فن آوري استخراج بيوگاز از دستگاهاي توليد بيوگاز

[mahdi.adelinasab]

http://www.knowclub.net/paper/?p=353
ويژگي و چگونگي توليد بيوگاز ‏

بيوگاز به نام گاز مرداب نيز شهرت يافته با تركيبي از متان ‏‎(CH4)‎‏ و دي اكسيدكربن ‏‎(CO2)‎‏ و بوي ‏قابل تشخيص مانند تخم مرغ گنديده . سبك تر از هوا مي باشد و طبق مطالعات انجام گرفته در هندوستان آناليز ‏بيوگاز در جدول زير ذكر گرديده كه ميزان درصد گاز متان آن بستگي به دماي هاضم داشته و هر چه دماي هاضم ‏پايين تر باشد درصد متان آن بيشتر و ارزش حرارتي بالاتري دارد ولي ميزان گاز توليد شده كمتر است . بيوگاز ها ‏به دو دسته زير تقسيم مي شوند.‏
‏1.‏ بيوگازهاي با بار آلي ورودي زياد
‏2.‏ بيوگازهايي با بار آلي ورودي کم
دستگاهاي فوق داراي تفاوتهايي در ميزان گاز توليدي، زمان ماند و نحوه راهبري مي باشند.‏

جدول تركيبات بيوگاز

نام گاز​

فرمول​

درصد تركيب​

متان​

CH4​

55 تا 65%​

گازكربنيك​

CO2​

35 تا 45%​

نيتروژن (ازت)​

N2​

0 تا 3%​

هيدروژن​

H2​

0 تا 1%​

اكسيژن​

O2​

0 تا 1%​

هيدروژن سولفوره​

H2S​

0 تا 1%​

دماي احتراق بيوگاز حدود 700 درجه سانتيگراد (دماي احتراق گازوئيل 350 درجه سانتيگراد و نفت و پروپان ‏‏500 درجه سانتيگراد ) و دماي شعله حاصل از آن 870 درجه سانتيگراد است . بيوگاز مانند ساير سوخت هاي ‏گاز قابل احتراق بوده و با نسبت 1- 20 با هوا مخلوط شده و سرعت اشتغال آن بالا مي باشد . ارزش حرارتي آن ‏در حدود 6 كيلووات ساعت بر مترمكعب است (يعني برابر ارزش حرارتي نيم ليتر سوخت گازوئيل) كه در جداول ‏بعدي خواص بيوگاز نسبت به گازهاي سوختي و ساير سوختها مقايسه شده است . فشار لازم و مطلوب براي ‏پخت و پز با بيوگاز بين 5 تا 20 سانتيمتر ستون آب مي باشد . ارزش حرارتي متان خالص در حدود 9000 کيلو ‏کالري بر متر مکعب مي باشد.‏

چگونگي توليد بيوگاز

‏ دستگاههاي بيوگاز در شكل كلي از دو حوضچه ورودي و خروجي و يك مخزن تخمير(هاضم) و يك مخزن گاز ‏تشكيل شده اند كه شرايطي از قبيل آب و هوا ، فرهنگ ، اقتصاد و تكنولوژي باعث وجود اشكال مختلف و ‏مدلهاي گوناگون گرديده است . در تمام اين دستگاهها آب و مواد اوليه در حوضچه ورودي مخلوط شده و از آنجا ‏به مخزن تخمير هدايت شده كه پس از تخمير و توليد گاز با اضافه كردن مواد اوليه به سوي مجراي خروجي و ‏حوضچه خروجي هدايت مي گردند . ‏
اگر دستگاه بيوگاز با دقت كافي و در محل استقرارش درست به كار گرفته شود و بتواند نيازهاي انرژي و كود غني ‏براي كشاورزي توليد كند صاحب آن از داشتن چنين دستگاهي خوشحال مي شود ولي از نظر نوع و چگونگي ‏كاركرد ، دستگاههاي متفاوتي در جهان ساخته شده و مورد بهره برداري قرار گرفته كه توضيح در رابطه تمام موارد ‏از حوصله اين بحث خارج است ولي سه نوع كلي آن كه بيشترين طرفدار و بيشترين مصرف كننده را به خود ‏اختصاص داده ، مورد بحث قرار مي دهيم و بديهي است روش كار و فعاليت بقيه دستگاهها نيز مشابه اينها مي ‏باشد . ‏
‏1.‏ دستگاه بيوگاز با سرپوش شناور كه به مدل هندي معروف است ‏
‏2.‏ دستگاه بيوگاز با مخزن مشترك و ثابت كه به مدل چيني شهرت يافته است ‏
‏3.‏ دستگاه بيوگاز با نسبت طول به عرض زياد که به مدل تايواني شهرت يافته اند.‏
‏4.‏ کمپوست بي هوازي ‏
مواد اوليه بيوگاز پس مانده هاي الي زباله، مواد زائد حيواني، مواد زائد گياهي، فضولات انساني و لجن ‏فاضلاب مي باشد. ‏

 

[mahdi.adelinasab]

واکنشهاي شيميايي و بيولوژيکي بيوگاز

واکنشهاي شيميايي و بيولوژيکي بيوگاز

مرحله اول:‏
در طي اين مرحله مواد آلي پيچيده با وزن ملکولي زياد مانند پروتئين، سلولز و کربوهيدراتها به ملکولهاي ساده ‏تري همچون اسيدهاي آمينه، منوساکاريد و اسيدهاي چرب تبديا مي شوند.‏

مرحله دوم:‏
در طي اين مرحله ترکيبات مونومري با وزن ملکولي کم به ترکيبات واسطه مانند پروپيانات، بوتيرات، فورمات ‏و متانول تبديل مي شوند.‏

مرحله سوم:‏
باکتريهاي استوژنيک تمام ترکيبات فوق را به اسيد استيک، هيدروژن و دي اکسيد کربن تبديل مي کنند.‏

مرحله چهارم:‏
تمام ترکيبات مرحله قبل به متان تبديل مي شوند.‏
کليه مراحل فوق توسط باکتريهاي بي هوازي اختياري به انجام مي رسد به غير از مرحله چهارم که توسط ‏باکتريهاي بي هوازي مطلق انجام مي گيرد.‏
نسبت کربن به ازت در مواد ورودي به راکتور مهم مي باشد که اين نسبت بايستي در حدود 30 – 40 به يک ‏در نظر گرفته شود.‏
به خاطر حساسيت بالاي باکتري هاي متان ساز ساز به ‏PH‏ بايستي ‏PH‏ را در حدود 5/7 الي 7/7 نگهداشت ‏که براي اين عمل مي توان ميزان قليائيت را در حدود 1500 تا 7500 ميلي گرم در ليتر کربنات کلسيم حفظ ‏کرد تا ظرفيت تامپوني خوبي در راکتور ايجاد گردد. در صورتي که ‏PH‏ به کمتر از 5/5 برسد باکتريهاي متان ‏ساز غير فعال مي گردند.‏
ميزان گاز توليدي در حدود 5/0 الي 75/0 متر مکعب به ازاي هر کيلوگرم جامدات فعال هضم شده مي باشد. ‏بطور معمول ميزان بار گزاري راکتور بيوگاز در حدود 6/0 الي 6 کيلوگرم به ازاي هر متر مکعب از فضاي ‏راکتور مي باشد.‏


استفاده از دستگاهاي بيو گاز در تثبيت زباله هاي شهري

هاضم هاي بي هوازي که در تثبيت زباله هاي شهري مورد استفاده قرار مي گيرند به دو دسته زير تقسيم مي ‏شوند:‏

‏1.‏ هاضم هاي بي هوازي با غلظت جامدات پايين ‏‎(low solid anerobic digestion)‎
‏2.‏ هاضم هاي بي هوازي با غلظت جامدات بالا ‏‎(high solid anerobic digestion) ‎
​

Low solid
در اين نوع هاضم غلظت جامدات مواد زائد جامد مورد استفاده 10 الي 4 درصد مي باشد.که براي ‏رسيدن به اين قسمت از لجن فاضلاب استفاده مي شود. ميزان توليد بيوگاز در اين سيستم 5/1 الي 5/2 ‏متر مکعب به ازاي هر متر مکعب حجم راکتور مي باشد که 50 الي 70% بيوگاز را متان تشکيل مي دهد. ‏بطور معمول به ازاي هر کيلوگرم مواد زائد جامد فرار تجزيه شده 25/0 الي 45/0 متر مکعب گاز توليد ‏مي شود و زمان ماند در اين راکتور 20 روز در نظر گرفته مي شود که بسته به درجه حرارت محيط، ‏ميزان بار ورودي و ميزان بار آلي قابل تجزيه تغيير مي کند.‏

High solid
در اين فرايند غلظت جامدات موجود در داخل راکتور 25 الي 35 درصد مي باشد که نمونه اي از اين ‏سيستم تحت عنوان فرايند ‏dranco‏ در بلژيک که مخفف ‏anerobic compost‏ است در حال بهره ‏برداري مي باشددر اين سيستم توليد بيوگاز 5 الي 8 متر مکعب به ازاي هر متر مکعب حجم راکتور مي ‏باشد. که 55% آن متان مي باشد. زمان ماندش 6 الي 20 روز است. توليد 140 الي 200 متر مکعب ‏بيوگاز به ازاي هر تن مواد زائد خام مي کند.‏

محاسبه حجم گاز توليدي در راکتور
براي محاسبه حجم گاز توليدي در راکتور مي بايستي ابتدا فرمول شيميايي مواد زائد و يا فاضلاب ورودي به ‏راکتور را بدست آورد. مواد زائد جامد داراي فرمول عمومي زير مي باشند.‏
Ca Hb Oc Nd
Organic matter CH4 + CO2 + N2 + NH3‎
مي توان در فرمول فوق به جاي مواد آلي مصرفي فرمول کلي ورودي را قرار داد و با استفاده از فرمول زير ‏معادله را موازنه نمود.‏
Ca Hb Oc Nd + (4A-B-2C+3D/4) H2O ( 4A+B-2C-3D/8) CH4+ (4A-‎B+2C+3D/8) CO2 + DNH3‎
در محاسبه ‏‎ ‎ميزان متان توليدي بايد توجه داشت که 60% گاز توليدي متان و 40% آن ‏CO2‎‏ مي باشد. در ‏ضمن چون بخشي از مواد آلي موجود در مواد زائد جامد ورودي به راکتور بيوگاز صرف سنتز بافت سلولي ‏جديد مي گردد. به همين دليل تنها 85% از گاز تئوري محاسبه شده در عمل توليد مي گردد.‏

 

[mahdi.adelinasab]

در اينجا به معرفي سه نوع از مشهورترين و پرکاربرد ترين سيستمهاي بيوگاز مي پردازيم.‏

در اينجا به معرفي سه نوع از مشهورترين و پرکاربرد ترين سيستمهاي بيوگاز مي پردازيم.‏

دستگاه بيوگاز با سرپوش شناور (مدل هندي)
‏
اين دستگاه كه در هند طرفدار زيادي داشته و هزاران دستگاه از اين نوع در هندوستان در حال توليد ‏بيوگاز مي باشند . مواد اوليه از حوضچه ورودي پس از مخلوط با آب به داخل مخزن تخمير كه در داخل زمين ‏قرار دارد هدايت شده و پس از توليد گاز مواد تخمير شده به طرف حوضچه خروجي كه در راستاي حوضچه ‏ورودي قرار گرفته حركت كرده و گاز توليدي در داخل محفظه فلزي گاز كه به صورت معكوس روي دهانه مخزن ‏تخمير قرار گرفته ، جمع آوري مي شود . شماي كلي اين دستگاه مانند شكل زير مي باشد . ‏

حوضچه ورودي

‏ همانطوري كه در شكل بالا نشان داده است . اين حوضچه در سطح فوقاني زمين و در مقابل حوضچه خروجي در ‏طرف ديگر مخزن تخمير ساخته شده و از طريق مجراي ورودي مواد اوليه را كه با آب مخلوط شده به قسمت ‏تحتاني مخزن تخمير انتقال مي دهد و عمل اصلي اين حوضچه مخلوط آب و مواد اوليه است كه اين عمل با دست ‏انجام مي گيرد . اندازه متعادل حوضچه با حالت استوانه اي شكل داراي شعاع ‏cm‏40 و حداكثر ارتفاع ‏cm‏40 ‏است كه در ارتفاعي بالاتر از سطح زمين قرار مي گيرد . ‏

