فن آوري توليد بيوگاز از فاضلاب

فن آوري توليد بيوگاز از فاضلاب

مقدمه
استحصال بيوگاز مي تواند از فرايندهاي بي هوازي فاضلاب نيز انجامگيرد که علاوه بر توليد انرژي مي تواند در کنترل بو نيز موثر باشد. يکي از روشهاييکه در آن مي توان گاز زيادي به دست آورد تصفيه فاضلاب به روش UASB مي باشد. از اينروش براي تصفيه فاضلابهاي صنعتي با بار آلي زياد استفاده مي گردد که داراي راندمانبالايي در حذف مي باشد. به همين دليل در اين روش متان، هيدروژن سولفوره و دي اکسيدکربن زيادي توليد مي گردد که در صورت عدم جمع آوري و دفع صحيح باعث توليد بو وايجاد انفجار مي گردد.

جمع آوري گاز و كاربرد آن
جمع آوري گازهاي توليديسيستم بي هوازي كه خارج از راكتور انجام مي گيرد بايد از دقت خاصي برخوردار باشد وهمان دقتي كه در دستكاري گازهاي طبيعي مراعات مي گردد ، در اين سيستمها نيز موردتوجه باشد . سيستم جمع آوري گاز راكتور بايد بتواند حداكثر گاز توليدي را نيزپاسخگو باشد . متأسفانه در اكثر مواقع مخازن ذخيره را براي توليد گاز و نگهداري آنبراي زمانهاي 4 تا 5 دقيقه مي سازند و چون توليد گاز در زمان حداكثر خود نياز بهذخيره بيشتري دارد بايد براي ذخيره آن از مخازن ديگري سود جست . فشار گاز توليدي درسيستم حداكثر 10 تا 20 اينچ ستون آب است و اگر در محلي ذخيره شود فشار آن به مرورزياد شده و ممكن است با متصاعد شدن از مخزن ذخيره علاوه بر ايجاد بو در مواردي باعثانفجار و آتش سوزي نيز بشود . اگر گازهاي خروجي از راكتور مجدداً به آن بازگردند ،فضاي بالاي راكتور روي سطح فاضلاب را كه راه تماس راكتور با اتمسفر است را پر مينمايد . اين عمل علاوه بر ايجاد بو ، مانع متصاعد شدن متان هاي توليدي خواهد گرديد . باقيماندن و تجمع بيش از حد متنان در محل بالايي راكتور ممكن است در مواردي ايجادانفجار نمايد و حتي ممكن است غلظت هيــدروژن سولفــوره در اطراف راكتور به حــديبرسد كه باعث بروز خطر بهره برداران گردد .

همچنين ممكن است گازهاي توليدي به جوبكهاي خروج فاضلاب راه يافتهو بهره برداران را بعلت محتواي هيدروژن سولفوره در معرض خطر قرار داده و بعضاً باعثانفجار شود . ممكن است مقاديري گاز در حين عبور از لوله ها و ورود به مخازن شستشودر فضاي اطراف پخش شوند . بايد مسائل و خطرات ناشي از اينگونه پخش گاز در سايتتصفيه خانه به نحوي قابل پيش بيني و پيشگيري باشد . گاز توليدي در راكتور علاوه برمتان محتوي گاز كربنيك و هيدروژن سولفوره است بعلاوه محتوي رطوبت نيز خواهد بود . با تمام پيش بيني ها براي حذف رطوبت متأسفانه رطوبت باقيمانده در مواردي با ايجادقطرات آب در شعله سوز و وسايل اندازه گيري مشكلاتي به وجود خواهد آورد . برايجلوگيري از اين مسئله هم بايد پيش بيني هاي لازم بعمل آيد .

هيدروژن سولفوره موجود در بيوگاز خاصيت خوردگي شديدي داشته و درحضور رطوبت به اسيد سولفوريك كه خورنده تر از خود اوست تبديل خواهد شد و اگر توأمبا گازهاي سيستم بي هوازي سوزانيده شود به SO2 تبديل شده كه در هواي اطراف راكتورپخش و در صورت بارندگي به صورت باران اسيدي نازل و باعث خوردگي تمام چيزهاي درتماسبا آن خواهد گرديد . ميزان تحمل پذيري انسان در برابر هيدروژن سولفوره 10 ميليگرمدر ليتر است ، بعلاوه هيدروژن سولفوره در محيط اطراف بخش خود بوهاي بدي شبيه تخممرغ گنديده به وجود خواهد آورد .

