كيف يمكن إنتاج غاز الميثان من مخلفات الصرف الصحي؟ وما تأثيره على ظاهرة الاحتباس الحراري؟ وبما أن النفايات مصدر مهم جداً لتوليد الطاقة، فهذا يساعد في التخلص من النفايات العضوية وحل مشكلة الصرف الصحي. لذلك نتحدث عبر موقعنا عن إنتاج غاز الميثان من مخلفات الصرف الصحي.
محتويات المقالة
إنتاج غاز الميثان من مخلفات الصرف الصحي
وفي الآونة الأخيرة، أصبحت نفايات الصرف الصحي واحدة من أكبر مصادر الطاقة المتجددة. بدأ وزير التنمية المحلية المصري، اللواء عادل لبيب، الخطوات الأولى لمشروع إنتاج غاز الميثان من مخلفات الصرف الصحي، وتم إجراء هذه التجربة بالقرى. وذلك لاستخدامه بدلاً من غاز البوتان.
ويتم إنتاجه من خلال عملية تسمى الهضم اللاهوائي (الخالي من الأكسجين)، في بعض القطاعات الصناعية، مما يجعل جميع أنواع الوقود متاحة من خلال استعادة الطاقة التي لديها الفرصة لاستخدامها في عدة أنواع من هذه النفايات العضوية.
وتعتبر هذه العملية من أنسب الطرق التي يمكن استخدامها لإنتاج غاز الميثان من مخلفات الصرف الصحي. كما أنه يساعد على تقليل مشكلة التلوث. تتم هذه العملية الكيميائية عن طريق تحلل المادة العضوية التي تتكون من عدة عناصر الكربون C والنيتروجين N والأكسجين O الموجودة في مدافن النفايات. تلك النفايات.
تساهم الكائنات الحية الدقيقة، مثل البكتيريا اللاهوائية التي تنتج غاز الميثان، في التخلص من الأكسجين، وبالتالي تحويل المواد العضوية إلى أحماض، ومن ثم إنتاج غاز الميثان إلى جانب غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) الذي يحتوي على نسبة عضوية عالية.
بالإضافة إلى ذلك، تنتج عملية الهضم اللاهوائي كميات متساوية تقريباً من غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون، وعند تعرضه للبروتينات والدهون، يتم إنتاج غاز الميثان بكمية أكبر من ثاني أكسيد الكربون، وبالتالي يمكن حرق غاز الميثان لتوليد الطاقة الكهربائية أو استخدامه في الطبخ في أماكن مختلفة. .
نفايات الصرف الصحي
وبعد دراسة كيفية إنتاج غاز الميثان من مخلفات الصرف الصحي، نرى أن هذه المخلفات تعتبر من أبرز وأهم مصادر تلوث المياه العذبة مثل الأنهار. وذلك لاحتوائها على كمية كبيرة من المواد الكيميائية والكائنات الدقيقة الضارة مثل الفيروسات، بالإضافة إلى بعض المواد السامة غير القابلة للتحلل.
وتنطلق النفايات عن طريق إلقائها في شبكات الصرف الصحي العامة من مياه المستشفيات والفنادق والمطاعم والمنازل أيضاً والعديد من الأماكن التي تستخدم فيها المياه، بالإضافة إلى مياه الأمطار والمياه التي تستخدم لغسل الطرق العامة.
ولذلك يتم تقليل خطورة هذه النفايات من خلال معالجتها، ويتم ذلك من خلال تنقية مياه الصرف الصحي من الشوائب والملوثات والمواد العضوية العالقة بها. وذلك لاستعادة صلاحيتها للاستخدام مرة أخرى أو التخلص منها عبر المجاري المائية وليس الأنهار دون إحداث أي تلوث للمياه.
حقائق عن غاز الميثان
بعد معرفة كيفية إنتاج غاز الميثان من مخلفات الصرف الصحي، نرى أن هناك الكثير من المعلومات المتوفرة حول هذا الغاز، والتي يمكننا توضيحها من خلال ما يلي:
- يصل وزن غاز الميثان إلى 043 جم/مول.
- كثافته حوالي 717 كجم/م3.
- يتحول الميثان إلى غاز عند درجة حرارة 112 K.
- ويوجد في شكل صلب عند درجة حرارة 5 كلفن.
- ويصبح سائلاً عند درجة حرارة أقل من 112 كلفن.
- وهو المكون الأساسي للغاز الطبيعي، حيث تصل نسبته إلى حوالي 90% منه، وهي نسبة كبيرة جداً.
- يتكون الميثان من الهيدروكربونات ومركبات عضوية بسيطة أيضًا.
- إنه عديم اللون وعديم الرائحة.
