پروژه آشنایی با بیوگاز و انواع دستگاههای تولید بیوگاز،

پروژه آشنایی با بیوگاز و انواع دستگاههای تولید بیوگاز،

فرمت فایل دانلودی: .zip
فرمت فایل اصلی: docx
تعداد صفحات: 44
حجم فایل: 2233
قیمت: 6000 تومان

بخشی از متن:
فهرست

مقدمه. 3
تعریف بیوگاز 8
منابع تولید بیوگاز 9
نحوه تولید بیوگاز 10
اصول هضم بی هوازی در تولید بیوگاز 10
مراحل شیمیائی تخمیر مواد آلی (شامل چربیها، هیدراتهای کربن و پرتئین ها) 13
تخمیر چربیها 13
تخمیر هیدراتهای کربن.. 14
تخمیر پرتئینها 14
پارامترهای مؤثر بر فرآیند هضم بیهوازی.. 15
درجه حرارت محیط تخمیر. 15
اسیدیته ((PH.. 17
میزان حضور مواد مغذی در محیط (C/N) 17
درجه غلظت مواد. 18
میزان حضور عوامل سمی.. 18
مدت زمان ماند مخلوط در مخزن هضم. 19
همزدن محتویات مخزن هضم و هموژنیزه کردن محتویات.. 20
آماده سازی مواد خام قبل از بارگیری.. 21
وجود مواد تسریع کننده واکنش... 21
اصلاح و تغییر در طراحی دستگاه بیوگاز 21
مواد افزودنی شیمیائی.. 21
تغییر دادن نسبت خوراک دستگاه 21
محیط بیهوازی (بسته) 22
انواع روشهای بارگذاری مخازن هضم: 22
سیستم پیوسته: 22
سیستم نیمه پیوسته: 22
سیستم ناپیوسته: 22
جمع آوری بیوگاز تولیدی: 23
بیوگاز و کود حاصل از آن: 23
ساختار کلی دستگاه تولید بیوگاز: 24
حوضچه ورودی: 24
حوضچه خروجی: 24
مخزن تخمیر: 25
محفظه گاز: 25
مهمترین طرحهای بیوگاز ساخته شده در جهان: 27
دستگاه بیوگاز عمودی.. 27
دستگاه بیوگاز افقی.. 28
دستگاه بیوگاز مشترک.. 29
دستگاه بیوگاز مدل چینی (قبه ثابت) 31
دستگاه بیوگاز مدل فرانسوی.. 32
دستگاه بیوگاز با لولههای چرمی.. 33
دستگاه بیوگاز با مخزن پلی اتیلنی.. 34
دستگاه بیوگاز با سرپوش شناور (مدل هندی):‏ 35
دستگاه بیوگاز مدل تایوانی (واحدهای بالونی): 36
دستگاه بیوگاز مدل نپال: 37
مروری بر مطالعات انجام شده 38
منابع44
مقدمه
مهم­ترین مسئله­ای که در قرن 21 بشریت با آن مواجه است مسئله انرژی و سوخت می­باشد. زیرا از یک طرف تعداد صنایع مصرف کننده انرژی رو به افزایش است و از طرف دیگر سوخت­های فسیلی (مهم­ترین انرژی­ مصرفی این صنایع) رو به اتمام می­باشند. این در حالی است که هم اکنون آلودگی­هایی که این سوخت­ها ایجاد می­کنند، موجب مشکلاتی در جهان گردیده است و اتحادیه­های جهانی در حال تصویب قانون­هایی مبنی بر حذف یا به حداقل رساندن مصرف این سوخت­ها در دهه­های آینده می­باشند. بنابراین تمام کشورهای صنعتی، نیمه صنعتی و حتی اکثر کشورهای جهان سوم در تلاش­اند تا برای جایگزین کردن این سوخت­ها چاره­ای بیاندیشند و اتمام این منابع را به تأخیر اندازند (عدل و همکاران، 1379).
در جوامع کنونی وجود انرژی مستمر، پایدار و اقتصادی لازمه هر­گونه توسعه و رشد اقتصادی می­باشد. پس از انقلاب صنعتی، انرژی به تدریج به یکی از عوامل اصلی در تولید ملی و حرکت چرخ­های اقتصادی کشورهای صنعتی و به دنبال آن، سایر کشورهای در حال توسعه تبدیل شده است (ثقفی، 1382). اقتصاد و تمدن کنونی تا حدی به انرژی وابسته است که تصور حتی لحظه­ای ادامه زندگی در عصر حاضر بدون انرژی امکان پذیر نیست. به طوری­که با اختلال و یا توقف در عرضه­ی آن، ماشین اقتصاد از کار خواهد افتاد. بنابراین تمامی کشورها در صدد هستند به هر نحو ممکن از انرژی مستمر و پایداری برخوردار باشند. از طرفی رشد اقتصادی و افزایش تقاضای انرژی در جهان سبب شده که قیمت نفت و گاز افزایش پیدا کرده و اتکا به این منابع برای تأمین انرژی کاهش یابد (تابنده، 1376).