سه راه براي حذف هيدروژن سولفوره از بيوگاز قابل پيش بيني است . عمومي ترين آن به كاربردن يك برج محتوي سود است كه براي به حداكثر رساندن حذف آنبهتر است سود رقيق نيز در حال گردش در برج باشد تا تماس هيدروژن سولفوره با آنبيشتر برقرار گردد . سود مي تواند در مواردي كه گاز كربنيك بالاست نسبت به حذف آننيز اقدام نمايد . معمولاً هيدروژن سولفوره در اين عمل به سولفوره هاي محلول تبديلو از محيط بيوگاز دور مي گردد . گرچه احداث اينگونه تأسيسات خيلي كم خرج است ولينگهداري از آن مي تواند پرهزينه باشد زيرا نياز دارد گاهگاهي رسوبات تشكيل شده درآن را خارج نمود . براي حذف هيدروژن سولفوره لازم است PH محيط حدود 10 باشد و در PH هاي زير 5/9 قدرت حذف كاهش يافته و در PH بيشتر از 5/10 تشكيل رسوب و گرفتگي لولهها اتفاق خواهد افتاد . معمولاً راندمان حذف هيدروژن سولفوره بين 80 تا 90 درصدمتغير است .

راه دوم حذف هيدروژن سولفوره از بيوگاز استفاده از صافي ذغال فعالاست . عيب بزرگ اين روش اشباع شدن ذغال ها و نياز به آماده سازي مجدد آنهاست كهبسيار پرخرج و پردردسر است و تهيه خود صافي ذغالي نيز گران خواهد بود . بالاخره بااستفاده از املاح آهن مي توانيم گاز هيدروژن سولفوره را از محتويات بيوگاز حذف كنيم . در اين عمل گاز هيدروژن سولفوره به صورت گوگرد خالص از محيط حذف شده و به عنوانمحصول فرعي مورد استفاده قرار خواهد گرفت . هزينه احداث اين سيستم حذف هيدروژنسولفوره خيلي گران است و گاهي يك تا دو دلار در حذف آن از هر فوت مكعب حجم بيوگازهزينه لازم دارد .

كنترل بو در تصفيه بي هوازي
يكي از پردردسرترين مشكل بهره برداري از سيستم هاي بيهوازي حذف بو مخصوصاً بوهاي ناشي از هيدروژن سولفوره است . اين بوها در غلظتي معادل 5/0 قسمت در ميليون قابل تشخيص و اعتراض است . بعد از زمان كوتاهي كه در تماس باهيدروژن سولفوره باشيم و سيستم بويائي ما با استنشاق دچار خستگي گردد به علت عدمدرك بوهاي غليظ هيدروژن سولفوره ممكن است انسان در معرض تماس با گاز و بروز خطرقرار گيرد ، از اين رو بهتر است وجود گاز از طريق دستگاههاي اندازه گيري تعيين گرددتا سيستم بويائي انسان .

برحسب غلظت هيدروژن سولفوره هر نوع نشتي از بيوگاز احتمالاً باپيدايش بو توأم است . محتويات خروجي راكتور هم بدون شك داراي مقادير كمي هيدروژنسولفوره خواهد بود كه در هنگام جريان فاضلاب خروجي در جوبك ها رها خواهد شد . ممكناست محل هاي تخليه فاضلاب خروجي مخصوصاً نقاط رها شدن گازهاي هيدروژن سولفوره را بهامكاناتي چون صافي ذعالي يا ساير وسائل جذب گاز هيدروژن سولفوره وصل نمود تا از پخشآن در فضاي اطراف ممانعت به عمل آيد .

ممكن است براي جذب گاز هيدروژن سولفوره از صافيهاي محتوي مواد آلي (Compost-Filter) كه در آن گازهاي ورودي با ميكروارگانيسم ها وارد فعل و انفعالاتيشده و با جذب مواد بودار هواي بدون محتوي بو را به بيرون هدايت مي كند ، استفادهنمود . مواد پركننده اين صافيها را هرازگاه بايد خالي و پر نمود . نحوه قرار گرفتنكمپوست در صافي بايد طوري باشد كه فضاي لازم بين آنها براي عبور گاز تأمين گردد . توصيه شده به محتويات صافي كمي آهك براي زيادتر شدن كلسيم و بالاتر رفتن PH محيطبراي حذف بهتر ناخالصيها اضافه نمايند . گاهي مقداري لجن فعال به محتويات اينصافيها اضافه مي كنند . اگر محتويات گازهاي بالاي راكتور در 95 درجه فارنهايت بكاررود محتوي مقدار كافي رطوبت خواهد بود . در غير اينصورت لازم است با پاشش مقاديريآب رطوبت لازم را در محيط صافي توليد نمود . لازم است گاهگاهي محتويات صافي را بههم زد تا از چسبيدن آنها بهم جلوگيري شود .

پايان