إنتاج الغاز الحيوي من القمامة والفضلات

سنتعرف على إنتاج الغاز الحيوي من القمامة والنفايات بالتفصيل على موقعنا، حيث أن الغاز الحيوي هو نوع من الوقود الحيوي الذي يتكون نتيجة تحلل المواد العضوية أثناء غياب الأكسجين، وسنشرح ل لكم من خلال مقالنا كيفية إنتاج الغاز الحيوي من القمامة والنفايات.

مكونات الغاز الحيوي

يستخدم الغاز الحيوي كوقود حيوي ويتكون من مجموعة غازات بنسب معينة حسب ظروف عملية التخمر. وهذه الغازات التي تدخل في تكوين الغاز الحيوي هي كما يلي:

• غاز الميثان (CH4) (50-75%).
• غاز النيتروجين (N2) (0-10%).
• غاز ثاني أكسيد الكربون (25-50%).
• غاز الهيدروجين H2 (0-1%).
• غاز الأكسجين O2 (0%).
• غاز كبريتيد الهيدروجين (H2S) (0-3%).

إنتاج الغاز الحيوي من النفايات والنفايات

يتطلب إنتاج الغاز الحيوي من القمامة والنفايات توفير بعض المواد الخام وبعض التقنيات اللازمة لإتمام عملية الإنتاج. وهذه المواد والتقنيات هي كما يلي:

1_ المواد الخام

يتطلب إنتاج الغاز الحيوي توفير بعض أنواع المواد الخام كما يلي:

• النفايات الحيوانية مثل روث الأبقار والماشية.
• النفايات النباتية مثل القش والمخلفات النباتية وخشب القطن ونشا الذرة ونحل القطب (المصاص) وقش الأرز وغيرها من النفايات.
• النفايات البشرية مثل القمامة، ومخلفات المطبخ، ومخلفات الطعام.
• النفايات الصناعية مثل مخلفات شركات الأغذية ومصانع الألبان.
• ويتم حرق النفايات الأخرى، مثل الأعشاب الضارة وزهرة الماء، لاستخدامها في صناعة الأسمدة التي تستخدم في إنتاج الغاز الحيوي.
• 10% ماء جير في حالة ظهور أي نوع من الأحماض.

هناك بعض المواد التي يمنع استخدامها لضمان نجاح عملية إنتاج الغاز الحيوي، ومنها:

• الزيوت أو أي نوع من الشحوم.
• أنواع الأحماض القوية.
• أي نوع من الملح.
• خشب الأشجار .
• المواد غير العضوية.
• المعدن أو البلاستيك أو الزجاج.
• جميع أنواع المشتقات البترولية.

2_ التقنيات اللازمة

ويتطلب إنتاج الغاز الحيوي توفير بعض التقنيات وأهمها الخزان. ولذلك يجب توفير خزانين الأول لوضع القمامة أو النفايات والثاني لإنتاج الغاز الحيوي. تنقسم أنواع الخزانات إلى نوعين على النحو التالي:

1_ خزان عائم

ويتكون النظام الهندي أو ما يعرف بالخزان العائم من خزانين من البلاستيك أو المعدن. تركيب هذا النظام هو كما يلي:

• الخزان العلوي مفتوح من الجانب السفلي، ويتم إنتاج الغاز الحيوي بداخله، وهو حر الحركة حتى يتمكن من تجميع الغاز.
• يتم فتح الخزان السفلي من الأعلى ويتم وضع النفايات أو القمامة فيه.
• يرتبط الخزانان ببعضهما البعض من خلال الثقوب.

2_ الخزان ذو القبة الثابتة

ويعد النظام الصيني، أو ما يعرف بالدبابة ذات القبة الثابتة، أكبر من النظام الهندي. وهو عبارة عن خزان واحد فقط مصنوع من الأسمنت ومحكم الغلق. يتم تجميع الغاز داخل القبة ويتم تخزين النفايات داخل البالونات المتصلة بالقبة.

