بسم الله الرحمن الرحيم
الوقود الحيويBiogas
تعريف الوقود الحيوي (البيوغاز)
يطلق اسم البيوغاز أوغاز المستنقعات أوغاز الروث على الغاز الذى
ينطلق من المواد العضوية المتخمرة تحت سطح الماء بمعزل عن الهواء
ويكون الميثان حوالى 54 -07 %منه أما الباقي فهو ثاني أكسيد
االكربون 27-43% وقليل من الهيدروجين وآثار من النيتروجين
وكبريتيوز الأيدروجين.
ويوجد الميثان في صورة غازية عند درجة حرارة الغرفة والضغط الجوي
وهو غاز عديم اللون والرائحة وكثافته تقرب من نصف كثافة
الهواء, وهو صعب الإسالة حيث يلزم ضغطة الي اكثر من 45.8 ضغط جوي
وخفض درجة حرارته لأقل من -82 درجة م . يشتعل الغاز الحيوي في
الهواء مكوناً لهباً أزرق باهت شديد الحرارة حوالي 600 درجة م ،
وينفجر إذا وصلت في الهواء الي 5.5% وحتي اقل من 14% وهو شحيح
الذوبان في الماء.
تكنولوجيا الوقود الحيوي:-
تقوم هذه التكنولوجيا علي تخمير مخلفات الحيوان (الروث) و مخلفات
الإنسان (كسح مراحيض،حمأة مجاري) ومخلفات المدن (القمامة) مخلفات
الصناعات الغذائية (مياه الغسيل-شرش اللبن ، مخلفات مصانع السكر
والنشا ، محالج القطن ، مصانع النسيج ) تخميرا لاهوائياً في مخمرات
خاصه زات لسعات تتراوح بين عدة أمتار مكعبه الي عدة آلاف من
الامتار المكعبه علي حسب كميه المخلفات وراس المال المتاح والغرض
من إستخدام الغاز.
ولقد تطورت كفاءة مخمدات البيوغاز في السنوات الماضية في توليد
البيوغاز بدرجة كبيرة . كما انتشرت هذه التكنولوجيا في السنوات
العشرين بدرجة كبيرة جداً ، فبلغت عدد وحداتها في الصين مايزيد عن
7مليون وحده منزلية وفي الهند حوالي 100-120 الف وحدة وفي كوريا
الجنوبية 50 الف وحدة بالإضافة الي عدة مئات من الوحدات الضخمة في
الدول المتقدمه ، ففي باريس تقوم محطه مجاري باريس بمعالجه المياه
المتخلفة من 6مليون نسمه وتنتج بيوغازاً من حمأه المجاري في
وحدات لسعتها 133 الف متر مكعب ، وهذه الطاقة يتم تحويلها الي
كهرباء.
وتعد تكنولوجيا البيوغاز زات عائد إقتصادي مجز إذا تم حساب الطاقه
الناتجه بالأسعار العالميه ، وأخذ في الاعتبار العائد الناتج عن
إستخدام مايتخلف من عمليه التخمير كسماد عضوي جيد، فضلاً عن الآثار
الموجبه لهذه التكنولوجيا علي تحسين البيئه حيث يتم إبادة قدر كبير
من الميكروبات الممرضه والطفيليات اثناء عمليه التخمير اللأهوائي.
كمال أن سماد البيوغاز يحتوي علي أحماض عضوية طيارة تساعد علي طرد
الذباب والبعوض، بعكس المخلفات الطازجه التي تمثل مصدر جذب لتوالد
الذباب والبعوض والفئران والحشرات.