جدول مقايسه خواص گازهاي با بيوگاز

نوع گاز​

هواي مورد نياز m3​

سرعت فشار در هوا cm/s​

وزن مخصوص نسبت به هوا​

ارزش حرارتي​

تركيبات​

درصد​

عناصر​

متان​

5/9​

43​

55%​

94/9​

100​

CH4​

پروپان​

8/23​

57​

56/1​

94/25​

100​

C4Hg​

بوتان​

9/3​

45​

07/2​

02/34​

100​

CH4H10​

گاز طبيعي​

7​

60​

38%​

52/7​

35 و 65​

CH4H2​

گاز شهري​

7/3​

82​

41%​

07/4​

24 و 26 و 50​

CH4O2N2​

بيوگاز​

7/5​

40​

94%​

96/5​

40 و 6​

CH4CO2​

جدول مقايسه بيوگاز با ساير مواد سوختي دستگاه بيوگاز‏

ماده حرارتي​

واحد e​

ارزش حرارتي​

بازده​

ارزش حرارتي خالصkwh/e​

يك متر مكعب بيوگاز e/m3​

كودگاوي​

kg​

5/2​

12%​

3/0​

11/11​

چوب​

kg​

5​

12%​

6/0​

56/5​

زغال​

kg​

8​

25%​

2​

64/1​

زغالسنگ​

kg​

9​

25%​

25/2​

45/1​

بوتان​

kg​

6/13​

60%​

16/8​

4/0​

پروپان​

kg​

9/13​

60%​

34/8​

39/0​

گازوئيل​

kg​

L ليتر​

12​

12​

آشپزي 50%​

موتور 30%​

6​

4​

55/0​

36/0​

برق​

kwh​

1​

روشنايي 9%​

موتور 80%​

9%​

80/0​

2​

79/1​

بيوگاز​

m3​

96/5​

55%​

28/3​

1​

حوضچه خروجي ‏

‏ اين حوضچه در طرف مقابل حوضچه ورودي به نحوي ساخته مي شود تا سطح فوقاني آن هم سطح زمين باشد تا ‏هنگام ورود مواد اوليه از حوضچه ورودي بنا به قوانين فشار مايعات و ظروف مرتبطه مواد تخمير شده از كف ‏مخزن تخمير به طرف مجراي خروجي و حوضچه خروجي هدايت گردد . مجراي خروجي ‏cm‏20 از سطح زمين ‏قرار مي گيرد و مجراي ورودي در 50 سانتيمتري عمق زمين تا مواد تخمير شده پس از ورود مواد اوليه از طريق ‏مجراي خروجي خارج گردد . ‏

 

[mahdi.adelinasab]

البته من نمی دونم کپی پیست از ورد به تاپیک چرا اینطوری میشه.؟!!!!
با این حال ادامه می دم...

 

[mahdi.adelinasab]

ادامه

ادامه

تانك تخمير ‏

‏ تانك تخمير كه به مخزن يا محفظــه تخمير يا ‏digester‏ يا هــاضم معروف است . اساسي ترين قسمت يك ‏دستگاه بيوگاز است . در اين محفظه پس از ورود مواد اوليه و تثبيت درجه حرارت و رطوبت (عدم نفوذ آب) و ‏عدم نفوذ هوا ، تخمير يا تجزيه غيرهوازي توسط باكتريهاي متان زا صورت مي گيرد و بدين ترتيب گاز در اين ‏مخزن توليد مي شود . ساختمان اين مخزن با توجه به شرايط آب و هوايي و امكانات فني و اقتصادي متفاوت است ‏
مثلاً در مناطق سردسير در عمــق زمين قــرار مي گيرد و ديـواره هاي آن عايق بندي مي شود و يا در مناطقي كه ‏باران زا و احتمال نفوذ آب به داخل آن مي باشد بدنه آن را براي جلوگيري از نفوذ آب ، آب بندي و قيراندود مي ‏كنند تا هم مانع نفوذ آب گردد و هم درجه حرارت آن ثابت بماند . مجراهاي ورودي و خروجي در داخل مخزن ‏بايد به طريقي طراحي و اجرا شود تا با ورود مواد جديد ، مواد تخمير شده از كف مخزن به بالاي آن منتقل شده و ‏به داخل حوضچه خروجي هدايت گردد . در بعضي مواقع در داخل مخزن يك همزن نيز تعبيه مي كنند كه اين امر ‏نقش مهمي در توليد گاز دارد . ‏

محفظه گاز

‏ اين محفظه كه محل تجمع گازهاي ايجاد شده ، در اثر تخمير مواد مي باشد ، اصولاً از يك استوانه ته بسته با ورقه ‏هاي فولادي به ضخامت 1 تا 3 ميليمتر ساخته مي شود . سقف آن را به صورت مخروطي مي سازند تا هم مقدار ‏بيشتري گاز در آن ذخيره شود و هم آب باران روي آن جمع آوري نگردد و پوسيدگي ايجاد نكند . در مركز رأس ‏آن يك لوله فلزي را از داخل آن جوشكاري مي كنند تا پايين رفتن و بالا رفتن آن در هنگام مصرف گاز يا توليد ‏گاز كنترل شود . به طــوري كه هرگاه گاز بيشتري توليد شد . محفظــه به طرف بالا حركت مي كند و در روي ‏سرپوش مخزن نيز شيري جهت تخليه گاز نصب مي گردد تا به وسيله باز و بسته كردن آن گاز به طرف محل ‏مصرف هدايت گردد . مخزن گاز بايد زنگ زدايي شده و پوشش رنگ از بروز زنگ زدگي در آن جلوگيري شود و ‏همواره سطوح داخلي و خارجي آن از نظر زنگ زدگي كنترل شود . ‏
قسمت هاي اصلي بيوگاز با مخزن شناور را مواردي كه در بالا ذكر شد ، تشكيل مي دهد كه بايد در ساخت آن ‏كليه نكات ايمني را از لحاظ ساخت دستگاه ، عدم نفوذ آب و هوا ، عدم نشت گاز ، به كار بردن مصالح خوب و ‏‏… رعايت كرد تا دستگاهي مطمئن داشته باشيم . امروزه با رشد تكنولوژي ، توليد اين دستگاهها نيز دچار تغييرات ‏اساسي گرديده و در بعضي جاها مخزن گاز را به وسيله حائل هايي كنترل كرده و يا اطراف آن را با توري مي ‏پوشانند تا جانوران و حيوانات در داخل آن نيفتند ولي اساس كار آن و قسمتهاي اصلي و مورد نياز مواردي است ‏كه در بالا ذكر شده است و قطعات ديگر براي ايمني و بهره برداري بيشتر به آن اضافه شده است . ‏
دستگاه بيوگاز با سرپوش گاز و مخزن تخميري به صورت واحد و با حجم ثابت (مدل چيني) ‏
با توجه به اينكه چيني ها مبتكر اوليه اين دستگاه مي باشند به مدل چيني مشهور شده و به صورت مخزن گنبدي ‏شكل و در عمق زمين ساخته مي شود . مخزن گاز و تخمير مشترك مي باشد و به علت جاي گيري دستگاه در ‏عمق زمين از نظر صرفه جويي در مكان و فضاي مورد نياز و تثبيت حرارت و مقاومت دستگاه در مناطق سردسيري ‏باعث شده كه به اهميت و كارآيي آن افزوده شود . طرح اصلي دستگاه مانند شكل زير مي باشد . ‏
بدين ترتيب كه محفظه گاز و خمير در ارتباط با يكديگر و در يك مخزن مشخص ساخته شده و محفظه گاز با ‏پوششي آجري يا بتني به صورت گنبدي شكل ساخته مي شود كه روي محفظه گاز يك دريچه تعبيه مي شود و ‏اساس كار آن مانند دستگاه قبلي است ولي در اين حالت گاز توليدي به طرف گنبد صعود كرده و فشار گاز توليدي ‏هم گاز را به محل هدايت مصرف مي كند و هم مواد تخمير شده را به داخل محفظه خروجي مي راند كه خروج ‏اين مواد به طرف حوضچه خروجي فشار گاز داخل گنبد را تنظيم كرده و در اثر ازدياد فشار ، مواد بيشتري خارج ‏مي شود و چنانچه در حين مصرف فشار داخلي كم شود ، مواد از دريچه خروجي به داخل مخزن تخمير برمي ‏گردند تا فشار نقصاني را جبران كند . همانطوري كه قبلاً بيان شد در بالاي مخزن گاز ، دهانه اي تعبيه مي شود كه ‏براي آن دهانه كه قطر آن حدود ‏cm‏50 مي باشد بايد يك دريچه بتني ساخته شود و در اين دريچه بايد محلي ‏براي عبور لوله گاز در نظر گرفته شود (بايد قطر دهانه به حدي باشد تا انسان بتواند به راحتي از آن عبور كند ) ‏پس از ساخت دستگاه بايد دريچه آب بندي گردد تا نشت گاز از اطراف آن صورت نگيرد . ضمناً به هنگام فعاليت ‏دستگاه بايد دريچه به وسيله وزنه هايي كنترل گردد تا فشار گاز داخل مخزن باعث تكان دادن دريچه نگردد . تنها ‏تفاوت اين دستگاه با مدل هندي ثابت بودن حجم مخزن گاز است و از كاربرد آهن و فنر در آن اثري ديده نمي ‏شود . اگرچه طراحي اين مدل به محاسبات مهندسي نياز دارد ولي ساخت آن خيلي راحت بوده و اين راحتي ‏ساخت روستاييان را به استفاده از اين دستگاه راغب مي كند . دستگاههاي بيوگاز (مدل هندي و چيني ) از جنبه ‏هاي مختلف در جدول زير مورد مقايسه قرار گرفته اند . ‏

 

[mahdi.adelinasab]

دستگاه بيوگاز در مدل تايواني

دستگاه بيوگاز در مدل تايواني

اين دستگاه مي تواند ار جنسهاي مختلفي همچون فلزات، ‏PVC‏ و فايبرگلاس ساخته شود. نسبت طول به عرض ‏در اين سيستم زياد مي باشد. نوع جريان در آن ‏Plug Flow‏ مي باشد و زمان ماند ميکروبي و هيدروليکي آن به ‏دليل نداشتن لجن برگشتي با يکديگر برابر مي باشد و حدود 60 روز است.‏

جدول مقايسه ساخت و تكنولوژي دستگاههاي بيوگاز (مدل هندي وچيني)‏

مورد​

مدل چيني​

مدل هندي​

اولويت​

كود ـ گاز​

گاز ـ كود​

ساختمان​

ساختمان يكپارچه بوده و ايجاد آن در همه جا امكانپذير است
مصالح و روش ساختمان ساده مي باشد

مواد ورودي​

عمــوماً از مخلوط كردن فضولات گياهي و حيواني و انساني بهره برداري مي شود
عموماً از كود گاوي استفاده مي شود

مواد خروجي​

در بسياري از موارد به وسيله پمپ يا سطــل خــارج مي شوند
مواد به صورت اتوماتيك خارج مي شوند

جمع آوري گاز​

نياز به سرپوش جداگانه ندارد و مقدار گاز از طريق فشار گاز و خروج مــواد از حوضچه خــروجي تعيين مي شود
در سرپوشهاي شناور ارتفاع مخزن گاز نشان دهنده ميزان گاز است

فشار گاز​

ميزان فشار زياد است (ماكزيمم آن حدود 1000 ميليمتر ستون آب)
فشار زياد نيست (150-70 ميليمتر ستون آب)

هزينه​

نياز به هزينه كم است
به علت نياز به اجراي فلزي هزينه زيادي لازم دارد

ظاهر​

قسمت اعظم دستگاه در عمق خاك است و محل دستگاه تميز است
قسمت زيادي از دستگاه نمايان بوده و اطراف دستگاه غيربهداشتي است
​

 

[mahdi.adelinasab]

باز هم از دوستان به خاطر اینطوری پیست شدن جداول عذر می خواهم
ما رو ببخشید
البته کاری از دست بنده بر نمی اد
یا علی

 

[mahdi.adelinasab]

