روند توسعه بیوگاز و جایگاه آن در جهان

بیوگاز
۱۴ بهمن
0

روند توسعه بیوگاز و جایگاه آن در جهان

تصفیه بیولوژیکی به عنوان بعترین انتخاب تصفیه برای مواد آلی دارای مقدار کالری پایین در مواد زائد جامد شهری پذیرفته شده است. روش تصفیه بیولوژیکی شامل کمپوست هوازی و هضم بی هوازی می باشد.
عمید مرندی- مهین دخت دهدشتیان دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال
سرزمین ایران از گذشته های بسیار دور در به کار بردن فنون گوناگون استحصال انرژی همچون آسیابها، بادگیرها و چندین نمونه بارز دیگر جزو ملل بنیان گذار در این زمینه بوده و امروزه نیز به دلیل منابع عظیم نفت و گاز دارای شهرت جهانی می باشد.
در بین انرژی های تجدید پذیر ذکر شده بیوگاز به دلیل غنی بودن از متان که نتیجه تخمیر مواد آلی می باشد و وجه تمایزش از دیگر منابع تجدید پذیر که ۴ جنبه اصلی تولید انرژی ، سالم سازی محیط زیست، تهیه کود غنی و استفاده از مواد اولیه را در بر می گیرد. مورد توجه کارشناسان قرار گرفته است.
سروش کلانتری میبدی- شهناز دانش- سید هادی ابراهیمی- وحیده حیدریان
دانشگاه فردوسی مشهد-دانشکده مهندسی- گروه مهندسی عمران
سالیانه حجم انبوه و متنوعی از پسماند ها در کشتارگاههای صنعتی دام و احشام تولید می شود که با توجه به منشا آلی ضایعات ، تجزیه ی هوازی آنها دئر محیط موجب تولید بوی نامطبوع و آلودگی های زیست محیطی بسیار می گردد. از جمله این پسماندها می توان به فضولات احشام نگهداری شده، محتویات شکمبه و روده، خون، بافتهای چربی و گوشت های اضافه، استخوانها، موهای دلم و فاضلاب تولید شده از شستشوی محصولات اشاره داشت.
سوسن ایمانی چگنی- مرتضی الماسی- هوشنگ بهرامی
با افزایش تولیدات کشاورزی انواع مختلف فرآورده های جانبی کشاورزی، ضایعات و باقی مانده مواد نیز در دسترس قرار می گیرند که شامل بقایای مختلف مواد فرآوری شده جانبی، ضایعات دامی و گیاهی می باشند. انبوهی از این مواد بدون استفاده می باشند که رفع آنها مشکل بوده و سبب آلودگی محیط زیست می شوند.
در این میان توجه به ضایعات تولیدات دامی و طیور که حاوی مواد آلی هستند و بخش عمده ای از مواد زائد کشاورزی را به خود اختصاص داده اند. از اهمیت خاص برخوردار است. از این مواد می توان برای کود، کمپوست، غذای دام و تامین انرژی استفاده کرد. از طرفی در اکثر روستاها خانواده ها ،انرژی گرمایی خود ، خانواده و واحد دامپروری را از طریق انرژی فسیلی کسب می کنند و نیز سوزاندن چوب درختان جنگل ها و مراتع یکی دیگر از راههای تامین انرژی در روستاها می باشد که این عمل علاوه بر اینکه موجب عریان شدن مراتع و جنگل ها می شود. باعث فرسایش خاک نیز می گردد و اگر این روند همچنان ادامه پیدا کند ، تجاوزی به حقوق حیوانات و جانوران و انسان ها می باشد و در واقع چیزی به مفهوم توسعه پایدار وجود نخواهد داشت. بنابراین بازیافت و استفاده مجدد از ضایعات و مواد زائد کشاورزی علاوه بر کاهش هزینه ها ، موجب تامین انرژی و جلوگیری از آلودگی زیست محیطی و در نهایت توسعه پایدار خواهد شد.
جواد نصیری، کارشناس ارشد مکانیک

 

برای دانلود فایل اصلی این مقاله ۱۶۰ صفحه ای لطفا از پایین همین مطلب و از باکس دانلود استفاده کنید

