الهام زرتابی

دوستدار محیط زیست

بيوگاز توليد انرژي پاك از باقي مانده ها

حتماً نام حمام شيخ بهايي در اصفهان را شنيده ايد، حمامي كه تنها با يك شمع گرم مي ماند و به علاوه آبگرم موردنياز شست و شو نيز از همين شمع تأمين مي شد كه متأسفانه اين حمام اكنون وجود ندارد اما مي توان احتمال داد كه اين حمام سوخت خود را از طريق بيوگاز تأمين مي كرده است؛ دانشي كه اكنون متخصصين علوم زيست محيطي به آن دست يافته اند و روز به روز در حال تكميل و توسعه بيش از پيش اين شاخه از دانش محيط زيست اند.
اكنون در جهان گاز هاي گوناگون و مفيدي براي سوخت وجود دارد كه ۳ نوع از اين گاز ها در زمره پركاربردترين است.
۱- گاز مايع: اين نوع گاز كه از پركاربردترين گاز هاي مصرفي مي باشد جهت استفاده در كپسول هاي گاز خانگي مورد استفاده قرار مي گيرد و دليل اين استفاده نيز تبديل راحت و ساده اين گاز به مايع است. اين نوع از گاز كه مخلوطي از گازهاي پروپان، بوتان، پروپيلن و بوتيلن است در حقيقت مخلوطي از بخش هاي پالايش شده نفت خام است.
۲- گاز طبيعي: اين نوع گاز از دو منبع گاز مستقل و گاز همراه به دست مي آيد.
۳- بيو گاز: گاز حاصل از دفع و انتشار فضولات
* بيو گاز چيست
به مجموعه گازهاي توليدي از هضم و دفع فضولات اعم از انساني ، گياهي و حيواني كه در نتيجه فقدان اكسيژن و فعاليت باكتري هاي غيرهوازي خصوصاً باكتري هاي متان زا در يك محفظه تخمير توليد مي شود بيوگاز گفته مي شود. اين گاز كه نوعي از سوخت نيز به حساب مي آيد داراي ۶۰ درصد متان و ۳۰ درصد دي اكسيد كربن و ۱۰ درصد مخلوطي از هيدروژن، اكسيژن و منواكسيد كربن است. با توجه به تركيب بيوگاز حاصل از هضم فضولات كه در حد قابل ملاحظه اي گاز متان در خود دارد، مي توان اين گاز را به عنوان يكي از انواع گاز هاي سوختي نامگذاري كرده و از آن در توليد گرما و يا حركت استفاده نمود كه درسال هاي اخير به دليل بروز مشكلات و محدوديت هاي استفاده از سوخت هاي فسيلي مانند نفت و گاز و زغال سنگ و غيره ، استفاده از بيوگاز به عنوان جايگزيني مناسب براي اين گونه از سوخت ها بيش از پيش مورد توجه قرار گرفته است.
* مكان توليد بيوگاز
اين گاز در اثر واكنش هاي تجزيه اي بي هوازي ميكرو ارگانيسم هاي زنده در محيط هايي كه داراي مواد آلي مي باشند به وجود مي آيد. به عنوان نمونه مي توان به باتلاق ها و مرداب ها و يا مكان هاي دفن زباله هاي شهري به عنوان مكان هايي كه حاوي مقدار فراواني بيوگاز هستند اشاره كرد.
* گاز متان
همانطور كه ذكر شد تركيب اصلي بيوگاز، گاز متان است كه اين گاز در زمره گازهاي قابل اشتعال محسوب مي شود. متان، گازي است بي رنگ و بي بو كه اگر يك فوت مكعب آن بسوزد، ۲۵۰ كيلوكالري انرژي حرارتي توليد مي شود؛ به علاوه در فرآيند سوختن گاز متان ، گاز منواكسيد كربن كه از جمله گازهاي سمي و خطرناك است توليد نمي شود، بنابراين مي توان بيوگاز را به عنوان سوختي سالم و ايمن در مكان هاي مسكوني مورد استفاده قرار داد.
* دفع مواد زائد
بيوگاز از جمله انرژي هاي تجديد پذير است كه علاوه بر توليد انرژي در توليد كودهاي كشاورزي و افزايش سطح بهداشت جامعه نيز تأثير فراواني دارد؛ به علاوه راه حل بسيار مناسب براي دفع مواد زايد جامد، فاضلاب هاي شهري و صنعتي كه آلوده كننده شديد محيط زيست هستند مي باشد.پس از استحصال بيوگاز خطرات ناشي از اين مواد بشدت كاهش يافته و به علاوه از انرژي حاصله و كود باقيمانده در مصارف صنعتي مي توان استفاده كرد.