روشهاي استحصال بيوگاز

روشهاي استحصال بيوگاز

مشکل انرژي امروزه يکي از مشکلات اساسي تمامي کشورهاي جهان بخصوص کشورهاي در حال توسعه مي ‏باشد. سوخت رساني به روستاهاي دور افتاده حتي در کشوري مانند ايران که منابع غني انرژي را در اخنيار دارد ‏بسيار مشکل و هزينه بر مي باشد. استفاده از انرژي هاي تجديد پذير و محلي يکي از راه حلهايي مي باشد که ‏امروزه پيشنهاد مي گردد.بيو گاز يکي از اين انرژي هاي تجديد پذير مي باشد که علاوه بر توليد انژي باعث ايجاد ‏کودهاي کشاورزي و افزايش سطح بهداشت عمومي جامعه و کنترل بيماريها مي شود و يک راه حل مناسب براي ‏دفع مواد زائد جامد مي باشد. فاضلاب و مواد زائد جامدي که توسط صنايع و جوامع توليد مي گردد باعث آلودگي ‏شديد محيط مي شود که مي توان با استحصال بيوگاز خطرات ناشي از اين مواد را به شدت کاهش داد و از انژي و ‏کود توليدي نيز استفاده نمود. استحصال بيوگاز را مي توان از فرايند هاي بي هوازي تصفيه فاضلاب مانند ‏UASB‏ ‏و همچنين از محل هاي دفن زباله نيز انجام داد و بخشي از هزينه هاي مصرفي را جبران نمود. بطور مثال يكي از ‏مشكلاتي كه دامداريها با آن دست به گريبان هستند ، كنترل فضوات دامها براي كاهش ميزان بو و فرآورده هايي مي ‏باشد كه باعث ايجاد مشكلات زيست محيطي مي گردد . بيوگاز مي تواند ما را در مواجهه با اين مشكلات ياري ‏دهد . منافع زيست محيطي سيستمهاي بيوگاز فراتر از سيستمهاي تصفيه مرسومي است كه تاكنون مورد استفاده ‏قرار مي گرفتند (همانند مخازن ذخيره ، بركه ها ولاگون ها) . اين منافع زيست محيطي شامل كنترل بو ، بهبود ‏كيفيت آب و هوا ، بهبــود ارزش غذايي كــود توليدي ، كاهش ميزان انتشار گازهاي گلخــانه اي و دست يابي به ‏بيوگاز به عنوان يك منبع انرژي مي باشد. ‏

فهرست مطالب

• هضم بي هوازي
• بيوگاز و انرژي
• توليد کود
• بخش اول
• فن آوري استحصال بيوگاز از حوزه هاي دفن زباله شهري
• ساختار لندفيل هاي مدرن
• تکنيکهاي مختلف جمع آوري گاز لندفيل
• سيستم هاي جمع آوري گاز فعال
• سيستمهاي جمع آوري گاز غيرفعال ‏
• طرح مناسب لندفيل ها
• طراحي گودالهاي دفن زباله ‏
• پوشش ديواره ها و روي لندفيل ‏
• پيشنهاد طرح مناسب حوزه هاي دفن زباله و سيستم جمع آوري بيوگاز ‏
• هزينه احداث لندفيل پيشنهادي ‏

هضم بي هوازي ‏
سيستمهاي بيوگاز از فرآيندي كه هضم بي هوازي ناميده مي شود ، استفاده مي نمايند . اين سيستمها را با ‏عنوان هاضم هاي بي هوازي هم مي شناسند . (لاگون هاي مرسوم نيز همانند هاضم هاي بي هوازي از فرآيندهاي ‏بيولوژيكي استفاده مي كنند) در طي فرآيند هضم بي هوازي باكتريها كود را در يك محيط خالي از اكسيژن تجزيه ‏مي نمايند . يكي از فرآورده هاي طبيعي هضم بي هوازي توليد بيوگاز مي باشد كه اين گاز به طور معمول حاوي ‏‏60 تا 70 درصد گاز متان و 30 تا 40 درصد گاز دي اكسيدكربن مي باشد . مقداري از گازهاي ديگر نيز در ‏بيوگاز شناسايي شده اند مانند ‏SH2 ‎‏ ‏‎ ‎‏ و ‏N2‎‏ و ‏H2‎‏ و ‏O2‎


بيوگاز و انرژي ‏
بيوگاز حاصله مي تواند براي توليد حرارت ، آب گرم ، الكتريسيته (با قيمت ارزان تر) از ساير سوختهايي همانند ‏گاز طبيعي ، پروپان و نفت سياه به كار رود ، حتي در صورت عملي نبودن بازيابي انرژي بيوگاز اين سيستم در ‏كنترل بو به شدت مؤثر مي باشد . سوزاندن و يا استفاده از بيوگاز مي تواند باعث كاهش اثرات سوختهاي فسيلي ‏مرسوم مي گردد . توليـد متان از هاضم هاي بي هوازي باعث ايجاد شركتهاي تعاوني توليد برق روستايي مي شود ‏كه منبع انرژي آنها دوستار طبيعت مي باشد . اين شركت ها برق توليدي خود را به افرادي كه متقاضي برق توليد ‏شده با منابع تجديدپذير هستند مي فروشند . بيوگاز همچنين مي تواند به عنوان يك منبع انرژي روستايي براي ‏كمك در برق توليد و توزيع شده توسط ساير روشهاي توليد برق مفيد باشد . ‏
توليد کود ‏
به علت كاهش اتلاف نيتروژن در تجزيه بي هوازي كود توليدي در فرآيند بيوگاز داراي ارزش بالايي از لحاظ ‏نيتروژن براي پرورش گياهان مي باشد. در کود حاصل از بيوگاز به علت عدم انجام فرايند نيتريفيکاسيون که تنها در ‏حضور اکسيژن به مقدار کافي انجام مي شود نيتروژن به صورت يون امونيوم در کود وجود دارد که که جذب آن ‏براي گياه ساده تر مي باشد. در حالي که در فراند تهيه کمپوست به علت استفاده از روش هوازي نيتروژن بصورت ‏نيترات در کود وجود دارد. البته کود توليدي در بيوگاز معايبي نيز دارد مانند داشتن پاتوژن هاي ببشتر نسبت به کود ‏کمپوستکه به علت نرسيدن به فاز ترموفيليک در روشهاي بي هوازي مي باشد.‏

در ادامه ما به بررسي روشهاي استحصال بيوگاز از محلهاي دفن زباله، دستگاهاي بيوگاز و استحصال بيوگاز از ‏فاضلاب مي پردازيم که در سه بخش جداگانه ارائه شده است.‏

 

[mahdi.adelinasab]

فناوري هاي استخراج بيوگاز از حوزه هاي دفن زباله شهري

فناوري هاي استخراج بيوگاز از حوزه هاي دفن زباله شهري

مهمترين هدف از تشكيل حوزه هاي دفن زباله شهري و جمع آوري بيوگاز توليدي آنها ، جلوگيري از تصاعد ‏گازهاي گلخانه اي مانند متان و نيز استفاده از انرژي تجديدپذير موجود در بيوگاز آن مي باشد . در اين مقاله ضمن ‏معرفي ساختار كلي حوزه هاي دفن زباله شهري مدرن ، تكنيك هاي مختلف جمع آوري بيوگاز لندفيل (حوزه هاي ‏دفن زباله شهري) مورد بررسي قرار گرفته و پارامترهاي مؤثر بر عملكرد تكنيكهاي مذكور تشريح مي گردد ‏
امروزه در اغلب كشورهاي جهان ، دفن زباله به علت ارزان بودن ، نسبت به ديگر روشهاي موجود مانند سوزاندن ‏زباله و يا تبديل آن به كود و غيره ، ترجيح داده مي شود . اما در گذشته مقررات خاصي در مورد مكان دفن زباله ها ‏وضع نشده بود و لندفيل ها مكانهايي بدبو و بدون پوشش بودند كه معضلات زيست محيطي فراواني ايجاد مي ‏كردند . با پيشرفت روزافزون شهرها و كشورها و به دنبال آن افزايش نرخ توليد زباله شهري ، مقررات خاصي ‏توسط آژانس حفاظت محيط زيست آمريكا (‏EPA‏) در مورد تشكيل لندفيل ها وضع گرديد . با رشد آگاهي نسبت ‏به تأثير سوء لندفيل هاي غيرمهندسي بر روي محيط زيست و وضع قوانين و مقررات خاص در اين باره در گودال ‏هاي بدون پوشش را رها كرده و به تشكيل لندفيل هاي مهندسي با رعايت قوانين و مقررات محيط زيست پرداخته ‏اند .

ساختار كلي لندفيل هاي مدرن

نحوه دفن زباله در لندفيل ها به طور كلي به دو روش صورت مي گيرد : ‏

‏1.‏ روش حفر گودال ‏
‏2.‏ روش دفن سطحي ‏
​

در روش حفــر گـودال ، زباله ها به صورت روزانه در گودالهايي كه با توجه به حجم زباله روزانه طراحي ‏شده اند ، دفن مي شوند . اين گودالها به طور معمول داراي ابعاد حدود 100 تا 400 فوت طول، 3 تا 6 فوت ‏عمق و 15 تا 25 فوت عرض مي باشند . زباله ها به صورت لايه اي با ضخامت 1.5 تا 2 فوت لايه بندي شده و ‏قبل از پهن كردن لايه بعدي ، فشرده مي شود . ‏
اين روش بيشتر مواقع در مناطقي كه داراي تنگه ها و دره هاي فراوان است كاربرد دارد . همچنين اگر مكان ‏احداث لندفيل داراي آب زيرزميني فراوان و كم عمق باشد ، استفاده از روش حفر گودال عميق غيرممكن بوده و ‏بايد از اين روش استفاده نمود . در هر يك از دو روش ذكر شده در بالا براي دفن زباله ، لندفيل شامل بخش ‏كوچكتري به نام سلول است . هر سلول معمولاً براي دفن زباله هر روز طراحي شده و در انتهاي روز نيز پوشيده ‏مي گردد . زباله ها در درون سلولها در گسترده دانسيته فشردگي بين 300 تا 900 كيلوگرم بر مترمكعب فشرده مي ‏شوند . در بسياري از لندفيل ها ، حداقل 6 اينچ پوشش بر روي سلولهاي تشكيل دهنده آنها قرار مي گيرد و در ‏بعضي از لندفيل ها پس از پوشاندن سطح سلولها ، يك لايه 2 فوتي از ماده اي كه قابليت رشد و نمو گياه داشته ‏باشد روي سطح پوشش قرار مي دهند . اغلب لندفيل هاي مــوجود از تركيب دو روش فــوق استفاده مي كنند . ‏بدين ترتيب كه ابتدا زباله درون كانالهاي از پيش حفر شده دفن مي شود و پس از پر شدن آنها زباله بر روي سطح ‏كانال پهن مي شود . ‏

 

[mahdi.adelinasab]

تكنيكهاي مختلف جمع آوري گاز لندفيل ‏

تكنيكهاي مختلف جمع آوري گاز لندفيل ‏

به طور كلي سيستمهاي ، جمع آوري گاز لندفيل را مي توان به دو دسته تقسيم كرد : ‏

الف ـ سيستم هاي جمع آوري فعال (‏‎Active‎‏ ‏)
ب ـ سيستم هاي جمع آوري غيرفعال (‏‎Passive‎‏ ‏ )
​