جدول معدل إنتاج البيوغاز من بعض المخلفات العضوية
|
المخلفــــــــــــــــات العضويـــــــــــــــة |
معدل إنتاج البوغاز مترمكعب/كجم مادة عضوية مضافة
|
|
الماشية |
0.380 |
|
الدواجن |
0617 |
|
المجاري |
0.265 |
|
الحشائش |
0.277 |
|
الماشية+ دواجن (1:1) |
0.528 |
|
الماشية + مجاري (1:1) 0.407 |
0.407 |
|
دواجن + مجاري (1:1) |
0.413 |
|
دواجن + حشائش (1:1) |
0.495 |
|
مجاري + حشائس (1:1) |
0.387 |
نظم وحدات البيوجاز:-
يختلف النظام الذي يتبع في إنتشاء وحدات البيوجاز من
المخلفات العضوية تبعاً للغرض الذي من أجله تنشأ وحدة البيوجاز
وحجم ونوع المخلفات المراد معالجتها . كما تختلف أنظمة
الإنشاء فيما بينها في ترتيبها لنواتج تكنولوجيا البيوجاز حسب
الأهمية فبينما تسعي دول جنوب اسيا والصين الشعبيه الي الحصول علي
الطاقة اولاً بغض النظر عن السماد وماتحتوية من عناصر سماديه،
في حين ان الدول المتقدمة يكون الدافع الأساسي لتبنيها تكنولوجيا .
البيوغاز هو حمايه البيئة من التلوث ، بإعتبار أن نظام التخمر
اللاهوائي يؤدي الي هدم المادة العضوية . مع إنتاج طاقه تساهم في
تشغيل نظم المعالجة.
تتفق جميع وحدات البوجاز في تصميمها من جسم رئيسي يتم فيه تخمير
المخلفات العضويه بمعزل عن الهواء، ومن حين لأستقبال البيوغاز
المتولد ومدخل أو نظام لتغذية الوحدة ومخرج أونظام لتفريغ الوحدة .
إلا أن الوحدات تختلف فيما بينها في أسلوب تنفيذ ذلك وغالباً ما
يعتمد هذا الأسلوب علي الخامات المتاحة والدراسه التكنولوجيه
السائده في البئية
النظام الصيني :-
تتكون وحده البيوجازالصينية الطراز من مخمر اسطواني او مربع أو
مستطيل ينشأ تحت سطح الأرض، يعلوه قيد ثابت من الطوب أو غطاء مسطح
من الخرسانه المسلحة لجمع الغاز المتولد أثناء التخمير، يتصل بها
من أعلي الجانبين فتحه للمدخل للتغذيه بالمخلفات والأخري للمخرج
يتم خروج سماد البيوجاز منها ، كما توجد بها فتحه علويه يسهل تحريك
غطائها تستخدم عند تنظيف الوحدة.
الوحدات من مخلفات المزرعة (أحطاب وعروق وعروش الخ---)
لمده حوالي 3 أسابيع مع بول وبراز الإنسان وروث الماشيه المتاح ثم
إضافة هذا الخليط الي وحدة البويجاز لتغذية رئيسيه لها. ثم توالي
الوحده بالتغذيه اليومية بما يتيسر من مخلفات الإنسان والحيوان الي
تجمع وبتطور عمليه التخمير يبدأ البيوجاز في التولد بكميات متزايده
يتم تخزينها في خزان الغاز، والذي هو عبارة عن القبوبعده طبقات
متتابعه رقيقة من التربه لمنع تسرب الغاز المتولد ويتراكم الغاز
بتزايد الضغط في خزان الغاز، فيدفع مخلوط التخمر الي فتحة المدخل
وفتحه المخرج ، ويمثل ذلك بدورة ثقلاً يضغط علي الغاز، فيسمح
بأنتقاله من الوحده الي مكان الإستخدام (المطبخ أو حجرات الإنارة)
وبأستمرار استهلاك الغاز يبدأ الضغط في الإنخفاض وتعود المخلفات
مرة أخري الي خزان التخمير
النظام الهندي:-
يطلق ذلك الاسم علي وحدات البيوجاز التي يتجمع فيها الغاز
الناتج في خزان للغاز من المعدن ، يطفو علي سطح المواد المتخمرة
متحركا الي اعلي والي اسفل حسب انتاج البيوجاز وإستهلاكه
تقييم وحدات البيوجاز:-
لقد أظهرت الخبرة في مجال إنشاء وتشغيل وتقييم وحدات البيوجاز
الحقليه ونصف الحقليه (بحثية) بعض المعوقات لنشر تكنولوجيا
البيوجاز علي المستوي العالمي.