وصف عملية إنتاج الغاز الحيوي من القمامة والنفايات

تتم عملية إنتاج الغاز الحيوي داخل الخزانات على مراحل مرتبة على النحو التالي:

• في البداية، يتم تخزين القمامة والنفايات في الخزان حتى تتم عملية المعالجة.
• يتم بعد ذلك نقل النفايات إلى آلة طحن لتحويلها إلى جزيئات صغيرة يبلغ قطرها من 5 إلى 10 ملم.
• القيام بعملية التخمير اللاهوائي للنفايات والتي تتمثل في إدخال المفاعلات المختلطة تحت درجات حرارة مناسبة.

عملية التخمير اللاهوائي

تعمل بعض أنواع البكتيريا اللاهوائية الموجودة في النفايات على تحلل المواد العضوية إلى مركبات أبسط، وذلك على النحو التالي:

• تتحلل الكربوهيدرات إلى سكريات بسيطة.
• تحلل الدهون إلى بروتينات.
• تتحلل البروتينات إلى أحماض أمينية.
• تحلل الأحماض الأمينية إلى هيدروجين وأمونيا وأحماض عضوية.
• تحلل الأحماض العضوية إلى حمض الأسيتيك.
• بكتيريا ميثانوجينية وظيفتها تحلل المكونات المتكونة نتيجة التحلل اللاهوائي إلى ثاني أكسيد الكربون وغاز الميثان.

العوامل المؤثرة على إنتاج الغاز الحيوي

يتم التحكم في عملية إنتاج الغاز الحيوي من خلال عدد من العوامل، وهي كما يلي:

1_درجة الحرارة

يجب أن تكون درجة الحرارة مناسبة لنوع البكتيريا المتخمرة. تتراوح درجة الحرارة المثالية بين 30-38 درجة مئوية، ومتوسط ​​درجة الحرارة بين 20-45 درجة مئوية. تختلف درجات الحرارة حسب نوع البكتيريا كما يلي:

• البكتيريا التي تحب درجات الحرارة المتوسطة أو المرتفعة متوسط ​​درجة حرارتها بين 49-57 درجة مئوية وأقصى درجة حرارة 70 درجة مئوية.
• بالنسبة للبكتيريا المحبة للبرودة، درجة الحرارة المثلى هي 20 درجة مئوية، لكن في هذه الحالة يكون إنتاج الغاز منخفضاً، حيث يتراوح بين 20%-30%.

2_ مستوى الرقم الهيدروجيني

يتراوح الرقم الهيدروجيني المناسب لمعظم أنواع البكتيريا بين PH6 وPH8، مما يعني أن الوسط قلوي قليلاً.

فوائد الغاز الحيوي

تهتم الكثير من الدول بعملية إنتاج الغاز الحيوي من النفايات والنفايات نظراً لفوائد الغاز الحيوي، وتتمثل هذه الفوائد فيما يلي:

• مصدر للطاقة الرخيصة والجيدة.
• يتم استخدامه لتوليد الكهرباء، وتشغيل آلات الري، وطهي المواقد داخل المنازل، وتشغيل أجهزة التدفئة.
• يعتبر من أنواع الأسمدة العضوية لأنه غني بالمواد العضوية المفيدة للنباتات والأراضي الزراعية.
• ويعتبر وسيلة هامة لتخليص البيئة من النفايات والنفايات الملوثة للبيئة.
• يساهم في ترشيد استهلاك المنتجات البترولية والكهرباء.
• الحفاظ على الصحة العامة.
• إنشاء قاعدة لإعادة تدوير النفايات والنفايات التي تؤدي إلى التلوث البيئي.

وفي ختام مقالنا تناولنا كافة المعلومات المتعلقة بعملية إنتاج الغاز الحيوي من القمامة والنفايات وفوائد الغاز الحيوي.