوية بزراعة الازهر ، و ا.د سامى الحناوى معهد بحوث البترول .

ديزل حيوى من الطحالب باستخدام مياه الصرف الصحى

ديزل حيوى من الطحالب باستخدام مياه الصرف الصحى
ديزل حيوى من الطحالب باستخدام مياه الصرف الصحى
ديزل حيوى من الطحالب باستخدام مياه الصرف الصحى
ديزل حيوى من الطحالب باستخدام مياه الصرف الصحى
ديزل حيوى من الطحالب باستخدام مياه الصرف الصحى

رابط دائم :

أضف تعليق