سيستمهاي جمع آوري فعال از دمنده هاي مكانيكي و يا كمپرسورها به منظور ايجاد گراديان فشار براي استخراج ‏گاز لندفيل استفاده مي كنند . در حالي كه در سيستمهاي جمع آوري غيرفعال ، گراديان فشار طبيعي به وجود آمده ‏بين فشار گاز توليدي داخل لندفيل و فشار هواي محيط باعث انتقال و استخراج گاز مي گردد . بر اساس پيش بيني ‏هاي تئوريك ، سيستمهاي جمع آوري گاز لندفيل مي باشند . زيرا همانطور كه بيان شد ، سيستمهاي جمع آوري ‏غيرفعال از گراديان فشار طبيعي براي استخراج و جمع آوري گاز استفاده مي كنند در حالي كه در سيستمهاي جمع ‏آوري فعال يك گــراديان فشار اجباري به عنــوان نيروي منتقل كننده گاز مــورد استفاده قرار مي گيرد . البته ‏مطالعات نشان مي دهند اگر در يك لندفيل از پوششهاي مصنوعي مناسب در كف ، ديواره ها و روي سطح بالايي ‏براي محبوس كردن گاز لندفيل استفاده شود ، يك سيستم جمع آوري غيرفعال نيز مي تواند بازده عملكردي مشابه ‏يازده سيستمهاي فعال داشته باشد . ‏
سيستمهاي جمع آوري فعال از نظر ساختار لوله گذاري ، خود نيز به دو دسته چاهك هاي عمودي (Vertical Wells‎‏) و كانالهاي افقي( Trenches Horizontal‎‏) تقسيم مي شوند . انتخاب نوع سيستم جمع ‏آوري گاز براي يك لندفيل خاص بستگي به مشخصات و محدوديت هاي موجود دارد . معمولاً براي لندفيل هايي ‏كه به روش سلول پر مي شوند ، سيستمهاي جمع آوري گاز فعال با ساختار چاهك هاي عمودي پيشنهاد مي گردد. ‏
نتيجه طبيعي استفاده از اين سيستم هزينه كمتر آن نسبت به استفاده از ساختار كانال افقي مي باشد . ليكن نصب آن ‏مشكل بوده و همچنين كار بر روي سطح لندفيل خطرناك است ، زيرا خطر سقوط تجهيزات سنگين به درون ‏لندفيل وجود دارد . در لندفيل هايي كه زباله به صورت لايه لايه پر مي شود و يا به صورت طبيعي در گودال ها ‏دفن مي شود ، سيستم جمع آوري فعال با ساختار كانال افقي ترجيح داده مي شود . به دليل اينكه اين ساختار ‏احتياج به حفاري ندارد و داراي عمليات نصب ساده تري نسبت به ساختار چاهك هاي عمودي مي باشد . اما ‏همانگونه كه قبلاً نيز اشاره گرديد ، مشكل پرشدگي كانالها توسط آب زباله و نيز تمايل به شكست در لايه هاي ‏زيرين سيستم جمع آوري وجود دارد . به علاوه تنظيم يك مقدار خلاء متعادل و يكنواخت در طول كانالهاي جمع ‏آوري گاز لندفيل عمـلاً امكانپذير نمي باشد . ‏

سيستمهاي جمع آوري گاز فعال ‏

سيستمهاي جمع آوري گاز فعال به منظور توليد گراديان فشار و استخراج گاز لندفيل از دمنده هاي ‏مكانيكي و يا كمپرسورها استفاده مي كنند . چاهك هاي استخراج گاز لندفيل مي توانند در محيط لندفيل و يا درون ‏آن تعبيه شوند . در لندفيل هايي كه به مرور زمان پر مي شوند ، چاهك ها در سطح پرشده توسط زباله نصب مي ‏شوند و به مرور زمان بقيه چاهك ها نصب مي گردند . چاهك هاي استخراج در واقع حفره هايي هستند كه به ‏وسيله مته هاي حفاري به قطر 12 تا 36 اينچ حفر مي شوند و يك لوله به قطر 2 تا 6 اينچ و جنس ‏PVC‏ ، پلي ‏اتيلن فشرده ‏HDPE‏ يا آهن گالوانيزه در چاهك قرار مي گيرد . به طور معمول چاهك داراي عمقي معادل حداقل ‏‏75 درصد عمق لندفيل مي باشد . در شكل زير ، يك چاهك استخراج گاز به همراه ابعاد شماتيك آن آورده شده ‏است . ‏
هر چاهك استخراج داراي يك ناحيه تأثير ‏‎(Zone of Influence)‎‏ بوده كه گاز لندفيل در آن محدوده مي تواند به ‏خوبي جمع آوري شود . ناحيه تأثير يك چاهك استخراج عبارتست از فاصله مركز چاهك تا نقطه اي كه گراديان ‏فشار توليدي توسط دمنده هوا يا كمپرسور به صفر برسد . ناحيه تأثير در واقع ناحيه بين چاهك هاي استخراج را با ‏هدف پوشش كل سطح لندفيل تعيين مي كند . در شكل زير نواحي تأثير چاهك هاي استخراج و فاصله بهينه آنها ‏نمايش داده شده است . ‏
فاصله بين چاهك هاي استخراج بستگي به عمق لندفيل ، ميزان گراديان فشار توليدي توسط دمنده يا كمپرسور ، ‏نوع زباله دفن شده ، درجه فشردگي زباله و ميزان رطوبت گاز توليدي دارد . عوامل ديگري نظير پوشش لندفيل و ‏ميزان نفوذپذيري آن ، رطوبت موجود در خاك لندفيل و ساختار طبقات زمين در محل تشكيل لندفيل نيز بر فاصله ‏چاهك هاي استخراج گاز لندفيل تأثيرگذار مي باشند .يك روش مناسب جهت تعيين محل چاهك هاي استخراج ‏در يك لندفيل ، آن است كه ابتدا چاهك ها در محيط لندفيل به گونه اي قرار گيرند كه ناحيه تأثيرشان به طور كامل ‏داخل لندفيل باشد و همچنين فاصله هر چاهك از ديگري از دو برابر شعاع تأثيرشان بيشتر نباشد . پس از تعيين ‏محل چاهك ها بر روي محيط لندفيل ، چاهك هاي دروني نيز طبق همان منوال به صورتي تعبيه مي شوند كه كل ‏سطح لندفيل را پوشش دهند . شكل زير چگونگي جاي گذاري چاهك هاي استخراج را در يك نمونه لندفيل نشان ‏مي دهد . ‏
در سيستمهاي جمع آوري فعال ، اندازه سيستم دمنده هوا يا كمپرسور ، بستگي به كل نرخ جريان گاز ، افت فشار ‏موجود و ميزان خلاء مورد نياز دارد . در سيستمهايي كه احتياج به خلاء كمي دارند (كمتر از 40 اينچ آب ) ، دمنده ‏هاي سانتريفيوژ معمولاً كاربرد دارند كه نرخ جريان گاز انتقالي آنها در حدود 100 تا ‏cfm‏100000 مي باشد . ‏براي نرخ جريان گاز انتقالي كمتر و افت فشارهاي بالاتر از دمنده هاي تركيبي محوري سانتريفيوژ استفاده مي گردد ‏‏. در سيستمهايي كه خلاء مورد نياز بزرگتر از 2 تا ‏psi‏ 3 (55 تا 85 اينچ آب ) بوده و فشار تحويل گاز مورد نياز ‏بيشتر از ‏psig‏ 100 مي باشد ، از كمپرسورهاي نوع ‏Rotary Lobe‏ يا‏Screw Piston ‎‏ استفاده مي گردد . ‏
البته لازم به ذكر است كه در سيستمهاي جمع آوري كه كمپرسور استفاده مي شود ، نرخ جريان به صورت ‏محدودتري قابل تنظيم است . زيرا كه كمپرسورها اساساً تجهيزاتي هستند كه در اصطلاح فشار منفي ايجاد مي كنند ‏و تنظيم و تغيير بيش از حد نرخ جريان گاز باعث صدمه و آسيب آنها مي شود . ماكزيمم مقدار خلاء اعمالي در ‏لندفيل بدون درنظر گرفتن نفوذ بيش از حد هوا ، با توجه به سه مشخصه لندفيل تعيين مي گردد : عمق لندفيل ، ‏ميزان نفوذپذيري پوشش لندفيل و ضخامت پوشش . ‏
براي تعيين فاصله مناسب كانالهاي افقي در يك سيستم جمع آوري فعال كه از ساختار مذكور استفاده مي كند ، ‏بهترين روش استفاده از اطلاعات اندازه گيري در نقاط مختلف لندفيل و در صورت عدم امكان استفاده از روشهاي ‏تئوري براي تعييم فاصله كانالها مي باشد . به وسيله روشهاي تئوري اشاره شده مي توان شعاع تأثير كانال را در ‏جهت افقي يافت و سپس با درنظر گرفتن حداكثر فاصله معادل دو برابر شعاع تأثير افقي، كانالها را تعبيه نمود . ‏نكته اي كه در اينجا قابل ذكر است ، اينكه فاصله عمودي كانالها نسبت به فاصله افقي اشان كمتر مي باشد ، زيرا كه ‏فشردگي زباله باعث مي شود نفوذپذيري در جهت عمودي نسبت به جهت افقي كاهش يابد . لذا معمولاً فاصله ‏افقي كانالها معادل 4 برابر فاصله عمودي شان در نظر گرفته مي شود . ‏
كانالهاي افقي از جنس ‏pvc‏ ، ‏HDPE‏ ، فولاد موج دار و يا ديگر مواد غيرمتخلخل ساخته مي شوند . به منظور ‏كاهش خرابي كانالها در اثر انبار كردن زباله در لندفيل ، اتصالات مختلف لوله كه معمولاً با قطرهاي 8 ، 10 و 12 ‏و … اينچ موجودند ، به صورت انعطاف پذير انجام مي گيرد ، معمولاً به منظور سهولت نمايش و همچنين كنترل ‏گاز توليدي لندفيل در سيستمهاي فعال با كانال افقي هر لايه از كانالها به يك لوله متصل شده و تا سطح لندفيل ‏امتداد مي يابد كه اين لوله داراي يك خروجي جهت نمونه گيري گاز توليدي و نمايش فشار آن مي باشد . شكل ‏زير شماي كلي استفاده از يك سيستم جمع آوري فعال با ساختار كانالهاي افقي را نمايش مي دهد . ‏

سيستمهاي جمع آوري گاز غيرفعال ‏

در طراحي سيستمهاي جمع آوري گاز غيرفعال ، دو پارامتر بايد مورد بررسي قرار گيرند؛اول آنكه فاصله ‏چاهك هاي استخراج تعيين شود و در نهايت ساختار مناسب چاهك ها در سيستم مذكور معين گردد . بهترين ‏روش جهت تعيين فاصله چاهك هاي استخراج در سيستم جمع آوري غيرفعال ، استفاده از فشار استاتيك ميانگين ‏لندفيل است كه توسط آزمايش به دست مي آيد . پس از آنكه فشار استاتيك در كليه حسگرهاي موجود در عمق ‏لندفيل به دست مي آيد و ميانگين گيري مي شود ، افت فشار تجهيزات كنترلي با توجه به منحني هاي مشخصه آنها ‏به دست مي آيد . سپس افت فشــار به دست آمده از فشار ميانگين لندفيل كاسته شده تا مقدار تفاوت فشار داخل ‏لندفيل و خروجي چاهك هاي استخراج به دست مي آيد . بدينوسيله مي توان شعاع تأثير هر يك از چاهك هاي ‏استخراج و با توجه به شعاع تأثيرشان به گونه اي در سطح لندفيل جاي گذاري مي شوند تا كل سطح لندفيل را ‏بپوشانند . ‏
درون چاهك هاي استخراج در سيستم جمع آوري غيرفعال ، مولاً از لوله ‏pvc‏ يا ‏HDPE‏ با قطر حداقل 4 اينچ ‏استفاده مي شود . عمق چاهك استخراج بايد تا حدود 75 درصد عمق لندفيل باشد . معمولاً انتهاي لوله جاي ‏گذاري شده در چاهك توسط سوراخهايي با قطر 0.5 اينچ با فاصله 6 اينچ از يكديگر و زاويه 90 درجه نسبت به ‏يكديگر سوراخ كاري مي شود . لوله مذكور بايد در مركز يك سوراخ با قطر 2 فوت قرار گرفته و تا ارتفاع يك ‏فوت بالاتر از بخش سوراخ دار آن توسط شن پر شود . بقيه سوراخ را مي توان به وسيله مواد مناسب ديگر پر كرد ‏‏. نكته اي كه لازم است به آن توجه شود آن است كه ساختار چاهك هاي استخراج در سيستم جمع آوري غيرفعال ‏نسبت به سيستمهاي جمع آوري فعال از درجه اهميت كمتري برخوردار مي باشد ، زيرا در سيستمهاي جمع آوري ‏غيرفعال ، چاهك جمع آوري گاز تحت فشار مثبت گاز بوده و لذا مشكل نفوذ هوا به درون لندفيل وجود ندارد . ‏همچنين اتصال خاص براي كلاهك چاهك نيز مورد نياز نمي باشد . تنها موردي كه در اين سيستمهاي جمع آوري ‏مذكور اهميت فراواني دارد ، آب بندي مناسب اطراف چاهك استخراج به منظور جلوگيري از آسيب پوشش لندفيل ‏و كمك به بيشتر شدن قابليت انبارسازي گاز توسط آن مي باشد. ‏