منابع فسیلی مرسوم و تجدید ناپذیر تأثیر شگرفی بر امنیت انرژی دارند. این مسئله بسیاری از کشورهای جهان را واداشته است که به مسئله امنیت عرضه انرژی تمایل پیدا کرده و به تغییرات گسترده­ای در اقتصاد انرژی خود اهتمام تام ورزند. در این زمینه پیشرفت­های فناوری، نوید بخش راه حل­هایی نو درباره تولید انرژی مورد نیاز بشر است. با شناسایی این روش­های جدید، گامی بلند در زمینه تغییر زیرساخت­های تولید انرژی برداشته شده است (علیزاده، 1375). استفاده از ذخایر نامحدود انرژی تجدیدپذیر در این خصوص تأثیرات مهمی دارد. گستردگی و توزیع این عوامل در طبیعت باعث شده است که سیستم­های تولید انرژی به سمت سیستم­های محلی پیش رود؛ که انرژی­های نوین به خوبی می­توانند برای این منظور به کار گرفته شود. هم اکنون مسائلی مانند انرژی، محیط زیست، ازدیاد مواد زائد خطرناک، اتمام پذیری منابع فسیلی و رشد فزاینده مصرف انرژی از جمله مفاهیمی هستند که تحقیقات مختلفی را در جهان به خود اختصاص داده‌اند. به واقع این مسائل روشن می­کنند که دیگر نمی­توان به منابع موجود انرژی متکی بود (تابنده، 1376). در حقیقت، انجام تحقیقات گسترده در جهت دستیابی به منابع جدید و سالم که در چند دهه­ی اخیر توسعه ویژه‌ای پیدا کرده‌اند را می‌توان بیانگر میزان اهمیت این نوع مفاهیم و علوم مرتبط به آنها دانست.

