فناوري تولید بیوگاز از فاضلاب

تولید بیوگاز از فاضلاب می تواند از فرایندهاي بی هوازي فاضلاب نیز انجام گیرد که علاوه بر تولید انرژي می تواند در کنترل بو نیز مؤثر باشد.

یکی از روش هایی که در آن می توان گاز زیادي به دست آورد، تصفیه فاضلاب به روش  UASB می باشد. از این روش براي تصفیه فاضلاب هاي صنعتی با بار آلی زیاد استفاده می گردد که داراي راندمان بالایی در حذف می باشد.

به همین دلیل در این روش متان، هیدروژن سولفوره و دي اکسید کربن زیادي تولید می گردد که در صورت عدم جمع آوري و دفع صحیح باعث تولید بو و ایجاد انفجار می گردد.

تولید بیوگاز از فاضلاب

جمع آوري گاز و کاربرد آن

جمع آوري گازهاي تولیدي سیستم بی هوازي که خارج از راکتور انجام می گیرد باید از دقت خاصی برخوردار باشد و همان دقتی که در دستکاري گازهاي طبیعی مراعات می گردد، در این سیستم ها نیز مورد توجه باشد.

سیستم جمع آوري گاز راکتور باید بتواند حداکثر گاز تولیدي را نیز پاسخگو باشد. متأسفانه در اکثر مواقع مخازن ذخیره را براي تولید گاز و نگهداري آن براي زمان هاي4 تا 5 دقیقه می سازند و چون تولید گاز در زمان حداکثر خود نیاز به ذخیره بیشتري دارد باید براي ذخیره آن از مخازن دیگري سود جست.

فشار گاز تولیدي در سیستم حداکثر 10تا 20 اینچ ستون آب است و اگر در محلی ذخیره شود فشار آن به مرور زیاد شده و ممکن است با متصاعد شدن از مخزن ذخیره علاوه بر ایجاد بو در مواردي باعث انفجار و آتش سوزي نیز بشود.

اگر گازهاي خروجی از راکتور مجدداً به آن بازگردند، فضاي بالاي راکتور روي سطح فاضلاب را که راه تماس راکتور با اتمسفر است، پر می نماید. این عمل علاوه بر ایجاد بو، مانع متصاعد شدن متان هاي تولیدي خواهد گردید.

باقی ماندن و تجمع بیش از حد متان در محل بالای راکتور ممکن است در مواردي ایجاد انفجار نماید و حتی ممکن است غلظت هیــدروژن سولفــوره در اطراف راکتور به حــدي برسد که باعث بروز خطر بهره برداران گردد.

همچنین ممکن است گازهاي تولیدي به جوبک هاي خروج فاضلاب راه یافته و بهره برداران را به علت محتواي هیدروژن سولفوره در معرض خطر قرار داده و گاهی باعث انفجار شود.

ممکن است مقادیري گاز در حین عبور از لوله ها و ورود به مخازن شست و شو در فضاي اطراف پخش شوند. باید مسائل و خطرات ناشی از این گونه پخش گاز در سایت تصفیه خانه به نحوي قابل پیش بینی و پیشگیري باشد.

گاز تولیدي در راکتور علاوه بر متان محتوي گاز کربنیک و هیدروژن سولفوره است بعلاوه محتوي رطوبت نیز خواهد بود.

با تمام پیش بینی ها براي حذف رطوبت متأسفانه رطوبت باقیمانده در مواردي با ایجاد قطرات آب در شعله سوز و وسایل اندازه گیري مشکلاتی به وجود خواهد آورد. براي جلوگیري از این مسئله هم باید پیش بینی هاي لازم بعمل آید.

هیدروژن سولفوره موجود در بیوگاز خاصیت خوردگی شدیدي داشته و در حضور رطوبت به اسید سولفوریک که خورنده تر از خود اوست تبدیل خواهد شد و اگر توأم با گازهاي سیستم بی هوازي سوزانیده شود به SO2 تبدیل شده که در هواي اطراف راکتور پخش و در صورت بارندگی به صورت باران اسیدي نازل و باعث خوردگی تمام چیزهاي درتماس با آن خواهد گردید.

میزان تحمل پذیري انسان در برابر هیدروژن سولفوره10 میلی گرم در لیتر است ، بعلاوه هیدروژن سولفوره در محیط اطراف بخش خود بوهاي بدي شبیه تخم مرغ گندیده به وجود خواهد آورد.

سه راه براي حذف هیدروژن سولفوره از بیوگاز قابل پیش بینی است که عمومی ترین آن به کاربردن یک برج محتوي سود است که براي به حداکثر رساندن حذف آن بهتر است سود رقیق نیز در حال گردش در برج باشد تا تماس هیدروژن سولفوره با آن بیشتر برقرار گردد. سود می تواند در مواردي که گاز کربنیک بالاست نسبت به حذف آن نیز اقدام نماید.

