اغلب  مواد آلی در شرایط مناسب و دور از اکسیژن در مجاورت میکروارگانیسم های خاصی تخمیر شده وگاز متان (ch4) تولید می کنند. همچنین تخمیر مواد زائد کشاورزی و دامی درشرایط غیر هوازی ، گازی تولید می کنند که اصطلاحاً آن را بیوگاز می نامند .

استفاده از سیستم بیوگاز دراغلب کشورهای جنوب شرقی آسیا که با مشکل سوخت فسیلی مواجه هستند وجود دارد. از این سیستم برای سه منظور استفاده می شوند: تولید انرزی برای روستاها با قیمت ارزان ، بهسازی محیط زیست وجلو گیری ازآلودگی آن و تهیه کود حیوانی غنی تر برای کشاورزی.

در اغلب روستاهای هندوستان و چین از گاز متان برای پختن غذا وگرمایش استفاده می کنند. از چند سال پیش دولت های هندوستان و چین برای مبارزه با افزایش سریع قیمت نفت وارداتی ، گسترش همه جانبه ای برای تولید گاز بعمل آورده اند .

به طور نظری از فضولات یک گاو می توان مقدار کافی گاز متان برای پختن غذای یک نفر به دست آورد. برای این کار فضولات گاو و آب را به نسبت حجمی 4 به 5 مخلوط می کنند و سپس آن را در دستگاه تولید گاز برای تخمیر می ریزند. پس از عمل تخمیر ،گازمتان از لوله ای خارج گشته و به مصرف پخت و پز می رسد. کشور چین با تقریباً هفت میلیون دستگاه بیوگاز مقام اول را در جهان داراست.

 

پسماند مزرعه ای برای تولید بیوگاز

رشد جمعیت بیش از افزایش منابع غذایی در کشورهای در حال توسعه است . برای واژگون ساختن این روند بحرانی لازم است کشاورزان این کشورها از روش های کشاورزی کارآمدتری بهره گیرند.

برنامه توسعه سازمان  ملل متحد(UNDP) و دانشگاه این سازمان (UNU) مدل زراعی یکپارچه ای را طرح کرده اند. شرکت کنندگان کارگاهی این دانشگاه فرصت یافته اند تا در عمل این مزرعه را مشاهده کنند . پژوهش دهندگان در کشورهای صنعتی، بزرگترین مصرف کننده غلات و کنجاله سویا هستند. 50  درصد از محصول غله جهان به مصرف خوراک دام می رسد .طبق تحقیقات انجام شده این مقدار محصول برای تغذیه 10 میلیارد نفر از مردم جهان ، رقمی که انتظار می رود جمعیت جهان در این مقدار تثبیت شود وکفایت می کند . عده ای طرفدار یک نظام یک پارچه بر پایه ((باز چرخش)) هستند . در این نظام کشاورزی کشورهای در حال توسعه برای تغذیه دام های خود به کشت گیاهان و باز چرخش پسماند های تولید شده می پردازند .این گردش دارای سودهای اقتصادی و بوم شناختی فراوان است. دامداری ها و مرغداری ها، گوشت ، شیر و تخم مرغ فراهم می کنند ، از فضولات حیوانی بیوگاز تولید می شود که برای خوراک پزی ،گرما و روشنایی استفاده می شود پسماند آن به کمپوست و کود حیوانی بدل می گردد.

 

حفظ محیط زیست با تولید بیو گاز

افزایش مواد زائد در جهان اعم از مایع یا جامد و تولید بیوگاز از این مواد ، با توجه به سهولت فناوری و ساخت دستگاه تولید بیوگاز در شرایط غیرهوازی سبب شده است که تولید مصرف آن در بسیاری کشورها به دو صورت (صنعتی وسنتی) مورد توجه قرار گیرد.

در ارتباط با پدیده ی گلخانه ای که مسئله روز جهانی است ، گفته می شود در جهان سالانه حدود 74 میلیون تن گاز متان از فضولات دامپروری و40 میلیون تن از این گاز تنها از زباله های شهری خود به خود تولید می شود و در جو زمین پراکنده می گردد و محیط زیست را آلوده می سازد. جمع آوری این مواد زاید و تولید گاز متان با استفاده ازدستگاه های بیوگاز به خوبی امکان پذیراست.

کشورهای هند و چین در دهه ی 1930 میلادی به طور وسیع به ساخت دستگاه های بیوگاز اقدام نمودند.