سالانه میلیونها تن زباله و لجن فاضلاب در سطح جهان تولید و امحاء می شود و کشورها و حتی شهرهای مختلف هر یک به شیوه هایی موضوع را مدیریت می کنند. در ایلات متحده آمریکا و آمریکای شمالی سیاست اصلی بر بازیافت پسماندهای خشک ارزشمند، کمپوست ، دفن و تولید انرژی از آن استوار است. در جامعه اروپا و ژاپن سیاست اصلی بر بازیافت پسماندهای خشک ارزشمند کمپوست – زباله سوز و تولید انرژی از ان استوار بوده و دفن پسماند های قابل بازیافت (مواد و انرژی) ممنوع می باشد. در سایر کشورهای جهان حسب مورد، ترکیبات مختلفی از شیوه های مدیریت نظیر بازیافت، دفن و زباله سوزی استفاده می گردد. در حال حاضر اغلب کشورهای جهان برنامه های خود را در راستای سیاست ۴R برگزیده و آن را بسط و توسعه می دهند.
مدیران شهری به دنبال بهبود سیستم مدیریتی ، کاهش سریع حجم زباله (با کاهش تولید پسماند ، استفاده مجدد، بازیافت مواد و انرژی)، کاهش هزینه های پردازش و دفع زباله ، از بین بردن خطر آلودگی آبهای سطحی، کاهش بو، کم کردن میزان گازهای گلخانه ای ، کاهش میزان آلاینده های هوا و خاک ، از بین برون زیستگاه جانوران موذی و کاهش نیاز به زمین برای دفن و … با یک هزینه ی بهینه از یک طرف و ایجاد ارزش افزوده و ایجاد درآمد برای مدیریت پسماند طرف دیگر می باشد. همچنین با توجه به اینکه تاسیسات مدیریت پسماندها خود از استفاده کنندگان انرژی هستند. تولید انرزی در محل باعث کاهش تلفات شبکه ی برق شده و به سیستم انرژی الکتریکی کمک شایانی می کند.
مهیار عادلی گیلانی، فیروزه سوری
پیشرفت شگرف علم و فناوری در جهان امروز، آسایش و رفاه زندگی بشر را موجب شده اما جهان را با بحران های جدی زیست محیطی و انرژی مواجه ساخته است. به گونه ای که این بحران ها نه تنها تهدیدی برای کیفیت زندگی جوامع بشری به شمار می روند، بلکه ادامهی روند کنونی حیات بشر را با خطری مواجه خواهد ساخت.
بحران انرژی، حاصل وابستگی شدید جوامع به منابع انرژی فسیلی و روند رو به رشد مصرف سالانه ی انرژی است. ادامه ی روند کنونی مصرف انرژی ، اتمام منابع فسیلی را به دنبال خواهد داشت که تهدیدی برای اقتصاد کشورهای صادر کننده است. همچنین، نسل های آتی را با مشکل جدی تامین انرژی مواجه خواهد ساخت. گرچه کشور ما از موهبت برخورداری از منابع غنی نفت و گاز بهره مند است. اما نباید فراموش کرد که این منابع محدود ، سرمایه های ملی ما بوده و ملزم به حفظ آنها برای نسل های آتی هستیم.
یکی از سیوه های مورد استفاده در تصفیه و بازیافت ضایعات آلی و فاضلاب تولید شده در جوامع انسانی، استفاده از فناوری بیوگاز است. استفاده از این شیوه علاوه بر حل بسیاری از معضلات زیست محیطی ، به عنوان یک منبع انرژی پاک ، قادر به تامین بخشی از نیاز انرژی جامعه خواهد بود.
هدف از این نوشتار بررسی استفاده از فناوری بیوگاز برای تامین بخشی از انرژی مصرفی جوامع روستایی کشور از یک منبع انرژی ارزان قیمت و حل مشکلات زیست محیطی ناشی از عدم مدیریت صحیح جمع آوری و دفع فاضلات و فضولات روستایی است .
امین احمد پور- داوود عباس پور- محمدرضا جاویدفر
بیوگاز حاصله می تواند برای تولید حرارت ، آب گرم، الکتریسیته (با قیمت ارزان تر) از سایر سوختهایی همانند گاز طبیعی- پروپان و نفت سیاه به کار می رود. البته حتی در صورت عملی نبودن بازیابی انرژی بیوگاز، این سیستم در کنترل بو، به شرق موثر می باشد سوزاندن و یا استفاده از بیوگاز می تواند باعث کاهش اثرات سوختهای فسیلی مرسوم می گردد. تولید متان از هاضم های بی هوازی باعث ایجاد شرکت های تعاونی تولید برق روستایی می شود که منبع انرژی آن، دوستار طبیعت می باشد. این شرکت ها برق تولیدی خود را به افرادی که متقاضی برق تولید شده با منابع تجدید پذیر هستند می فروشند. بیوگاز همچنین می تواند به عنوان یک منبع انرژی روستایی برای کمک در برق تولید و توزیع شده توسط سایر روشهای تولید برق مفید باشد.