طرح مناسب لندفيل ها

طراحي مناسب و بهينه لندفيل ها ، نقش حياتي در عملكرد مطلوب آنها دارد . به طور كلي در يك طرح مناسب ، ‏بايد كليه شرايط موجود براي احداث لندفيل ، نوع فناوري خاصي كه در آينده به منظور بهره برداري از بيوگاز ‏توليدي آن لندفيل مورد استفاده قرار مي گيرد و نيز مقدار و نوع زباله در نظر گرفته شود . براساس استانداردهاي ‏تنظيم شده ، در طراحي لندفيل بايستي موارد زير در نظر گرفته شوند : ‏
‏1.‏ استفاده اوليه از زمين لندفيل‏
‏2.‏ نقشه اوليه و نهايي منطقه دفن زباله ‏
‏3.‏ سطح آب زيرزميني ‏
‏4.‏ نقشه هاي محل شامل ساختمان ها ، جاده ها ، محل جمع آوري خاكها و … ‏
‏5.‏ تمهيدات لازم به منظور جلوگيري از صدمه هاي ناشي از بارندگي ‏
‏6.‏ نحوه دفن و مقدار زباله مورد نظر ‏
‏7.‏ ميزان و نحوه فشرده سازي زباله ‏
‏8.‏ ساختار كلي گودالها از لحاظ پوشش كف ، ديواره ها و روي لندفيل
‏9.‏ سيستم جمع آوري آب زباله و تصفيه آن ‏
‏10.‏ سيستم جمع آوري گاز توليدي ‏
به منظور ارائه طرح مناسب جهت تشكيل لندفيل هاي مهندسي لازم است موارد فوق به طور دقيق مشخص گردد . ‏در ادامه به توضيح پاره اي از اين مواردخواهيم پرداخت . ‏

 

[mahdi.adelinasab]

طراحي گودالهاي دفن زباله

طراحي گودالهاي دفن زباله

تجربه نشان مي دهد معمولاً 1000 تا 1200 پوند زباله شهري نياز به فضاي در حدود 1 يارد مكعب ‏‏(معادل 765/0متر مكعب) در لندفيل دارد . شرايط ايده آل فشرده كردن زباله تا دانسيته 1800 پوند بر يارد مكعب ‏و بيشتر انجام مي گيرد . در مواردي كه هيچگونه اندازه گيري جهت تعيين دانسيته زباله فشرده شده صورت نمي ‏گيرد ، حجم مورد نياز براي احداث يك لندفيل جديد با توجه به اطلاعات مربوط به لندفيل هاي قبلي كه با همان ‏نوع زباله پر شده اند ، تخمين زده مي شود . در صورتي كه هيچگونه اطلاعات آماري در دست نباشد ، ظرفيت ‏لندفيل بر اساس دانسيته زباله در حدود 1000 پوند بر يارد مكعب برآورد مي شود . ‏
‏ يكي از موارد مهم در طراجي لندفيل ، ساختار دقيق گودال محل دفن زباله است كه بايستي توسط طراح مشخص ‏شود . در نقشه اجرايي ، محل و جهت كار ماشينهاي خاك برداري و ديگر وسايل در گودال حفر شده معين مي ‏گردد .
در اين راستا نكته هايي بايد مدنظر قرار گيرد از جمله : ‏

‏1.‏ گودبرداري و پركردن گودال از پايين ترين نقطه سيستم جمع آوري آب زباله شروع شود تا علاوه بر ‏سهولت جــريان آب زباله ـ كه بر اساس جــاذبه زمين جمع مي شود ـ آب زباله نيز از همان ابتداي ‏تشكيل لندفيل جمع آوري شود . ‏
‏2.‏ به منظور جمع آوري آب زباله ، كف لندفيل بايد داراي شيب 2 تا 5 درصد باشد . در طراحي لندفيل ‏شيب بندي با توجه به شيب طبيعي زمين صورت مي گيرد تا هزينه خاك برداري به حداقل مقدار خود ‏برسد . ‏
‏3.‏ شيب ديواره هاي جانبي لندفيل به صورت 3 به 1 (افقي به عمودي) و در برخي مــوارد با شيب كمتر ‏اجــرا مي شود . ‏
‏4.‏ براي مينيمم شدن مقدار تماس آب زباله يا زباله هاي دفن شده ، كل لندفيل به صورت سلولهايي كه با ‏برآمدگي و يا تغيير جهت شيب كف از يكديگر جدا شده اند ، طراحي مي گردد . ‏
​

پوشش ديواره ها و روي لندفيل ‏

‏ ‏ در مورد پوشش نهايي (پوشش روي لندفيل) بايستي موارد كلي زير رعايت شود : ‏

‏1.‏ يك لايه خاك با ضخامت حداقل 18 اينچ كه نفوذپذيري آن كمتر از ‏ ‏ سانتيمتر بر ثانيه باشد ، ‏بايد بر روي زباله تشكيل شود . ‏
‏2.‏ يك لايه خاك با ضخامت حداقل 6 اينچ جهت جلوگيري از سايش خاك و احياناً براي رويش گياه بر ‏روي لايه قبلي قرار گيرد كه پوشش نهايي را تشكيل مي دهد . ‏
‏3.‏ طراحي پوشش نهايي بر اساس شرايط خاص هر لندفيل صورت مي گيرد . ‏
‏4.‏ به منظور حداقل شدن فرسايش خاك روي پوشش نهايي لندفيل ، بايد شيب بندي را بر اساس شيب ‏طبيعي منطقه انجام داد كه معمولاً شيب 2 درصد بر روي سطح لندفيل مطلوب است . ‏
​

در مورد نحوه دفن زباله ها ، موردي كه بر روي آن در بين اغلب لندفيل هاي دنيا توافق نظر وجود دارد ، آن ‏است كه زباله به صورت روزانه كف لندفيل پخش شده و سپس به وسيله دستگاههاي سنگين مانند بولدوزر كاملاً ‏فشرده شود تا فضلي خالي بين آنها كاملاً از بين برود . در انتهاي هر روز كاري ، يك لايه خاك بر روي آنها ريخته ‏شود كه معمولاً ضخامت اين لايه به گونه اي است كه از پخش شدن احتمالي زباله به وسيه باد و يا حيوانات ‏جلوگيري شود ( که البته اين روش دفن کلي زباله مي باشد و روشها به قسمتهاي زيادي مانند روش سراشيبي، ‏روش ترانشه اي، روش دره اي، روش سطحي، روش ساحلي و روش مردابي تقسيم مي گردد که توضيح آنها از ‏حوصله اين بحث خارج مي باشد) البته تحقيقات نشان مي دهند افزودن لجن فاضلاب شهري يا پسمانده فرآورده ‏هاي كشاورزي به درون لندفيل باعث افزايش ميزان گاز توليدي مي گردد . به علاوه جداسازي فلزات محتــوي ‏زباله شهري و نيز كاهش ضخامت لايه خاك ميان زباله هاي درون لندفيل به افزايش توليد گاز كمك مي كند . ‏

پيشنهاد طرح مناسب حوزه هاي دفن زباله و سيستم جمع آوري بيوگاز ‏

در لندفيل هاي مهندسي ، كف لندفيل به گونه اي خاص و با تركيبي از لايه هاي مختلف نظير ورقهاي ‏پلي اتيلني ، لايه هاي غشايي و … پوشش داده مي شود ‏
در بعضي مواقع مي توان به جاي پوشش فوق از پوششي شامل 75 سانتيمتر خاك كوبيده شده بر روي ‏زباله ها و سپس 15 سانتيمتر خاك بدون فشردگي بر روي آن استفاده کرد. انتخاب اين پوشش براي لندفيل ها در ‏صورت در دسترس بودن خاك مطلوب ، داراي كارآيي مناسبي در مقايسه با ديگر پوشش ها از لحاظ جلوگيري از ‏نفوذ آب به داخل لنــدفيل و به دنبال آن آب بندي قابل قبــول در مقــابل خروج بيوگاز و نيز به صرفه بودن آن از ‏لحاظ اقتصادي مي باشد ‏
‏. استفاده از سيستم جمع آوري غيرفعال با لوله هاي افقي داراي مشكلات خاص طي بهره برداري شامل نشت زباله ‏ها ، و باز شدن احتمالي اتصالات بوده و به علاوه به علت افزايش بار عمومي بر روي آنها به واسطه افزودن زباله ‏به درون لندفيل ، امكان ترك خوردگي و شكست در آنها بسيار زيادتر از لوله هاي عمودي مي باشد ‏
نكته مهم در مورد چاهك هاي عمودي استخراج بيوگاز ، فاصله و نيز ساختار تشكيل دهنده آنها در ‏لندفيل مي باشد . معمولا چاهك هاي استخراج به قطر 12 تا 36 اينچ حفر مي شوند. در ميان انواع لوله هاي مورد ‏استفاده براي جمع آوري گاز لندفيل از ميان جنس هاي مختلف مانند پلي اتيلن ، پي . وي . سي و فايبرگلاس در ‏بيشتر موقع از لوله هاي پلي اتيلن استفاده مي شود . البته در برخي از لندفيل ها كه دما گاهي تا 160 درجـه ‏فارنهـايت بالا مي رود ، از لوله هاي با جنس فايبرگلاس استفاده مي گردد. همچنين لازم است دوسوم طول انتهاي ‏لوله هاي استخراج با سوراخهاي با قطر يك دوم اينچ به فاصله 6 اينچ و با زاويه 90 درجه نسبت به يكديگر ‏سوراخ كاري شود . ‏
نكته اي كه در سيستم جمع آوري گاز بايد در نظر گرفته شود، فاصله مطلوب ميان چاهك هاي استخراج است. ‏
معمولاً فاصله چاهك ها در سيستم جمع آوري غيرفعال حدود 30 تا 100 متر است . از طرفي شعاع تأثير هر ‏چاهك معمولاً 2/5 برابر عمق چاهك است.‏

هزينه احداث لندفيل پيشنهادي ‏

در اين بخش براساس تعرفه هاي فهرست بهاي رشته هاي راه و باند و نيز چاهها و قناتهاي سال 1383 ، ‏سازمان مديريت و برنامه ريزي كشور و نيز مكاتبات انجام گرفته با فروشندگان مصلح ساختماني و لوله هاي پلي ‏اتيلن مورد نياز به تفصيل جزئيات احداث لندفيل مورد بررسي قرار گرفته است كه هزينه كل براي احداث لندفيل ‏نمونه با حجم 250000 متر مكعب شامل هزينه هاي خاكبرداري ، آماده سازي گودال ، پهن كردن و فشرده سازي ‏زباله ها ، پوشش روي لندفيل ، حفاري و لوله گذاري و استقرار چاهك هاي استخراج در حدود 750000000 ‏ريال برآورد مي گردد .

 

[mahdi.adelinasab]

راستی خود بیوگاز رو براتون تعریف نکردم!!!!!!!!!

راستی خود بیوگاز رو براتون تعریف نکردم!!!!!!!!!

بيوگاز، انرژي از ياد رفته

امروزه گازهاي گوناگون و مفيدي براي سوخت، وجود دارند كه بيش از سه نوع آن در جهان استفاده مي شود. اين سه نوع عبارتند از: گاز مايع (ال.پي.جي) كه مخلوطي از بخش‌هاي پالايش شده نفت خام از قبيل پروپان، بوتان، پروپيلن و بوتيلن است. اين گاز به اين دليل كه به آساني به مايع تبديل مي شود، از آن براي سوخت سيلندر استفاده مي شود. نوع دوم، گاز طبيعي است كه از دو منبع عمده منابع گاز مستقل و گاز همراه (گاز حاصل از تفكيك نفت خام) تامين مي شود و نوع سوم بيوگاز است كه با آن بيشتر آشنا مي شويم.