هم اکنون بیشتر کشورهای جهان برنامه­های خود را طوری تنظیم کرده­اند تا با بهینه کردن مصرف این منابع بر عمر منابع فسیلی خود بیفزایند و این در حالی است که با به کارگیری فناوری انرژی­های تجدید پذیر سعی دارند که میزانی از سهم مصرف منابع فسیلی را بر عهده این منابع بگذارند تا هم عمر منابع فسیلی را به تأخیر اندازند و هم جایگزینی برای آن یافته باشند (حیدری، 1365). مدارک بسیاری وجود دارد که سیاست­های انرژی جهانی که استفاده­ کار­آمد از سوخت­های فسیلی و انرژی را ارتقاء می­دهند، به لحاظ محیطی غیر مسئولانه هستند؛ زیرا آن­ها باعث فساد جدی محیطی در سطوح محلی، منطقه­ای و جهانی می­گردند. مطالعات نشان داده­اند که با ادغام منابع انرژی تجدید پذیر و ترکیب انرژی کلی، هر یک از این تأثیرات محیطی منفی را می­توان کاهش داد، یا مانع آن شد (حیدری، 1365). باید اذعان داشت که در قرن 21 سوخت­های فسیلی کم کم جای خود را به انرژی­های تجدید پذیر (انرژی خورشیدی، بادی، برق آبی، بیومس، زمین­گرمائی و غیره) خواهند داد. در میان این انرژی­ها، بیوگاز حاصل از بیومس، از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. در این میان، بیوگاز به علت سالم‌سازی محیط زیست، تولید انرژی و کود مرغوب و قابلیت ایجاد آن در جوار اجتماعات بشری از اهمیت و جایگاه ویژه‌ای برخوردار است (الماسی، 1361). گرچه شناسایی بیوگاز در جهان سابقه­ای طولانی دارد، اما استفاده عمومی و رایج آن در خلال قرن اخیر و بویژه در سه دهه گذشته بوده است. بیوگاز که منبع آن توده­های زیستی است، در انتخاب منابع جایگزین انرژی برای روستاها، مورد ایده آلی می­باشد، بدین مفهوم که ارزان بوده و به لحاظ تولید و منشأ، محلی است. همچنین منبعی از انرژی است که برای چندین کاربری از جمله: گرم کردن، روشن کردن، ایجاد توان الکتریکی با مقیاس کوچک و غیره سودمند می­باشد. از طرفی بیوگاز علاوه بر تولید انرژی باعث تولید کود کشاورزی و افزایش سطح بهداشت عمومی جامعه و کنترل بیماری­ها می­شود. همچنین راه حلی مناسب برای ‏دفع مواد زائد جامد می­باشد (دهقان و همکاران، 1365). فاضلاب و مواد زائد جامدی که توسط صنایع و جوامع تولید می­گردد، باعث آلودگی ‏شدید محیط می­شوند که می­توان با فناوری بیوگاز خطرات ناشی از این مواد را به شدت کاهش داد و از انرژی و ‏کود تولیدی آن نیز استفاده نمود (رضویان، 1374). استحصال بیوگاز را می­توان از فرآیند­های بی هوازی تصفیه فاضلاب (‏UASB) و همچنین از محل­های دفن زباله نیز انجام داد و بخشی از هزینه­های مصرفی این سایت­ها را جبران نمود (حیدری، 1365). منافع زیست محیطی سیستم­های بیوگاز حتی فراتر از سیستم­های تصفیه مرسومی است که تاکنون مورد استفاده ‏قرار می­گرفتند. این منافع، علاوه بر آنچه بیان شد، شامل کنترل بو، بهبود ‏کیفیت آب و هوا، بهبــود ارزش غذایی کــود تولیدی، کاهش میزان انتشار گازهای گلخــانه­ای و دست­یابی به ‏بیوگاز به عنوان یک منبع انرژی می­باشد؛ ‏که خود بیوگاز تولیدی می­تواند به طور همزمان انرژی الکتریکی و حرارتی تولید کند (تابنده، 1376). در این پژوهش ابتدا مدلی از رآکتور بیوگاز برای تولید بیوگاز در مزرعه طراحی و ساخته شد. سپس این دستگاه مورد آزمایش قرار گرفت تا علاوه بر مشخص شدن صحت کار آن، گاز

تولیدی حاصل از کود مرغی و کود بلدرچین مورد آزمایش و مقایسه قرار گیرد.

تعریف بیوگاز

به مجموعه گازهای تولیدی حاصل از هضم و دفع فضولات، اعم از انسانی، گیاهی و حیوانی که در نتیجه فقدان اکسیژن و فعالیت باکتری­های غیر هوازی خصوصاً باکتری­های متان­زا تولید می­شود، بیوگاز گفته می­شود. این گاز به طور طبیعی در باتلاق­ها، مرداب­ها و یا مکان­های دفن زباله­های شهری تولید می­شود و برای استفاده، لازم است مهار گردد (عمرانی، 1375). برای استفاده اقتصادی از بیوگاز، عمل تخمیر را می­توان در شرایط کنترل شده در دستگاهی نسبتاً ساده به نام مخزن هضم انجام داد (الماسی، 1384). بیوگاز از روش تخمیر بی­هوازی زیست­توده حاصل می‎­شود. در واقع بیوگاز مخلوطی است از گازهای گوناگون که گاز متان عنصر اصلی تشکیل دهنده آن است (الماسی، 1361)؛ به طوری که حدود 55 تا 70 درصد این گاز را متان و حدود 35 تا 40 درصد آن را دی اکسید کربن و درصد بسیار ناچیزی را گازهای ازت و هیدروژن سولفوره و غیره تشکیل می­دهند که مقادیر این گازها بستگی به دمای مخزن هضم و نوع مواد آلی داشته و با تغییرات آنها درصدهای گاز تغییر می­یابند (عبدلی، 1363). طبق مطالعات انجام گرفته بر روی تجزیه بیوگازِ حاصل از مخازن هضم، ترکیبات بیوگاز از این قرارند (جدول 1-1):

جدول ‏1‑1- ترکیبات موجود در بیوگاز

نوع گاز

درصد موجود در بیوگاز
CH4
70 – 55 %
CO2
40 – 35 %
N2
3 – 0 %
H2
1 – 0 %
O2
1 – 0 %
H2S
1 – 0 %

عنصر با ارزش بیوگاز، گاز متان می­باشد که هر چه درصد آن بالاتر باشد، کیفیت بیوگاز بهتر و تولید آن به­صرفه­تر می­باشد (الماسی، 1361). بیوگاز دارای رنگی شفاف با بویی ‏قابل تشخیص مانند بوی تخم مرغ گندیده و بی طعم و مانند دی اکسید کربن، یک گاز گلخانه­ای است؛ با این تفاوت که اثر گلخانه­ای آن حدود 25 برابر اثر دی اکسید کربن می­باشد(شیخ قاسمی، 1373). بیوگاز با یک شعله آبی رنگ که دارای حرارت 800 درجه سانتی­گراد است می­سوزد (الماسی، 1361). این گاز با نسبت 1- 20 با هوا مخلوط شده و دارای سرعت اشتعال بالای

پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.