* واكنش توليد بيوگاز
اصول هضم فضولات شامل ۲ مرحله اساسي است كه هر مرحله توسط دسته خاصي از ارگانيسم ها انجام مي شود، در مرحله اول مواد پيچيده آلي به تركيب هاي ساده اي تجزيه مي شوند كه اين تجزيه سازي توسط باكتري هاي اسيدسازي كه به سرعت رشد كرده و سريعاً توليد مثل مي كنند، انجام مي شود. درجه حساسيت اين گروه از باكتري ها نسبت به محيط اطرافشان زياد نمي باشد. اين دسته از باكتري ها كه در زمره باكتري هاي اسيدزا به حساب مي آيند، مواد پيچيده را ابتدا با اسيداستيك و اسيد پروپيونيك تبديل مي كنند كه ماحصل اين تبديل به دست آمدن دي اكسيدكربن و آمونياك است و سپس در مرحله بعدي ارگانيسم هاي ذره اي يعني متان سازها، اسيدهاي حاصل را به متان و دي اكسيدكربن توليد مي كنند و بدين ترتيب گاز متان حاصل مي شود. علاوه بر بيوگاز در پايان اين فرآيند بيوماس نيز به دست مي آيد كه به عنوان كود آلي از آنها در كشاورزي استفاده مي كنند.بر اساس محاسبات انجام شده، كود حاصل از ۳ رأس گاو يا چند رأس گوسفند جوابگوي توليد گاز مصرفي هر خانوار در طول يك سال است كه اين ميزان توليد بيوگاز در حدود ۵۰۰ ليتر به ازاي هر كيلوگرم فضولات تجزيه شده است. لازم به ذكر است كه بهره برداري و نگهداري از دستگاه بيوگاز به مهارت خاصي نياز نداشته و هر كس به راحتي مي تواند دستگاه را راه اندازي كرده و از آن استفاده كند.
* بيوگاز و انرژي
بيوگاز حاصل از دفع فضولات گياهي، انساني، حيواني مي تواند براي توليد حرارت، آب گرم و الكتريسيته با قيمتي به مراتب ارزان تر از ساير سوخت هاي فسيلي مانند گاز طبيعي، پروپان و نفت سياه مورد استفاده قرار داد. به علاوه راه اندازي اين سيستم سبب خواهد شد كه بوهاي نامطبوع متصاعد شده از اين گونه از فضولات از بين برود.
توليد متان از هاضم هاي بي هوازي مي تواند كارآفرين نيز باشد و باعث راه اندازي شركت هاي توليد برق هرچند در مقياس كوچك باشد و اين قبيل از شركت ها برق توليدي خود را به فروش برسانند.
* مزاياي بيوگاز
۱- استفاده از بيوگاز كمترين بار آلودگي را به محيط زيست وارد كرده و سبب كاهش آلودگي هاي ناشي از سوخت هاي مصرفي خواهد شد و اين امر به دليل استفاده از مواد زائد جامد و مايع در توليد بيوگاز است.
۲- استفاده از اين گاز سبب صرفه جويي در سوخت هايي مانند چوب، زغال سنگ، نفت و گاز طبيعي شده و به علاوه فضولات حيواني و انساني كه به صورت عادي خطري جدي براي سلامتي انسان به حساب مي آيند را به كودي آلي و بسيار مناسب براي استفاده در كشاورزي تبديل خواهد كرد.
۳- كود حاصل از فرآيند توليد بيوگاز عاري از بوي مشمئزكننده بوده و اكثر انگل ها و عوامل بيماري زا در جريان هضم و انبار كردن تفاله ها و فضولات از بين مي روند به علاوه به دليل بيشتر بودن نيتروژن در كودهاي حاصل از بيوگاز كيفيت اين كود نسبت به ساير كودها بهتر بوده و از كيفيت بالاتري برخوردار است.
۴- از انرژي حاصل از بيوگاز مي توان در مصارف خانگي به عنوان سوختي تميز و مناسب و با صرفه استفاده كرد.
۵- به دليل عدم نياز به قطع منابع طبيعي مانند جنگل ها استفاده از بيوگاز سبب حفظ جنگل ها خواهد شد.