درسال هاي اخير به دليل مشكلات ناشي از وابستگي گسترده به نفت و محدوديت منابع تجاري انرژي، به استفاده از بيوگاز بيشتر توجه شده است. بيوگاز بر اثر واكنش هاي تجزيه اي بي هوازي ميكروارگانيسم هاي زنده در محيطي که مواد آلي وجود دارد، توليد مي شود. از اين قبيل محيط ها مي توان به باتلاق ها و مرداب ها اشاره كرد و گازي كه در اين محيط ها توليد مي شود، به گاز مرداب معروف است. دليل نام گذاري اين گاز به بيوگاز اين است كه بر اثر تجزيه بي هوازي مواد آلي و بيولوژيك به وسيله ميكروارگانيسم هاي زنده توليد مي شود. بيوگاز مخلوطي از سه تركيب به نام هاي متان، دي اكسيد كربن و سولفيد هيدروژن است.
تركيب عمده و قابل اشتعال بيوگاز، متان است كه سهم بيشتر اين گاز يعني 60 تا70 درصد آن را شامل مي شود. گاز متان، گازي است بي رنگ و بي بو كه اگر يك فوت مكعب آن بسوزد، 252 كيلوكالري انرژي حرارتي توليد مي كندکه در قياس با ساير مواد سوختي، رقم قابل توجهي است. دو تركيب ديگر به ويژه سولفيد هيدروژن كه سهم آن ناچيز است، جزء تركيب هاي سمي هستند. از مزيت هاي مهم متان به ديگر سوخت ها اين است كه هنگام سوختن، گاز سمي و خطرناك منواكسيد كربن توليد نمي كند؛ بنابراين از آن مي توان به عنوان سوخت ايمن و سالم در محيط خانه استفاده كرد. همان طور كه گفته شد، 60 تا70 درصد بيوگاز را گاز متان تشكيل مي دهد، اين درصد بالاي متان، بيوگاز را به عنوان منبع عالي و ممتاز انرژي هاي تجديدپذير براي جانشيني گاز طبيعي و ديگر سوخت هاي فسيلي قرار داده است. امروزه از بيوگاز در گرم كردن ديگ هاي بخار كارخانه ها، موتور ژنراتورها براي توليد برق،گرم كردن خانه ها و پخت و پز استفاده مي شود. استفاده از فناوري توليد بيوگاز در ايران، تاکنون کاربرد عمومي نيافته است و در مرحله آزمايشگاهي است؛ درحالي که در کشورهاي اروپاي غربي، جنوب شرقي آسيا و به ويژه چين و هندوستان اين فناوري بسيار قابل توجه است و اين كشورها با بهره گيري از اين فناوري نياز خود را به سوخت برطرف كرده اند.

سوئد، يكي از بهترين مصرف كنندگان بيوگاز در صنعت حمل و نقل است و برنامه ريزي شده است تا سال ۲۰۵۰ ميلادي ۴۰ درصد از نياز اين كشور در بخش حمل و نقل از طريق بيوگاز تامين شود. براساس اين گزارش، هزينه توليد بيوگاز در سوئد از توليد بنزين با صرفه تر است، زيرا توليد يك مترمكعب بيوگاز كه شامل توليد، اصلاح و متراكم سازي است، ۵/۳ تا ۵/۴ كرون سوئد است كه اين مقدار، حدود ۷۰ درصد هزينه هاي جاري بنزين در سوئد است. بررسي ها نشان مي دهد درصورت استفاده از بيوگاز در صنعت حمل و نقل، ميزان آلاينده دي اكسيدكربن كه سبب افزايش گاز گلخانه اي جهان مي شود تا حدود ۶۵ تا ۸۵ درصد كاهش مي يابد.
باكتري هاي ويژه اي واكنش هاي تجزيه اي و بي هوازي مواد آلي را به منظور توليد بيوگاز انجام مي دهند. اين گروه باكتري ها قادر به شكستن و تجزيه مواد آلي پيچيده و ساده هستند كه سرانجام به توليد بيوگاز منجرمي شود. اين باكتري ها از باكتري هاي مزوفيل و تا حدودي گرما دوست، هستند و در دماي 75 تا 100 درجه فارنهايت مي توانند زندگي كنند. تحقيقات نشان مي دهد كه بهترين دما براي رشد اين گونه باكتري ها 95 درجه فارنهايت است كه در اين دما باكتري ها بيشترين فعاليت آنزيمي را براي تجزيه موادآلي و توليد بيوگاز دارند. با توجه به اين موضوع در فصل زمستان كه هوا سرد است، توليد بيوگاز در مرداب ها و باتلاق ها متوقف مي شود. از شرايط مطلوب ديگر براي توليد بيوگاز، قليايي بودن (ph=7-8) محيط واكنش است.

تجزيه و تبديل فضولات و مواد گنديده آلي كه مي تواند محصول حيوانات اهلي و يا گياهان باشد، به وسيله باكتري ها در دو مرحله به بيوگاز و بيوماس تبديل مي شود. از بيوگاز استفاده هاي فراواني مي توان كرد و از بيوماس هم به عنوان كود آلي مي توان بهره برد. در مرحله نخست اين واكنش بيولوژيك، باكتري هاي بي هوازي مواد آلي گنديده را به اسيد هاي آلي تبديل مي كنند. در مرحله دوم، گروه ديگري از باكتري ها اسيد هاي آلي به وجود آمده را تجزيه مي كنند كه در نتيجه آن بيوگاز كه بخش عمده آن متان است، توليد مي شود.
براي توليد بيوگاز در مناطق روستايي و مجتمع هاي كشاورزي و دامپروري مي توان اقدام به ساخت دستگاه بيوگاز كرد كه ساخت آن بسيار آسان و از بخش هاي زير تشكيل شده است:

- تانك تخمير:

تانك تخمير، بخش اصلي دستگاه بيوگاز است كه معمولاً به شكل استوانه و از جنس آجر و يا بتون ساخته مي شود. اين تانك را مي توان يا به صورت كامل درون زمين و يا بخشي از آن را در روي زمين ساخت. مواد زايد آلي پس از ورود به تانك به مدت يك تا دو ماه در آن نگهداري مي شوند. در طول اين مدت، مواد زايد آلي درشرايط بي هوازي و براثر فعاليت باكتري ها تجزيه مي شوند. نتيجه اين تجزيه، توليد بيوگاز و مقداري بيوماس است كه با تخليه مرتب بيوماس و و اضافه كردن مواد زايد جديد در تمام روزهاي سال مي تواند ادامه داشته باشد.

- محفظه گاز:

اين محفظه به صورت سرپوشي شناور يا ثابت از جنس فلزي يا بتوني در روي بخش فوقاني تانك تخمير قرار مي گيرد. گازهاي توليدي در تانك تخمير در بخش زير اين سرپوش جمع مي شود كه از طريق لوله كشي مي توان آن را به نقطه مصرف انتقال داد. نكته مهم در باره اين محفظه اين است كه از افزايش فشار گاز در اين محفظه جلوگيري شود؛ بنابراين با نصب فشار سنج در اين محفظه مي توان فشار گاز را كنترل كرد. - لوله هاي ورودي و خروجي: هدف از لوله هاي ورودي و خروجي در دستگاه بيوگاز، ورود مواد خام و تخليه بيوماس از تانك تخمير است. جنس لوله ها را مي توان از نوع پلاستيكي يا بتوني انتخاب كرد. در مناطق روستايي هر خانوار مي تواند به طور انفرادي يك دستگاه بيوگاز داشته باشد و يا چند خانوار ساكن در كنار هم مي توانند به طور اشتراكي يك دستگاه بيوگاز بسازند. براساس محاسبات انجام شده، كود حاصل از سه راس گاو و يا چند راس گوسفند پاسخ گوي توليد گاز مصرفي هر خانوار در طول سال است. كه اين ميزان توليد گاز، حدود 500 ليتر به ازاي هر كيلوگرم فضولات تجزيه شده است. بهره برداري و نگهداري از دستگاه بيوگاز به مهارت خاصي نياز ندارد و هركس به راحتي مي تواند از آن استفاده كند. با توجه به موارد يادشده، لزوم برنامه ريزي براي گسترش منابع انرژي غيرنفتي و استفاده از انرژي هاي نو در كشورمان به خوبي احساس مي شود. با انجام مطالعات و تحقيقات و مشاركت در ساخت دستگاه هاي بيوگاز در مناطق روستايي مي توان در مصرف سوخت هاي نفتي به شدت صرفه جويي كرد.
در يك نتيجه گيري كلي استفاده از بيوگاز در زندگي روزمره مي تواند فايده هاي زير را به دنبال داشته باشد:

- بيوگاز به عنوان يك منبع انرژي محلي و تجديد شونده؛
- بهبود وضعيت ايمني صنعتي و خانگي، همچنين سودآور بودن آن؛
- بهبود وضعيت كيفيت هوا و كاهش بوهاي نامطبوع؛
- كاهش انتشارگازهاي گلخانه اي دشمن لايه ازون؛
- رشد اقتصادي و تضمين منبع انرژي؛
- جمع آوري مواد زايد و حيواني در يك نقطه و جلوگيري از پراكندگي آنها در محيط اطراف؛
- استفاده از بيوماس توليدي به عنوان كود سالم و مطمئن در كشاورزي

 

[پیرجو]

مطلب جالبی بود. هم در مورد نوع وانکش و ایجاد آن توضیح داده شده و هم در مورد موارد استفاده آن. این را هم اضافه کنم که موریانه ها هم قادر به تولید گاز طبیعی می باشند.
اگر یک وقت در داخل خانه موریانه مشاهد کردید لطفا آتیش اون دور رو برها ایجاد نکید. خطرناکه...
چندتا سوال دارم؟
بیوماس چیست؟
چرا کشورها ی اروپایی از بیوگازها استفاده می کنند ولی هنوز در کشور ما رواج نیافته دلایل خاصی وجود دارد؟

 

[mahdi.adelinasab]

سلام مه برار!

سلام مه برار!

اقا بهتاش عزیزم!
بیوماس همون زیست توده است.
زيست توده يكي از منابع مهم انرژيهاي تجديدشونده محسوب مي شود و به هر موجود زنده كه قابليت رشد و نمو داشته و بر مبناي قوانين طبيعي تقسيم شوند اطلاق مي شود و شامل جنگلها، اجزاء گياهان، برگها، موجودات زنده اقيانوسها، زائدات حيواني، پسماندهاي شهري و غذايي و ... مي شوند. اين مواد قابليت ذخيره انرژي در خود را دارا مي باشند. در واقع در خلال پديده فتوسنتز، دي اكسيد كربن از طريق آب و خاك و هوا توسط انرژي خورشيدي در گياهان ذخيره مي شود و باعث رشد و نمو آنها مي گردد اين انرژي خورشيدي در مواقع مصرف، قابليت تبديل به انرژي را دارا مي باشد.
زيست توده قابليت توليد برق، حرارت، سوختهاي مايع، سوختهاي گازي و انواع كاربردهاي مفيد شيميايي را دارا مي باشد. زيست توده سهم بزرگي در ميان ديگر انواع منابع انرژيهاي نو دارا مي باشد.

منابع زيست توده كه براي توليد انرژي مناسب هستند، طيف وسيعي از مواد را شامل مي شوند كه بصورت عمده به شش گروه تقسيم مي شوند:
· سوختهاي چوبي
· زائدات جنگلي، كشاورزي، باغداري و صنايع غذايي
· زائدات جامد شهري (زباله ها)
· فضولات دامي
· فاضلابهاي شهري
· فاضلابها، پسماندها و زائدات آلي صنعتي

توليد انرژي از منابع زيست توده (همانند سوختهاي فسيلي) به منظور توليد الكتريسيته و حرارت مي باشد. منابع زيست توده يكي از قديمي ترين منابع انرژي در جهان مي باشد.
اين منابع در صورت استفاده مستقيم قابليت توليد حرارت را دارا مي باشند. و در صورت توليد سوختهاي زيستي يا بيوگاز قابليت استفاده در موتور ژنراتورها يا پس از توليد بخار آب در توربين ژنراتورها را جهت توليد برق دارد.

گازي سازهاي زيست توده، راكتورها مي باشند كه قابليت توليد گازهاي سوختي در غياب اكسيژن را دارند. ارزش حرارتي اين گازها كمتر از ارزش حرارتي گازهاي سوختي طبيعي مي باشد. اين گازها بيوگاز ناميده مي شوند.

و بعد از سوختهاي فسيلي زغال سنگ، نفت و گاز طبيعي، زيست توده چهارمين منبع بزرگ انرژي در جهان است كه براي توليد حرارت (بخاريهاي هيزمي در منازل و توليد حرارت و آب گرم در صنايع) پخت و پز (خصوصاً در كشورهاي در حال توسعه) حمل و نقل (سوختهاي زيستي اتانول بيو ديزل) و توليد انرژي الكتريكي بكار مي رود. طبق برآرودهاي انجام شده در تمام دنيا Btu 15 10´278 ظرفيت نصب شده زيست توده مي باشد كه Btu 15 10´7.2 فقط در آمريكا نصب شده است.