بررسی در مورد بیوگاز و زیست توده و روشهای تولید بیوگاز

بررسی در مورد بیوگاز و زیست توده و روشهای تولید بیوگاز

فرمت فایل دانلودی: .zip
فرمت فایل اصلی: docx
تعداد صفحات: 700
حجم فایل: 23495
قیمت: 30000 تومان

بخشی از متن:
در سالهای اخیر روند رو به رشد مصرف انرژی، موجب بحران انرژی در جهان گردیده است . مصرف روز افزون انرژی حاصل از سوختهای فسیلی اگر چه رشد سریع اقتصادی جوامع مختلف را بهمراه داشته است، اما بواسطه انتشار آلاینده های حاصل از احتراق سوختهای فسیلی و افزایش دی اکسید کربن در اتمسفر و پیامد های ناشی از آن، جهان را با تغییرات تهدید آمیزی روبرو کرده است. از سوی دیگر محدودیت منابع فسیلی و تجدید ناپذیر بودن این منابع موجب گردیده است تا سیاست گذاران و برنامه ریزان بخش انرژی با انجام مطالعات ساختاری، جایگزینی حامل های انرژی، حرکت به سوی سوختهای پاک را در رئوس برنامه های خود قرار دهند (امین صالحی و عبدلی، 1388). دستیابی به توسعه پایدار متضمن وجود چهار عامل الف) محیط، ب) جمعیت و منابع، ج) اقتصاد، د) فرهنگ و جامعه می باشد، بنابراین نبود هریک از این عوامل مانع از دستیابی به توسعه پایدار و عدالت محیطی خواهد شد. در این بین محیط زیست نیز به عنوان یکی از عوامل اصلی توسعه پایدار که در حیات انسانی نقش مؤثری را ایفا می نماید به وسیله ای اساسی برای دستیابی به توسعه زود هنگام بر اساس دیدگاه های سودمحور موجود در جهان سرمایه داری تبدیل شده است (احمدی و حاجی نژاد، 1389). محیط زیست به تمام محیطی اطلاق می شود که انسان به طور مستقیم و غیر مستقیم به آن وابسته است و زندگی و فعالیت های او در ارتباط با آن قرار دارد (فیروزی، 1384). بنابراین در صورتیکه روند فعلی بهره برداری و تخریب محیط زیست با تکیه بر مکاتب اصالت فایده و سرمایه داری ادامه یابد نه تنها مانع از تحقق توسعه پایدار خواهد شد بلکه آینده حیات را در زمین در معرض خطر نابودی قرار می دهد. مشکلات محیط زیست امروزه به بحران جهانی و فراگیر تبدیل شده است و چنانچه به صورت علمی و جدی برای رفع آن چاره اندیشی نشود بشر با فاجعه عظیمی مواجه خواهد شد (حجازی و عربی، 1387) بنابراین ارتباط محیط زیست با توسعه پایدار، ارتباطی متقابل و دو سویه می باشد و محیط زیست به عنوان یکی از ارکان توسعه پایدار می تواند عاملی برای دست یابی به توسعه پایدار یا نرسیدن به آن باشد. از طرفی توسعه پایدار نیز می تواند مانع از تخریب محیط زیست شود (احمدی و حاجی نژاد، 1389).