۶- به دليل مستقل بودن از اقليم مورد استفاده، اين سوخت قابليت استفاده در هر شرايط فيزيكي و زماني را دارد و به علاوه سوخت مناسبي به عنوان جايگزين سوخت هاي فسيلي به حساب مي آيد.
۷- سبب جلوگيري از خروج گازها در محل دفن زباله و وارد شدن آنها به هوا، خاك و آب هاي زيرزميني مي شود.
۸- استفاده از تأسيسات بيوگاز، مكمل صنايعي مانند دامداري هاست.
۹- سبب صرفه جويي در مصرف ساير منابع انرژي خواهد شد.
* اقتصاد بيوگاز
با توجه به اين كه اين گاز بر اساس يك روند طبيعي و بدون هيچ گونه هزينه اضافي توليد مي شود، تنها با صرف هزينه اي براي ساخت و تجهيز ايستگاه هاي كنترل و بهره برداري از اين گاز مي توان انرژي حاصل از بيوگاز را در اختيار گرفت اما با توجه به بالابودن نسبي هزينه نصب و راه اندازي چنين ايستگاه هايي ممكن است برخي از سازمان ها و يا ارگان ها حاضر به سرمايه گذاري در خصوص اين امر نباشند.
* ساختار ايستگاه هاي تبديل
در ساختار ايستگاه هاي تبديل بيوگاز مي توان به دو بخش اصلي زير اشاره كرد:
۱- محفظه تخمير
۲- محفظه گاز
* محفظه تخمير
اين محفظه براي نگهداري مواد اوليه و براساس ظرفيت پيشنهادي براي دستگاه طراحي مي شود. مواد مورد استفاده در اين محفظه عموماً بتن و يا مواد قديمي و مستعمل است كه در عمق زمين و يا سطح زمين طراحي و پياده سازي مي شود اما در هر صورت حرارت مناسب براي نگهداري مواد اوليه در محفظه هاي تخمير ۳۰ تا ۳۵ درجه سانتي گراد است.
* محفظه گاز
اين محفظه مخزني است مسدود شده جهت نگهداري گاز كه اكثراً از جنس آهن سفيد ساخته مي شود. اين مخزن مجهز به پيچ فوقاني جهت خروج گاز اضافي و يك دسته هدايت گر به منظور انتقال گاز در مبادي مصرفي است كه دستگاه هاي بيوگاز با توجه به مكان قرارگيري اين محفظه به صورت شناور و يا به صورت جداگانه به دو دسته دستگاه هاي بيوگاز پيوسته و بيوگاز منفرد تقسيم بندي مي شوند كه در هر دو دسته از اين دستگاه ها چهار مرحله عمليات اصلي انجام مي شود.
۱- آماده سازي فضولات براي ورود به محفظه تخمير
۲- عمل تخمير
۳- آماده سازي گازهاي حاصل
۴- آماده سازي مواد جامد خروجي از محفظه تخمير
* بيوگاز و كشورهاي جهان
در كشورهاي اروپاي غربي و جنوب شرقي آسيا فناوري توليد انرژي از بيوگاز بسيار قابل توجه است. در ميان كشورهاي اروپايي به كشور سوئد مي توان اشاره كرد كه در زمره بهترين مصرف كنندگان اين نوع از انرژي در صنعت حمل و نقل به حساب مي آيد و بر طبق پيش بيني هاي انجام شده تا سال ،۲۰۵۰ نزديك به چهل درصد از نيازهاي حمل و نقلي اين كشور از طريق بيوگاز تأمين خواهد شد. اين كشور با توسعه و تكميل ايستگاه هاي توليد بيوگاز هزينه توليد هر متر مكعب از اين انرژي را به ۴‎/۵ كرون رسانده است كه اين مبلغ در حدود هفتاد درصد توليد هزينه هاي بنزين در سوئد است. براساس مطالعات انجام شده در خصوص استفاده از اين نوع از گاز در صنعت حمل و نقل ميزان آلاينده هاي توليدي كشور كه خود دليل اصلي به وجود آمدن گازهاي گلخانه اي به حساب مي آيد نزديك به ۷۵ درصد كاهش خواهد داشت. با توجه به صرفه هاي اقتصادي حاصل از توليد اين گاز مطالعات بيشتري در اين زمينه در كشورمان بي تأثير نخواهد بود و سبب گردش به سوي انرژي هاي تجديدپذير و ارزان قيمت خواهد شد.


منبع روزنامه ايران
+ نوشته شده در  چهارشنبه بیست و دوم مهر 1388ساعت 7:18  توسط الهام   |