اين منابع جزء منابع تجديدشوند مي باشند چرا كه با بهره گيري از اين منابع مجدداً بطور طبيعي رشد و نمو پيدا مي كنند ضمن اينكه توليد CO2 اين منابع (در صورت بهره گيري از آنها) بطور طبيعي بوده و توليد گازهاي گلخانه اي نمي كند. از ديگر سو بعنوان يك منبع ذخيره انرژي خورشيدي عمل مي كنند كه مي توان در مواقع لزوم از آن بهره گيري نمود.
در ميان ساير منابع تجديدشونده تنها منبعي هستند كه قابليت توليد سوختهاي مايع، جامد و گازي را دارا مي باشند و اين به معناي كاربرد گسترده آن مي باشد.

نوعي از سوختها مي باشد كه از منابع زيست توده بدست مي آيد. شامل سوختهاي اتانول مايع، متانول، بيوديزل و سوختهاي ديزل گازي همچون هيدروژن و متان. تحقيقات بر روي سوختهاي زيستي شامل 3 هدف عمده مي باشد.
1. توليد سوختهاي زيستي
2. پيدا كردن راههاي بهره گيري و استفاده از آن
3. تعيين پراكندگي ساختهاي آن
منابع توليد اين سوختها عبارتند از: نيشكر، روغن گياهان و سبزيجات

 

[mahdi.adelinasab]

آها...

آها...

بله درسته در ایران استفاده نمی شه اگر هم بشه بسیار کم ......
چون نیاز به تصفیه شدن داره...
و این تصفیه کردن از نوع پالایش گازی معمولی که در ایران هست نیست
بلکه به پالایشگاه های پیشرفته نیازمنده
و این به خاطر ترکیبات گازی موجود در اون هست
یا علی

 

[پیرجو]

دستت درد نکنه و کمال تشکر را دارم که پاسخ جواب هایم رو همیشه می دهی.

 

[mahdi.adelinasab]

خواهش می کنم وظیفمه، حاجی!
یا علی

 

[Haj riaz]

خیلی جالب بود، البته یه روش بسیار متداول هم برای استحصال بیو گاز احداث لندفیل ها مطابق متدهای جدیده که اگه مایل بودی اطلاعات خوبی در موردش دارم، درمورد انواع لاگون ها هم می تونم یه سری اطلاعات تکمیلی تقدیم کنم.

 

[mahdi.adelinasab]

سلام haj riaz ِ عزیز!
خیلی خوشحال می شم که از فعالیت های علمی شما دوست عزیز بهرهمند بشم.
خوشحالم که همچون شما در این باشگاه خدمت می کنند.
من منتظر مقالات شگفت انگیز شما خواهم بود.
موفق و پیروز بوده باشید
یا علی

 

[rahsam2]

توليد هيدرو‍‍زن

توليد هيدرو‍‍زن

سلام پروزه ي كارشناسيم دربارهي توليد هيدروزن به روش تخمير بي هوازي ومقايسه ان با روش هاي قديمي اگه مطلبي داري واسم بفرستين

 

[Niima]

ويژگي و چگونگي توليد بيوگاز ‏
بيوگاز به نام گاز مرداب نيز شهرت يافته با تركيبي از متان ‏‎(CH4)‎‏ و دي اكسيدكربن ‏‎(CO2)‎‏ و بوي ‏قابل تشخيص مانند تخم مرغ گنديده . سبك تر از هوا مي باشد و طبق مطالعات انجام گرفته در هندوستان آناليز ‏بيوگاز در جدول زير ذكر گرديده كه ميزان درصد گاز متان آن بستگي به دماي هاضم داشته و هر چه دماي هاضم ‏پايين تر باشد درصد متان آن بيشتر و ارزش حرارتي بالاتري دارد ولي ميزان گاز توليد شده كمتر است . بيوگاز ها ‏به دو دسته زير تقسيم مي شوند.‏
‏1.‏ بيوگازهاي با بار آلي ورودي زياد
‏2.‏ بيوگازهايي با بار آلي ورودي کم
دستگاهاي فوق داراي تفاوتهايي در ميزان گاز توليدي، زمان ماند و نحوه راهبري مي باشند.‏

جدول تركيبات بيوگاز
​

دماي احتراق بيوگاز حدود 700 درجه سانتيگراد (دماي احتراق گازوئيل 350 درجه سانتيگراد و نفت و پروپان ‏‏500 درجه سانتيگراد ) و دماي شعله حاصل از آن 870 درجه سانتيگراد است . بيوگاز مانند ساير سوخت هاي ‏گاز قابل احتراق بوده و با نسبت 1- 20 با هوا مخلوط شده و سرعت اشتغال آن بالا مي باشد . ارزش حرارتي آن ‏در حدود 6 كيلووات ساعت بر مترمكعب است (يعني برابر ارزش حرارتي نيم ليتر سوخت گازوئيل) كه در جداول ‏بعدي خواص بيوگاز نسبت به گازهاي سوختي و ساير سوختها مقايسه شده است . فشار لازم و مطلوب براي ‏پخت و پز با بيوگاز بين 5 تا 20 سانتيمتر ستون آب مي باشد . ارزش حرارتي متان خالص در حدود 9000 کيلو ‏کالري بر متر مکعب مي باشد.‏
چگونگي توليد بيوگاز
‏ دستگاههاي بيوگاز در شكل كلي از دو حوضچه ورودي و خروجي و يك مخزن تخمير(هاضم) و يك مخزن گاز ‏تشكيل شده اند كه شرايطي از قبيل آب و هوا ، فرهنگ ، اقتصاد و تكنولوژي باعث وجود اشكال مختلف و ‏مدلهاي گوناگون گرديده است . در تمام اين دستگاهها آب و مواد اوليه در حوضچه ورودي مخلوط شده و از آنجا ‏به مخزن تخمير هدايت شده كه پس از تخمير و توليد گاز با اضافه كردن مواد اوليه به سوي مجراي خروجي و ‏حوضچه خروجي هدايت مي گردند . ‏
اگر دستگاه بيوگاز با دقت كافي و در محل استقرارش درست به كار گرفته شود و بتواند نيازهاي انرژي و كود غني ‏براي كشاورزي توليد كند صاحب آن از داشتن چنين دستگاهي خوشحال مي شود ولي از نظر نوع و چگونگي ‏كاركرد ، دستگاههاي متفاوتي در جهان ساخته شده و مورد بهره برداري قرار گرفته كه توضيح در رابطه تمام موارد ‏از حوصله اين بحث خارج است ولي سه نوع كلي آن كه بيشترين طرفدار و بيشترين مصرف كننده را به خود ‏اختصاص داده ، مورد بحث قرار مي دهيم و بديهي است روش كار و فعاليت بقيه دستگاهها نيز مشابه اينها مي ‏باشد . ‏
‏1.‏ دستگاه بيوگاز با سرپوش شناور كه به مدل هندي معروف است ‏
‏2.‏ دستگاه بيوگاز با مخزن مشترك و ثابت كه به مدل چيني شهرت يافته است ‏
‏3.‏ دستگاه بيوگاز با نسبت طول به عرض زياد که به مدل تايواني شهرت يافته اند.‏
‏4.‏ کمپوست بي هوازي ‏
مواد اوليه بيوگاز پس مانده هاي الي زباله، مواد زائد حيواني، مواد زائد گياهي، فضولات انساني و لجن ‏فاضلاب مي باشد. ‏


واکنشهاي شيميايي و بيولوژيکي بيوگاز ‏
مرحله اول:‏
در طي اين مرحله مواد آلي پيچيده با وزن ملکولي زياد مانند پروتئين، سلولز و کربوهيدراتها به ملکولهاي ساده ‏تري همچون اسيدهاي آمينه، منوساکاريد و اسيدهاي چرب تبديا مي شوند.‏
مرحله دوم:‏
در طي اين مرحله ترکيبات مونومري با وزن ملکولي کم به ترکيبات واسطه مانند پروپيانات، بوتيرات، فورمات ‏و متانول تبديل مي شوند.‏
مرحله سوم:‏
باکتريهاي استوژنيک تمام ترکيبات فوق را به اسيد استيک، هيدروژن و دي اکسيد کربن تبديل مي کنند.‏
مرحله چهارم:‏
تمام ترکيبات مرحله قبل به متان تبديل مي شوند.‏
کليه مراحل فوق توسط باکتريهاي بي هوازي اختياري به انجام مي رسد به غير از مرحله چهارم که توسط ‏باکتريهاي بي هوازي مطلق انجام مي گيرد.‏
نسبت کربن به ازت در مواد ورودي به راکتور مهم مي باشد که اين نسبت بايستي در حدود 30 – 40 به يک ‏در نظر گرفته شود.‏
به خاطر حساسيت بالاي باکتري هاي متان ساز ساز به ‏PH‏ بايستي ‏PH‏ را در حدود 5/7 الي 7/7 نگهداشت ‏که براي اين عمل مي توان ميزان قليائيت را در حدود 1500 تا 7500 ميلي گرم در ليتر کربنات کلسيم حفظ ‏کرد تا ظرفيت تامپوني خوبي در راکتور ايجاد گردد. در صورتي که ‏PH‏ به کمتر از 5/5 برسد باکتريهاي متان ‏ساز غير فعال مي گردند.‏
ميزان گاز توليدي در حدود 5/0 الي 75/0 متر مکعب به ازاي هر کيلوگرم جامدات فعال هضم شده مي باشد. ‏بطور معمول ميزان بار گزاري راکتور بيوگاز در حدود 6/0 الي 6 کيلوگرم به ازاي هر متر مکعب از فضاي ‏راکتور مي باشد.‏


استفاده از دستگاهاي بيو گاز در تثبيت زباله هاي شهري
هاضم هاي بي هوازي که در تثبيت زباله هاي شهري مورد استفاده قرار مي گيرند به دو دسته زير تقسيم مي ‏شوند:‏









Low solid
در اين نوع هاضم غلظت جامدات مواد زائد جامد مورد استفاده 10 الي 4 درصد مي باشد.که براي ‏رسيدن به اين قسمت از لجن فاضلاب استفاده مي شود. ميزان توليد بيوگاز در اين سيستم 5/1 الي 5/2 ‏متر مکعب به ازاي هر متر مکعب حجم راکتور مي باشد که 50 الي 70% بيوگاز را متان تشکيل مي دهد. ‏بطور معمول به ازاي هر کيلوگرم مواد زائد جامد فرار تجزيه شده 25/0 الي 45/0 متر مکعب گاز توليد ‏مي شود و زمان ماند در اين راکتور 20 روز در نظر گرفته مي شود که بسته به درجه حرارت محيط، ‏ميزان بار ورودي و ميزان بار آلي قابل تجزيه تغيير مي کند.‏
High solid
در اين فرايند غلظت جامدات موجود در داخل راکتور 25 الي 35 درصد مي باشد که نمونه اي از اين ‏سيستم تحت عنوان فرايند ‏dranco‏ در بلژيک که مخفف ‏anerobic compost‏ است در حال بهره ‏برداري مي باشددر اين سيستم توليد بيوگاز 5 الي 8 متر مکعب به ازاي هر متر مکعب حجم راکتور مي ‏باشد. که 55% آن متان مي باشد. زمان ماندش 6 الي 20 روز است. توليد 140 الي 200 متر مکعب ‏بيوگاز به ازاي هر تن مواد زائد خام مي کند.‏
محاسبه حجم گاز توليدي در راکتور
براي محاسبه حجم گاز توليدي در راکتور مي بايستي ابتدا فرمول شيميايي مواد زائد و يا فاضلاب ورودي به ‏راکتور را بدست آورد. مواد زائد جامد داراي فرمول عمومي زير مي باشند.‏
Ca Hb Oc Nd
Organic matter CH4 + CO2 + N2 + NH3‎
مي توان در فرمول فوق به جاي مواد آلي مصرفي فرمول کلي ورودي را قرار داد و با استفاده از فرمول زير ‏معادله را موازنه نمود.‏
Ca Hb Oc Nd + (4A-B-2C+3D/4) H2O ( 4A+B-2C-3D/8) CH4+ (4A-‎B+2C+3D/8) CO2 + DNH3‎
در محاسبه ‏‎ ‎ميزان متان توليدي بايد توجه داشت که 60% گاز توليدي متان و 40% آن ‏CO2‎‏ مي باشد. در ‏ضمن چون بخشي از مواد آلي موجود در مواد زائد جامد ورودي به راکتور بيوگاز صرف سنتز بافت سلولي ‏جديد مي گردد. به همين دليل تنها 85% از گاز تئوري محاسبه شده در عمل توليد مي گردد.‏
در اينجا به معرفي سه نوع از مشهورترين و پرکاربرد ترين سيستمهاي بيوگاز مي پردازيم.‏
دستگاه بيوگاز با سرپوش شناور (مدل هندي) ‏
اين دستگاه كه در هند طرفدار زيادي داشته و هزاران دستگاه از اين نوع در هندوستان در حال توليد ‏بيوگاز مي باشند . مواد اوليه از حوضچه ورودي پس از مخلوط با آب به داخل مخزن تخمير كه در داخل زمين ‏قرار دارد هدايت شده و پس از توليد گاز مواد تخمير شده به طرف حوضچه خروجي كه در راستاي حوضچه ‏ورودي قرار گرفته حركت كرده و گاز توليدي در داخل محفظه فلزي گاز كه به صورت معكوس روي دهانه مخزن ‏تخمير قرار گرفته ، جمع آوري مي شود . شماي كلي اين دستگاه مانند شكل زير مي باشد . ‏