مهمترین هدف از تشکیل حوزه های دفت زباله شهری و جمع آوری بیوگاز تولیدی آنها، جلوگیری از تصاعد گازهای گلخانه ای مانند متان و نیز استفاده از انرژی تجدید پذیر موجود در بیوگاز آن می باشد. امروزه در اغلب کشورهای جهان دفن زباله به علت ارزان بودن، نسبت به دیگر روش های موجود مانند سوزاندن زباله و یا تبدیل آن به کود و غیره ، ترجیح داده می شود. اما در گذشته مقررات خاصی در مورد مکان دفن زباله ها وضع نشده بود و لندفیل ها مکانهایی بد بو و بدون پوشش بودند که معضلات زیست محیطی فراوانی ایجاد می کردند. با پیشرفت روز افزون شهر ها و کشورها و به دنبال آن افزایش نرخ تولید زباله شهری ، مقررات خاصی توسط آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا در مورد تشکیل لندفیل ها وضع گردید.
امین امرائی۱، فرید امرائی۲، امین امرائی۳
زیست توده (بیوماس) و بیوگاز حاصل از آن ، یکی از انواع انرژی است که می تواند از زباله یا کشت گیاهان مخصوص به دست آید و می توان جانشین بخشی دیگر از انواع انرژی شود.
بیوماس به مواد بیولوژیکی (گیاهی و حیوانی) مرده یا زنده گفته می شود که هنوز کاملا تجزیه و یا تخمیر نشده باشند. از تخمیر بیوماس گاز مرداب یا بیوگاز تولید می شود. بیوگاز یا گاز مرداب مخلوطی است قابل اشتعال که در اثر تخمیر مواد آلی در یک دمای معین و PH مشخص در شرایط غیر هوازی توسط میکروب ها به وجود می آید. گاز مرداب از حدود ۶۰ الی ۷۰ درصد گاز متان و اکسیدهای کربن، هیدروژن سولفید ، نیتروژن و هیدروژن تشکیل شده است.
اغلب مواد آلی در شرایط مناسب و دور از اکسیژن در مجاورت میکرو ارگانیسم های خاصی تخمیر شده و گاز متان (ch4) تولید می کنند. همچنین تخمیر مواد زائد کشاورزی و دامی در شرایط غیر هوازی، گازی تولید می کنند که اصطلاحا آن را بیوگاز می نامند. استفاده از سیستم بیوگاز در اغلب کشورهای جنوب شرقی آسیا که با مشکل سوخت فسیلی مواجه هستند وجود دارد. از این سیستم برای سه منظور استفاده می شوند. تولید انرژی برای روستاها با قیمت ارزان بهسازی محیط زیست و جلوگیری از آلودگی آن و تهیه کود حیوانی غنی تر برای کشاورزی
سید علی اکبر موسویان- مهرداد جوادی- محمد میرزایی- امین غلامی
به طور کلی زباله هایی که منشا زیستی داشته باشند و از تکثیر سلولی پدید آمده باشد بیوماس نامیده می شود . به عنوان نمونه می توان به ضایعات کشاورزی ، زباله های شهری، فاضلاب های شهری، بسیاری از فاضلاب های صنعتی و فضولات دامی اشاره نمود.
بیوماس بزرگترین منبع بالقوه انرژی تجدید پذیر می باشد. فراوانی مناسب ، دسترسی آسان و مزایای اقتصادی، زیست محیطی باعث شده است که زیست توده جایگاه مناسبی را در میان انرژی های نو در جهان داشته باشد.
بر مبنای آخرین آمار ارائه شده(۲۰۰۹م) کشورهای برتر تولید کننده انرژی از منابع زیست توده عبارتند از: آمریکا- برزیل- فیلیپین- آلمان- سوئد و فنلاند.
زیست توده در تولید سرما، سوخت های مورد نیاز برای حمل و نقل انرژی الکتریکی نیز استفاده دارد. مجموع تولید انرژی الکتریکی در پایان سال (۲۰۰۷م) از منابع زیست توده در کل کشورهای جهان به حدود بیش از ۵۲ گیگاوات تولید انرژی الکتریکی با رشدی برابر ۲ گیگاوات نسبت به سال (۲۰۰۸) بالغ گردیده است.