سماد البيوغاز:-
تحتاج النباتات لعده عناصر غذائية مثل الكربون والهيدروجين
والاكسجين التي تحصل عليها النباتات من الهواء المحيط بها وكذلك
من الماء، اما العناصر الضرورية الأخري مثل النيتروجين والفوسفور
والبواتاسيم وبعض العناصر الصغري فيتحصل عليها النبات من خلال
التربه وهذه العناصر تقل نسبتها في التربه باستمرار الزراعة في نفس
الرقعة الزراعية وتقل ايضا نتيجة لأستمرار في عملية الري والافراط
فيها يقلل من خصوبه التربه.والطريقة الطبيعية للمحافظة علي تلك
الخصوبة هو إعادة المخلفات العضوية الي التربة ، ولايتأتي ذلك إلا
بإعادة المخلفات النباتيه والحيوانيه . كذلك مخلفات الانسان الي
التربه مرة اخري بالطريقة المثلي. وهي إدخال تلك المخلفات في دورة
البيوغاز لتخميرها في معذل عن الهواء لإنتاج سماد عضوي ذي فعاليه
عاليه وهو مايسمي بسماد البيوجاز الذي يعرف بذلك المخلوط الذي
يتبقي بعد تخمير المخلفات العضويه للحصول علي البيوغاز. ويعد
البيوغاز هو أحد الأهداف الأساسية في إدخال دورة البيوغاز في الريف
المصري ومناطق الأستصلاح الجديدة .
تركيب سماد البيوغاز:-
يتكون مخلوط سماد البيوغاز من جزئين .جزء سائل وجزء صلب والأخير
يتركب من الحمأة والمادة العضويه.
تتوقف نسبه المادة العضويه في سماد البيوغاز علي عده عوامل
أهمها:-
1-
أنواع المخلفات الداخلية في عملية التخمير
2-
الظروف السائدة أثناء عمليه التخمير
3-
مدة بقاء مخلوط التخمير بوحدة البيوجاز
تأثير أستخدام سماد البيوغاز علي إنتاجية المحاصيل المختلفة تتفاوت
التقديرات في أثر سماد البيوغاز علي المحاصيل فقد اورد الصينيون أن
متوسط نسبه الزيادة للمحاصيل المختلفة حوالي 17% حيث بلغت نسبة
الزيادة نتيجة استخدام سماد البيوغاز مقارنه باستخدام
المخلفات العضوية غير المتخمرة كالأتي:-
28% للذرة ، 10% للأرز ، 24.7% للقطن ، 12.5 للقمح
وفي مركز البحوث الزراعية تم دراسه تأثير إضافه سماد البيوجاز علي
إنتاجية محاصيل الحبوب كالقمح والذرة والفول البلدي ، والألياف
كالقطن، وكذلك الخضر مثل الجذر والسبانخ ومقارنة ذلك بالاسمدة
الكيميائية التقليدية والسماد البلدي. وسماد البيوجاز ذا فعاليه
عالية في إمداد النباتات بالعناصر الغذائية الضرورية الكبري
والصغري ، مما تنتج عنه زيادة في المحصول كما ونوعا في حالة اضافته
بكميات مكافئة لاحتياجات المحصول من النيتروجين.
المراجع
الأسمدة العضوية والاراضي الجديدة
د. سامي محمد شحاته
د. محمد راغب الزناتي
د. بهجت السيد علي
اعداد
مهندس زراعي دارالسلام عبد القادر بشير
الارشيف
-
-
التقانات الزراعية
المستخدمة في السودان
-
مناهج الزراعة الحديثة.
-
أثر الازمة
المالية العالمية علي القطاع الزراعي السوداني
-
الاثر الاقتصادي
لبرامج الارشاد الزراعي
-
الوقود الحيوي
