بخشی از مقاله
چکیده
زیستگاز عبارت است از ترکیب اشتعالآوری از گازها که در اثر تجزیهی بیهوازی مواد آلی حاصل میشود. این ترکیب شامل 40 تا 70درصد - معمولاً 55 تا 65 درصد - متان، دی اکسیدکربن و ترکیباتی از سایر گازها میباشد. زیستگاز ارزش گرمادهی بالایی دارد و از آن مستقیماً به عنوان سوخت و یا غیرمستقیم برای تولید الکتریسته استفاده میشود. هضم بیهوازی در واقع تخمیر باکتریایی ضایعات مواد آلی در غیاب اکسیژن است. که مزایای متعددی همچون؛ تولید لجن کمتر، انرژی مصرفی کمتر و تولید انرژی قابل توجه میباشد.
هضم بیهوازی در محفظهای به نام هاضم انجام میشود از متداولترین فرایندهای موجود در این هاضمها میتوان به انواع مختلف، شامل بیهوازی کمجامد، بیهوازی جامدبالا، درانکو، کمپوگاز و والورگا اشاره کرد روشهای هضم بیهوازی به عنوان یکی از مهمترین روشهای مدیریت ضایعات جامد شهری میتواند در راستای کمک به ایجاد ساختارهای مورد نیاز برای فراوری و بازیابی مواد جامد به عنوان کود در کشاورزی بکار رود، گاز تولید شده جهت مصرف در نیروگاهها مورد استفاده قرار میگیرد و علاوه بر این به عنوان روشی برای کاهش حجم ضایعات و تبدیل آن به مواد کم خطر و یا بی خطر تلقی میگردد.
مقدمه و هدف زیست گاز و انرژی آن
زیستگاز عبارت است از ترکیب اشتعالآوری از گازها که در اثر تجزیهی بیهوازی مواد آلی حاصل میشود. این ترکیب شامل 40 تا 70درصد - معمولاً 55 تا 65 درصد - متان، دی اکسیدکربن و ترکیباتی از سایر گازها میباشد. زیستگاز ارزش گرمادهی بالایی دارد و از آنمستقیماً به عنوان سوخت و یا غیرمستقیم برای تولید الکتریسته استفاده میشود - . - Abbasi et al., 2012
زیستگاز چیست؟
زمانی که مواد آلی از قبیل غذا، ضایعات کارخانهها، کودهای حیوانی، بخش زیستی و قابل تجزیهی فاضلابها، پسماندهای شهری و غیره در غیاب اکسیژن مورد تجزیه قرار میگیرند، به طور طبیعی گازی را تولید میکنند که شامل 40 تا 70 درصد متان و دی اکسیدکربن و مابقی آثاری از سایر گازها میباشد. این گازها در صورت آتشگرفتن به خوبی سوخته - به عنوان مثال فاقد دوده و یا هر صدای ناهنجار دیگر میباشد - و از این نظر شبیه گاز 1LPG و یا گاز 2CNG میباشند.
این گاز که در اصطلاح زیستگاز نامیده میشود، اصطلاح درستی نیست، چرا که زیستگاز، گازی است که از طریق تجزیه بیهوازی - دیاکسید کربن - و تخریب زیستی حاصل میشوداما. واژه زیست گاز منحصراً به ترکیب شیمیایی CO2 CH4 اطلاق میشود که به وسیله تجزیهی بی- هوازی مواد آلی بدست میآید - . - Abbasi, 2012 زیستگاز ارزش گرمادهی بالایی دارد اما مقدار آن نسبت به LPG و CNG کمتر میباشد - جدول . - 1
زیست گاز
از اوایل سالهای قرن بیستم، کشورهای در حال توسعه،عمدتاً چین و هند، به ارزش زیستگازهای حاصل از کود حیوانی به عنوان منبع انرژی برای مناطق محروم پی بردند. از سال 1950 به بعد، این کشورها اقدامات گستردهای برای افزایش محبوبیت استفاده از کارخانجات زیستگاز انجام دادند. با این حال کشورهای پیشرفته تا اوایل سال 1970 توجه کمی نسبت به استفاده از زیستگاز حاصل از پسماند فاضلابها، کودهای حیوانی و غیره داشتند.
زیرا در کشورهای پیشرفته در آن زمان انرژی ناشی از سوخت فسیلی و سایر منابع رایج علاوه بر ارزان بودن، بهوفور در دسترس بود. عمدتاً زیستگاز حاصل از تجزیه بیهوازی به راحتی شعلهور می- شود و حل مشکل پسابها بر اساس فرآیند بیهوازی نیازمند مصرف انرژی زیادی بود؛ اما هیچ انرژی تولید نمیشد. این شرایط پس از بحران نفتی سال 1969 و 1973 به مرور زمان شروع به تغییر کرد. قبل از اینکه فرایند بیهوازی و یا متان استفاده شود،
تلاشهای گستردهای در این راستا صورت گرفته بود. بعدها چندین راکتور بیهوازی با دور بالا برای جبران کاستی و کمبودهای هاضمهای بیهوازی استفاده شد تا مشکل عمدهی پسابها را از طریق فرایندهای بیهوازی حل و فصل کنند - . - Abbasi, 2012 در این مقاله سعی بر آنست که روشها و فرایند های تولید زیستگاز با ذکر ویژگیها و محل کاربرد آنها معرفی گردد.
هضم بیهوازی1
هضم بیهوازی در واقع تخمیر باکتریایی ضایعات مواد آلی در غیاب اکسیژن است. که مزایای متعددی همچون، تولید لجن کمتر، انرژی مصرفی کمتر و تولید انرژی قابل توجه میباشد . - Ghosh And Poland, 1974; van Staikenburg, 1997 - هضم بیهوازی مواد آلی به طور بنیادی شامل سه فرایند میباشد و آن به این شرح است که در ابتدا بسپار - پلیمر - ها هیدرولیز شده و سپس به صورت اسیدهای چرب فرار کوتاه زنجیر - VFAs - 2 میشوند این اسیدها بعدا به شکل CO2 و CH4 در میآیند. شکل - 1 - این فرآیند را نشان میدهد - . - Sleat And Mah, 2006 عمل تخمیر یا هضم بیهوازی در طی 4 فرایند کلی، سبب تجزیه مواد تجزیه پذیر پیچیده میشود:
-1 مولکولهای پروتئینی بزرگ، چربیها و پلیمرهای کربوهیدرات - از قبیل سلولز و نشاسته - از طریق هیدرولیز به اسیدهای امینه، اسیدهای چرب و قند تبدیل میشود.
-2 این محصولات سپس در طول فرایند تولید اسید تخمیر میشود تا اسیدهای چرب پایدار ، اسیدلاکتیک، پروپیونیک، باتریک، سوسینات و اتانول تشکیل دهد.
-3 در طی فرایند تولید استات، باکتریها مواد حاصل از تخمیر را مصرف میکنند و اسید استیک، دیاکسیدکربن و اکسیژن تولید میکنند.
-4 ریز اندام واره3های متانزا برای تولید متان، استات، هیدروژن و مقداری دیاکسید کربن مصرف میکنند - Rapport,