​

حوضچه ورودي
‏ همانطوري كه در شكل بالا نشان داده است . اين حوضچه در سطح فوقاني زمين و در مقابل حوضچه خروجي در ‏طرف ديگر مخزن تخمير ساخته شده و از طريق مجراي ورودي مواد اوليه را كه با آب مخلوط شده به قسمت ‏تحتاني مخزن تخمير انتقال مي دهد و عمل اصلي اين حوضچه مخلوط آب و مواد اوليه است كه اين عمل با دست ‏انجام مي گيرد . اندازه متعادل حوضچه با حالت استوانه اي شكل داراي شعاع ‏cm‏40 و حداكثر ارتفاع ‏cm‏40 ‏است كه در ارتفاعي بالاتر از سطح زمين قرار مي گيرد . ‏










حوضچه خروجي ‏
‏ اين حوضچه در طرف مقابل حوضچه ورودي به نحوي ساخته مي شود تا سطح فوقاني آن هم سطح زمين باشد تا ‏هنگام ورود مواد اوليه از حوضچه ورودي بنا به قوانين فشار مايعات و ظروف مرتبطه مواد تخمير شده از كف ‏مخزن تخمير به طرف مجراي خروجي و حوضچه خروجي هدايت گردد . مجراي خروجي ‏cm‏20 از سطح زمين ‏قرار مي گيرد و مجراي ورودي در 50 سانتيمتري عمق زمين تا مواد تخمير شده پس از ورود مواد اوليه از طريق ‏مجراي خروجي خارج گردد . ‏
تانك تخمير ‏
‏ تانك تخمير كه به مخزن يا محفظــه تخمير يا ‏digester‏ يا هــاضم معروف است . اساسي ترين قسمت يك ‏دستگاه بيوگاز است . در اين محفظه پس از ورود مواد اوليه و تثبيت درجه حرارت و رطوبت (عدم نفوذ آب) و ‏عدم نفوذ هوا ، تخمير يا تجزيه غيرهوازي توسط باكتريهاي متان زا صورت مي گيرد و بدين ترتيب گاز در اين ‏مخزن توليد مي شود . ساختمان اين مخزن با توجه به شرايط آب و هوايي و امكانات فني و اقتصادي متفاوت است ‏
مثلاً در مناطق سردسير در عمــق زمين قــرار مي گيرد و ديـواره هاي آن عايق بندي مي شود و يا در مناطقي كه ‏باران زا و احتمال نفوذ آب به داخل آن مي باشد بدنه آن را براي جلوگيري از نفوذ آب ، آب بندي و قيراندود مي ‏كنند تا هم مانع نفوذ آب گردد و هم درجه حرارت آن ثابت بماند . مجراهاي ورودي و خروجي در داخل مخزن ‏بايد به طريقي طراحي و اجرا شود تا با ورود مواد جديد ، مواد تخمير شده از كف مخزن به بالاي آن منتقل شده و ‏به داخل حوضچه خروجي هدايت گردد . در بعضي مواقع در داخل مخزن يك همزن نيز تعبيه مي كنند كه اين امر ‏نقش مهمي در توليد گاز دارد . ‏
محفظه گاز
‏ اين محفظه كه محل تجمع گازهاي ايجاد شده ، در اثر تخمير مواد مي باشد ، اصولاً از يك استوانه ته بسته با ورقه ‏هاي فولادي به ضخامت 1 تا 3 ميليمتر ساخته مي شود . سقف آن را به صورت مخروطي مي سازند تا هم مقدار ‏بيشتري گاز در آن ذخيره شود و هم آب باران روي آن جمع آوري نگردد و پوسيدگي ايجاد نكند . در مركز رأس ‏آن يك لوله فلزي را از داخل آن جوشكاري مي كنند تا پايين رفتن و بالا رفتن آن در هنگام مصرف گاز يا توليد ‏گاز كنترل شود . به طــوري كه هرگاه گاز بيشتري توليد شد . محفظــه به طرف بالا حركت مي كند و در روي ‏سرپوش مخزن نيز شيري جهت تخليه گاز نصب مي گردد تا به وسيله باز و بسته كردن آن گاز به طرف محل ‏مصرف هدايت گردد . مخزن گاز بايد زنگ زدايي شده و پوشش رنگ از بروز زنگ زدگي در آن جلوگيري شود و ‏همواره سطوح داخلي و خارجي آن از نظر زنگ زدگي كنترل شود . ‏
قسمت هاي اصلي بيوگاز با مخزن شناور را مواردي كه در بالا ذكر شد ، تشكيل مي دهد كه بايد در ساخت آن ‏كليه نكات ايمني را از لحاظ ساخت دستگاه ، عدم نفوذ آب و هوا ، عدم نشت گاز ، به كار بردن مصالح خوب و ‏‏… رعايت كرد تا دستگاهي مطمئن داشته باشيم . امروزه با رشد تكنولوژي ، توليد اين دستگاهها نيز دچار تغييرات ‏اساسي گرديده و در بعضي جاها مخزن گاز را به وسيله حائل هايي كنترل كرده و يا اطراف آن را با توري مي ‏پوشانند تا جانوران و حيوانات در داخل آن نيفتند ولي اساس كار آن و قسمتهاي اصلي و مورد نياز مواردي است ‏كه در بالا ذكر شده است و قطعات ديگر براي ايمني و بهره برداري بيشتر به آن اضافه شده است . ‏
دستگاه بيوگاز با سرپوش گاز و مخزن تخميري به صورت واحد و با حجم ثابت (مدل چيني) ‏
با توجه به اينكه چيني ها مبتكر اوليه اين دستگاه مي باشند به مدل چيني مشهور شده و به صورت مخزن گنبدي ‏شكل و در عمق زمين ساخته مي شود . مخزن گاز و تخمير مشترك مي باشد و به علت جاي گيري دستگاه در ‏عمق زمين از نظر صرفه جويي در مكان و فضاي مورد نياز و تثبيت حرارت و مقاومت دستگاه در مناطق سردسيري ‏باعث شده كه به اهميت و كارآيي آن افزوده شود . طرح اصلي دستگاه مانند شكل زير مي باشد . ‏
بدين ترتيب كه محفظه گاز و خمير در ارتباط با يكديگر و در يك مخزن مشخص ساخته شده و محفظه گاز با ‏پوششي آجري يا بتني به صورت گنبدي شكل ساخته مي شود كه روي محفظه گاز يك دريچه تعبيه مي شود و ‏اساس كار آن مانند دستگاه قبلي است ولي در اين حالت گاز توليدي به طرف گنبد صعود كرده و فشار گاز توليدي ‏هم گاز را به محل هدايت مصرف مي كند و هم مواد تخمير شده را به داخل محفظه خروجي مي راند كه خروج ‏اين مواد به طرف حوضچه خروجي فشار گاز داخل گنبد را تنظيم كرده و در اثر ازدياد فشار ، مواد بيشتري خارج ‏مي شود و چنانچه در حين مصرف فشار داخلي كم شود ، مواد از دريچه خروجي به داخل مخزن تخمير برمي ‏گردند تا فشار نقصاني را جبران كند . همانطوري كه قبلاً بيان شد در بالاي مخزن گاز ، دهانه اي تعبيه مي شود كه ‏براي آن دهانه كه قطر آن حدود ‏cm‏50 مي باشد بايد يك دريچه بتني ساخته شود و در اين دريچه بايد محلي ‏براي عبور لوله گاز در نظر گرفته شود (بايد قطر دهانه به حدي باشد تا انسان بتواند به راحتي از آن عبور كند ) ‏پس از ساخت دستگاه بايد دريچه آب بندي گردد تا نشت گاز از اطراف آن صورت نگيرد . ضمناً به هنگام فعاليت ‏دستگاه بايد دريچه به وسيله وزنه هايي كنترل گردد تا فشار گاز داخل مخزن باعث تكان دادن دريچه نگردد . تنها ‏تفاوت اين دستگاه با مدل هندي ثابت بودن حجم مخزن گاز است و از كاربرد آهن و فنر در آن اثري ديده نمي ‏شود . اگرچه طراحي اين مدل به محاسبات مهندسي نياز دارد ولي ساخت آن خيلي راحت بوده و اين راحتي ‏ساخت روستاييان را به استفاده از اين دستگاه راغب مي كند . دستگاههاي بيوگاز (مدل هندي و چيني ) از جنبه ‏هاي مختلف در جدول زير مورد مقايسه قرار گرفته اند . ‏

​

دستگاه بيوگاز در مدل تايواني
اين دستگاه مي تواند ار جنسهاي مختلفي همچون فلزات، ‏PVC‏ و فايبرگلاس ساخته شود. نسبت طول به عرض ‏در اين سيستم زياد مي باشد. نوع جريان در آن ‏Plug Flow‏ مي باشد و زمان ماند ميکروبي و هيدروليکي آن به ‏دليل نداشتن لجن برگشتي با يکديگر برابر مي باشد و حدود 60 روز است.‏

 

[Niima]

اينم تصوير بهره برداري از بيو گاز ! راحته نه ؟! نيازي به شيرين سازي هم نداره !

 

[Niima]

ساخت پلانت بيوگاز!

 

[nashakiba]

مطالب خیلی جالب و با ارزش بود ممنونم
از چاههای فاضلاب خانگی هم میشه بیوگاز تهیه کرد؟

 

[ROHAZ]

سلام

از همه بچه های فعال ممنونم

از دوست خوبم haj riaz می خواهم که در باره بیوگاز کمکم کنه
و یک راهنمایی در زمینه نحوه تولید و اینکه اگر بخوام بیوگاز تولید کنم چه کار باید کنم
رو برایم ارسال کنه

یا تو همین تاپیک بذاره

خیلی ممنونم

 

[golkhandan]

اصلا مهم نیست که مطالب اینجا چه طور نمایش داده میشن
مهم اینه که بعد از کپی در ورد ما سالم پیس میشن.
شما به کارتون ادامه بدید.
یک دنیا ممنون
اگر لطف کنید منابع رو هم در پایان درج کنید ممنون تر میشیم.

 

[mohandesziaeenia]

سلام دوستان/من یه پروژه از بین موضوعات زیر میخواستم . ممنون میشم کمک کنید .
:توليد بيوگاز-2:بررسي انواع بيوراکتورهاي غشايي
3:بررسي روش هاي زيستي تصفيه فاضلاب شهري
4:بررسي روش کشت جلبک براي حذف و کاهش دي اکسيد کربن ازفاضلاب
5:بررسي روش هاي حذف نيترات از فاضلاب
6:بررسي استفاده از روش هاي زيستي براي حذف فلزات سنگين از فاضلاب
اگه هزینه هم خواست قبوله
09353287882

 

[پیرجو]

سلام دوستان/من یه پروژه از بین موضوعات زیر میخواستم . ممنون میشم کمک کنید .
:توليد بيوگاز-2:بررسي انواع بيوراکتورهاي غشايي
3:بررسي روش هاي زيستي تصفيه فاضلاب شهري
4:بررسي روش کشت جلبک براي حذف و کاهش دي اکسيد کربن ازفاضلاب
5:بررسي روش هاي حذف نيترات از فاضلاب
6:بررسي استفاده از روش هاي زيستي براي حذف فلزات سنگين از فاضلاب
اگه هزینه هم خواست قبوله
09353287882

http://www.www.www.iran-eng.ir/showthread.php/31111-·▪•●مقالات-درخواستی●•▪·/page332