- وهذا الغاز ليس ساماً، ولكن إذا وصل تركيزه في الهواء إلى نسبة تتراوح بين 5:15% فإنه يصبح قابلاً للانفجار والاشتعال.
- وإذا تواجد في الهواء بنسبة كبيرة فإن ذلك يقلل من نسبة غاز الأكسجين مما يؤدي إلى الشعور بالاختناق وعدم القدرة على التنفس، كما ترتفع درجة حرارة الأرض.
- يعتبر من الغازات الصديقة للبيئة، أي أنه لا يشكل أي خطر على الإنسان أو الصحة العامة.
- ويعد غاز الميثان الناتج عن تخمر النفايات والمخلفات العضوية ومخلفات الدواجن والمواشي من أبرز أنواع الطاقة البديلة المتجددة والآمنة بيئيا.
- تحب البكتيريا المنتجة لهذا الغاز البيئات ذات الحرارة المرتفعة، فكلما ارتفعت درجة الحرارة، زاد تفاعل هذه البكتيريا في إنتاج غاز الميثان.
- وإذا اختلفت الظروف البيئية للكائنات الحية، يتم إنتاج بكتيريا تفضل العيش في درجات ملوحة متفاوتة لتتكيف وتنتج ذلك الغاز.
- يمكن أيضًا العثور على هذه البكتيريا في المياه العذبة أيضًا.
- تتوقف البكتيريا المنتجة للميثان عن العمل عندما تنخفض درجة الحرارة إلى 15 درجة مئوية، ويتم إنتاج الغاز مرة أخرى عند درجة حرارة 100 درجة مئوية.
تأثير إنتاج الميثان على ظاهرة الاحتباس الحراري
ويعد الميثان أحد الغازات التي تلعب دورا هاما في الغلاف الجوي، إذ يؤثر عليه 25 مرة أكثر من ثاني أكسيد الكربون، ويستخدم في عمليات إنتاج المركبات.
يعتبر مفيداً جداً في معالجة النفايات العضوية، حيث يمكن من خلاله الحصول على مركبات يمكن الاستفادة منها. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء بعض الأبحاث على غاز الميثان، وإثبات وجوده خارج الأرض، وذلك من خلال استخدام أجهزة المطياف، بالإضافة إلى إعلان وكالة ناسا عن وجود غاز الميثان على كوكب الأرض. المريخ.
استخدامات غاز الميثان في حياتنا اليومية
هناك العديد من الاستخدامات لهذا الغاز. يتم استخدامه في الحياة بشكل يومي وحياتنا تعتمد عليه بشكل كبير. ويمكننا توضيح أبرز استخداماته من خلال ما يلي:
- يتم استخدامه للحصول على الطاقة من خلال عملية احتراقه، إذ ينتج الكيلوغرام الواحد منه 13300 سعرة حرارية.
- يتم استخدامه لتحضير مركب كيميائي يسمى نيتروميثان. وهو سائل لزج لا رائحة له، يستخدم في صناعة الأدوية الطبية.
- يتم استخدامه في تحضير الغاز الاصطناعي.
- ويحضر منه أسود الكربون الذي يستخدم في أحبار الطباعة ومقوي لمطاط إطارات السيارات.
- يستخدم كوقود للسيارات بسبب وجوده في الغاز الطبيعي.
- ويستخدم في غاز الطبخ بنسبة 90%، بالإضافة إلى الغازات الأخرى.
- يدخل في صناعة حمض الهيدروكلوريك المستخدم في المختبرات.
- ويستخدم غاز الميثان في العديد من الصناعات التي نحتاجها يومياً، مثل النايلون، والبلاستيك، والفورمالدهيد، والكحوليات أيضاً.
- ويستخدم في تحضير المركبات العضوية مثل رابع كلوريد الكربون الذي يستخدم كمذيب أو طفاية حريق، والكلوروفورم.
- ويستخدم هذا الغاز في عملية الاحتراق التي تعتمد على تجفيف منتجات الشركات وإزالة الرطوبة منها وتعقيمها.
- يستخدم في صناعة الأمونيا من خلال دمجها مع الهيدروجين.
- يتم استخدامه لتبريد أو تدفئة المنازل.
- يتم استخدامه في بعض التوربينات الدقيقة لتوليد الكهرباء.
يعتبر غاز الميثان من أهم مصادر الطاقة الآمنة للبيئة. ويمكن استخدامه في العديد من الأشياء، كبديل لغاز البيوتان وكوقود لتوليد الطاقة الحرارية والكهربائية أيضًا. رمزه الكيميائي CH4 ويوجد في الغاز الطبيعي بنسبة كبيرة.