معمولاً هیدروژن سولفوره در این عمل به سولفوره هاي محلول تبدیل و از محیط بیوگاز دور می گردد.

گرچه احداث این گونه تأسیسات خیلی کم خرج است ولی نگهداري از آن می تواند پرهزینه باشد زیرا نیاز دارد گاهگاهی رسوبات تشکیل شده در آن را خارج نمود.

براي حذف هیدروژن سولفوره لازم است PH محیط حدود  10 باشد و در PH هاي زیر 5/9 قدرت حذف کاهش یافته و در PH بیشتر از 5/10 تشکیل رسوب و گرفتگی لوله ها اتفاق خواهد افتاد. معمولاً راندمان حذف هیدروژن سولفوره بین 80 تا 90 درصد متغیر است.

راه دوم حذف هیدروژن سولفوره از بیوگاز استفاده از صافی ذغال فعال است.

عیب بزرگ این روش اشباع شدن ذغال ها و نیاز به آماده سازي مجدد آنهاست که بسیار پرخرج و پردردسر است و تهیه خود صافی ذغالی نیز گران خواهد بود.

بالاخره با استفاده از املاح آهن می توانیم گاز هیدروژن سولفوره را از محتویات بیوگاز حذف کنیم.

در این عمل گاز هیدروژن سولفوره به صورت گوگرد خالص از محیط حذف شده و به عنوان محصول فرعی مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

هزینه احداث این سیستم حذف هیدروژن سولفوره خیلی گران است و گاهی یک تا دو دلار در حذف آن از هر فوت مکعب حجم بیوگاز هزینه لازم دارد.

کنترل بو در تصفیه بی هوازي

یکی از پردردسرترین مشکل بهره برداري از سیستم هاي بی هوازي حذف بو خصوصاً بوهاي ناشی از هیدروژن سولفوره است. این بوها در غلظتی معادل 5/0 قسمت در میلیون قابل تشخیص و اعتراض است.

بعد از زمان کوتاهی که در تماس با هیدروژن سولفوره باشیم و سیستم بویائی ما با استنشاق دچار خستگی گردد به علت عدم درك بوهاي غلیظ هیدروژن سولفوره ممکن است انسان در معرض تماس با گاز و بروز خطر قرار گیرد ، از این رو بهتر است وجود گاز از طریق دستگاه هاي اندازه گیري تعیین گردد تا سیستم بویائی انسان.

برحسب غلظت هیدروژن سولفوره هر نوع نشتی از بیوگاز احتمالاً با پیدایش بو توأم است.

محتویات خروجی راکتور هم بدون شک داراي مقادیر کمی هیدروژن سولفوره خواهد بود که در هنگام جریان فاضلاب خروجی در جوبک ها رها خواهد شد.

ممکن است محل هاي تخلیه فاضلاب خروجی مخصوصاً نقاط رها شدن گازهاي هیدروژن سولفوره را به امکاناتی چون صافی ذغالی یا سایر وسائل جذب گاز هیدروژن سولفوره وصل نمود تا از پخش آن در فضاي اطراف ممانعت به عمل آید.

ممکن است براي جذب گاز هیدروژن سولفوره از صافی هاي محتوي مواد آلی )Compost-Filter( که در آن گازهاي ورودي با میکروارگانیسم ها وارد فعل و انفعالاتی شده و با جذب مواد بودار هواي بدون محتوي بو را به بیرون هدایت می کند، استفاده نمود. مواد پرکننده این صافی ها را هرازگاه باید خالی و پر نمود.

نحوه قرار گرفتن کمپوست در صافی باید طوري باشد که فضاي لازم بین آنها براي عبور گاز تأمین گردد.

توصیه شده به محتویات صافی کمی آهک براي زیادتر شدن کلسیم و بالاتر رفتن PH محیط براي حذف بهتر ناخالصی ها اضافه نمایند. گاهی مقداري لجن فعال به محتویات این صافی ها اضافه می کنند.

اگر محتویات گازهاي بالاي راکتور در 95 درجه فارنهایت بکار رود محتوي مقدار کافی رطوبت خواهد بود.

در غیر این صورت لازم است با پاشش مقادیري آب، رطوبت لازم را در محیط صافی تولید نمود. لازم است گاه گاهی محتویات صافی را به هم زد تا از چسبیدن آنها به هم جلوگیري شود.

نویسنده: امیر رضا طلایی

منبع: ستاد توسعه زیست فناوری

گردآوری شده توسط پایگاه دانستنی آنلاین