بر اساس بررسی های صورت گرفته توسط وزارت نیرو در سال (۲۰۰۲م) پتانسیل منابع زیست توده کشور به میزان ۱۳۲ میلیون بشکه معادل نفت خام محاسبه گردیده که زائدات کشاورزی – جنگلی- فضولات دامی- زباله های شهری پسماندهای صنایع و قاضلاب ها به ترتیب اولویت قرار دارند. موسسهDLR آلمان نیز پتانسیل اقتصادی زیست توده برای تولید برق را تا سال (۲۰۵۰م) به میزان (۳۵۰۰) مگاوات محاسبه و ارائه نموده است.
بیوگاز: به گازهای تولید شده در اثر تخمیر و تجزیه بی هوازی مواد آلی به وسیله ی باکتری های بی هوازی به ویژه متان زا که در یک محفظه تخمیر به وجود می آیند اطلاق می شود.
بیوگاز سوخت تخمیری است که ایجاد آلودگی زیست محیطی نمی کند. و در حال حاضر بیوگاز به عنوان یکی از منابع عمده ی تامین انرژی در دنیا مطرح است و این گاز را هم به طور مستقیم در تامین انرژی حرارتی و روشنایی و هم به عنوان یک گزینه مناسب برای استفاده در مولدهای احتراق داخلی، میکروتوربین ها، پیل های سوختی و … جهت تولید برق مورد استفاده قرار می دهند.
انواع اصلی دستگاههای بیوگاز عبارتند از:
۱) دستگاههای بیوگاز با مخزن شناور که به نوع هندی معروف هستند. در این دستگاهها مخزن گاز به طور مستقیم درون پساب مخزن هاضم شناور است. این دستگاهها معمولا برای هضم فضولات دامی و انسانی که روزانه به درون دستگاه هاضم وارد می گردند، ساخته می شوند و نحوه کار با این دستگاه ها ساده است. در سقف محفظه جمع آوری گاز، شیر برداشت نصب شده و تا محل لوله کشی می شود. هزینه ساخت این نوع سیستم ۴۰% بیشتر از سیستم چینی می باشد.
۲) دستگاههای با مخزن گنبدی ثابت به نوع چینی معروف هستند و گاز در آنها در بالا ترین قسمت مخزن هاضم جمع می گردد زمانی که تولید گاز آغاز می گردد پساب موجود در مخزن هاضم به سوی حوضچه خروجی جابه جا می شود و هرچه میزان گاز تولیدی بیشتر شود، فشار آن در مخزن افزایش می یابد.
مهدی ضیائی، فاطمه حاجی زاده : عضو هیئت علمی دانشگاه بیرجند
یکی از مناسب ترین انرژی های تجدید پذیر که از زمان های بسیار گذشته مورد استفاده بوده و علاوه بر تجدید پذیر بودن با محیط زیست نیز سازگار می باشد، انرژی بیوماس یا بیوگاز می باشد.
انرژی بیوماس در میان انرژی های تجدید پذیر مقام نخست را در عرضه انرژی جهان دارا می باشد. به گون های که در سال ۲۰۰۰ بیش از ۱۰ درصد عرضه انرژی از منابع زیست توده تامین گردیده است.
در زمینه تولید برق از منابع تحدید شونده ، بیوماس پس از انرژی آب در جایگاه دوم قرار دارد و در سال (۲۰۰۰) حدود ۶ درصد سهم جهانی را به خود اختصاص دارده است.
کاربرد بیوگاز: تکنولوژی بیوگاز به دلیل کارایی ، برای کشاورزی بسیار نوید دهنده می باشد. مواد زائدی که قبلا مورد استفاده قرار نمی گرفتند، در حال حاضر به عنوان یک منبع انرژی تبدیل می شوند. بیوگاز در فرآیند بی هوازی توسط میکرو ارگانیسمها تولید می شوند که این فرآیند هضم بی هوازی نامیده می شود. در اصل بستری شامل کود حیوانی، زباله های صنعتی یا چمن مخلوط شده توسط سیستمی به هم زده می شود. سپس به درون ظرف تخمیر آورده می شود. در ظرف تخمیر بدون اکسیژن ، باکتری ها شروع به ویران کردن مواد آلی می کنند. این فرآیند که متشکل از چندین مرحله است، در ابتدا حجم مواد آلی کاهش می یابد سپس اسیدی شده و در نهایت متانوژنیزه می شود. که در آن باکتری های تولید متان از ماده مرحله قبل متان تولید می کند. علاوه بر متان، محصول این روند دی اکسید کربن و همچنین مقدار کمتری، نیتروژن، اکسیژن و هیدروژن سولفید می باشد. اینها ترکیبات اصلی بیوگاز هستند.

 

برای دانلود فایل اصلی مقاله که ۱۶۰ صفحه می باشد، لطفا از باکس زیر استفاده کنید

 

عنوان فایل:biyoogaz
تعداد دانلود:84
حجم فایل:573.0 KiB
زبان:Farsi
دسته:مقالات علمی
جواز:رایگان
تعداد صفحات:160
تاریخ:۱۳۹۴-۱۱-۱۴

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*

code