در ایران از سال 1353 مطالعات پراکنده ای برای تولید بیوگاز توسط موسسه های تحقیقاتی و دانشگاهی انجام گرفته است که منجر به ساخت دستگاه های بیوگاز شده  است.

 

توسعه بیوگاز در جهان

شروع تحقیقات در زمینه تجزیه مواد عالی در شرایط غیر هوازی به شخصی به نام دیوی در سال 1808 میلادی مربوط می شود. دیوی درآزمایش خود 3/0 لیتر گاز متان از تخمیر فضولات گاوی به دست آورد.

زانگن اولین رساله تحقیقی در زمینه تولید بیوگاز را در سال 1906 به رشته تحریر درآورد. امروزه به وضوح دیده می شود که تجزیه مواد تحت تأثیر آنزیم های مختلف تا حدود الکل و اسیدهای چرب و سپس تولید گاز متان انجام می شود. گاین شاگرد لویی پاستور در سال 1884 از تخمیر یک متر مکعب کود در حرارت 35 درجه سانتیگراد 100 لیتر گاز متان به دست آورد. یکی از پیروان پاستور در سخنرانی خود تأکید کرد که گاز حاصل از تخمیر فضولات دامی منابعی برای سوخت و روشنایی به وجود می آورد. در سال 1899 حدود 60 مزرعه در هلند از گاز طبیعی برای روشنایی و پخت و پز استفاده کردند.  به کاراندازی موتور با استفاده از گاز متان در سال 1907 مورد آزمایش قرار گرفت. در سال 1914 در کشور اندونزی ، یک هلندی مبادرت به تولید گاز متان از خاک اره نمود. بعد از جنگ جهانی اول در انگلستان علاقه به تولید گاز متان از مواد زاید کشاورزی شدت یافت و این علاقه در زمان جنگ جهانی دوم بیشتر شد.

از سال 1904 دانشمندان فرانسوی در آفریقای شمالی تحقیقات زیادی برای تولید گاز متان از مواد زاید انجام دادند. در سال 1951 تخمین زده شد که 1000 دستگاه تولید گاز متان از مواد زاید کشاورزی توسط فرانسویان در فرانسه و آفریقای شمالی مورد استفاده قرار گرفته است.

 

توسعه بیوگاز در ایران

طبق یک بررسی کلی تاکنون حدود 60 دستگاه آزمایشی بیوگاز به شکل های مختلف در ایران ساخته شده و مورد بهره برداری قرار گرفته است. مدت زمان بهره برداری و اینکه چه تعداد از این دستگاه ها در حال بهره برداری است ،  مشخص نیست.

اولین «گوارنده» تولید گاز متان در ایران در روستای نیازآباد استان لرستان در سال 1354 ساخته شده است. این دستگاه با ظرفیت 5 متر مکعب در روز قرار بود با استفاده ار فضولات گاوی روستا ، بیوگاز مصرفی حمام آنجا را تأمین کند. در سال 1359 دو واحد کوچک تولید بیوگاز آزمایشی در دانشگاه بوعلی سینای همدان احداث گردید که از فضولات کشتارگاه و فضولات دامی استفاده می کرد.

دانشگاه صنعتی شریف در سال 1361 یک واحد 3 مترمکعبی بیوگاز را به صورت آزمایشی با فضولات گاوی مورد مطالعه قرار داد. از آن پس معاونت انرژی وزارت نیرو و بخش انرژی های نو سازمان انرژی اتمی ایران در سال های 1361 تا 1365 فعالیت های تحقیقاتی خاصی را در این زمینه انجام داده اند. از آن به بعد 10 واحد بیوگاز توسط معاونت انرژی وزارت نیرو در سیستان و بلوچستان و کردستان ساخته شد.

برنامه استفاده از بیوگاز در قسمت واحد انرژی و عمران  وزارت جهاد کشاورزی مطرح شد و در پی آن مطالعاتی در شهرهای مختلف کشور انجام گرفت که دستاورد آن ایجاد 40 واحد آزمایشی در 9 استان کشور بود.به هر صورت طی سال های اخیر با توسعه تحقیقات علمی در کشور، مطالعات پراکنده ای در زمینه بیوگاز به عمل آمده است و امید می رود با توجه به تجربیات کسب شده ، مراحل بعدی کار نیز به صورت علمی کاربردی ادامه یابد.

                                                                موفق باشید

 

+ نوشته شده در ساعت توسط ميثم شاه محمدي |