مناطق روستایی به عنوان قسمتی از جهان کنونی بخش عمده ای از جمعیت و عرصه های طبیعی کشور را به خود اختصاص داده است و جامعه روستایی نقش اساسی در حیات اقتصادی و اجتماعی کشور دارد. با توجه به اهمیت و جایگاه جامعه روستایی در کشور و مشکلات و چالش هایی که این جامعه در فرایند توسعه خود با آن مواجه است، شناخت و تحلیل ویژگیهای برنامه ریزی توسعه روستایی در کشور و پرداختن به کلیه ابعاد آن ضرورت تام دارد. حفاظت از محیط زیست روستایی یک وظیفه ملی است که ضروری است در برنامه های ملی , منطقه ای و محلی توجه ویژه ای بدان شود. مدیریت مواد زائد روستایی مهمترین اقدام برای جلوگیری از خطرات و آسیب های مربوط به محیط زیست است (وزارت کشور، 1385) یکی از مناسب ترین انرژی های تجدید پذیر که از زمان های بسیار گذشته مورد استفاده بوده و علاوه بر تجدید پذیر بودن و سازگاری با محیط زیست دارای منافع اقتصادی اجتماعی نیز می باشد، انرژی بیوماس (بیوگاز) می باشد که پس از انرژی آب در جایگاه دوم قرار دارد (پورخباز و جوانمردی، 1389). بررسی ها نشان می دهد که در کشورهای در حال توسعه ای مثل هند، مالزی، تایلند بصورت سنتی در روستاها و در کشورهای توسعه یافته ای مثل آلمان، آمریکا بصورت صنعتی در دامپروری های بزرگ و کوچک سالهاست که از کود دامها جهت تولید بیو گاز و سپس با مصرف آن به عنوان سوخت بمنظور تولید توامان برق و حرارت استفاده می شود (سهرابی و همکاران، 1389). هدف از این نوشتار، بررسی استفاده از فناوری بیوگاز برای تامین بخشی از انرژی مصرفی روستایی در جهت حفاظت از محیط زیست به عنوان یکی از ابعاد پایداری می باشد.

2- فناوری بیوگاز و توسعه پایدار روستایی

پیامدهای زیست محیطی مصرف سوخت های فسیلی، به همراه بحران انرژی، منجر به طرح مدلی از توسعه با نام توسعه پایدار شد. توسعه پایدار با تکیه بر سه اصل پایداری اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی، به ارایه راه حل هایی در مقابل الگوهای فانی توسعه کالبدی، اجتماعی، اقتصادی و جلوگیری از بروز مسایلی هم چون نابودی منابع طبیعی، تخریب سامانه های زیستی، تغییر اقلیم، افزایش بی رویه جمعیت، بی عدالتی و پایین آمدن کیفیت زندگی پرداخته است. به نحوی که با پاسخ گویی به نیازهای بشر امروز، بتواند شرایطی مشابه جهان امروز را برای آیندگان به ارمغان آورد (عادلی گیلانی و سوری، 1389). توسعه پایدار، توسعه ای است که برآورده کننده نیاز های حال حاضر بدون لطمه زدن به توانایی نسل های آینده برای برآورده کردن نیاز هایشان می باشد (کوچران[1]، 2006). توسعة پایدار موجب حفاظت زمین، آب، گیاه، و منابع ژنتیکی حیوانات می شود؛ از لحاظ زیست محیطی، مخرب نیست؛ از لحاظ فنی، مناسب و از نظر اقتصادی و اجتماعی، قابل قبول است (کریم و هاشمی، 1388؛ نسترن و همکاران، 1389). برای رسیدن به توسعه پایدار، نیاز به منابع بیشتر انرژی است که برای تأمین منابع کافی انرژی دو راه حل وجود دارد : اولاً افزایش بازدهی انرژی دستگاه های مورد استفاده ، ثانیاً استفاده از منابع جدید انرژی. از طرف دیگر با افزایش جمعیت و سطح رفاه جامعه، مقدار استفاده از منابع غذایی (گیاهی و جانوری) افزایش یافته است. همچنین با توسعه صنایع دامپروری و کشاورزی و استفاده بیشتر از منابع غذایی، آلودگی حاصل از فضولات گیاهی و دامی افزایش یافته است. در جهت تصفیه این فضولات می توان از روش تجزیه بی هوازی یا تجزیه هوازی استفاده نمود. روش بی هوازی در مقایسه با روش دیگر نه تنها انرژی بر نیست بلکه مقداری انرژی بصورت بیوگاز تولید می نماید.(قیصری، 1389) هدف اصلی توسعه پایدار تامین نیازهای اساسی ، بهبود و ارتقاء کیفیت زندگی ، اداره بهتر سامانه های زیستی ذکر شده است برای دستیابی به مفاهیم توسعه بایدار اهداف پنجگانه زیر با توجه به طبیعت آن توسعه مشخص می شود:

- تامین نیازهای اساسی نوع بشر برای امروز و فردا با توجه به رشد کیفی
- بهبود و ارتقاء زندگی برای همه ی طبقات جامعه
- حفظ و اداره مناسب تر سامانه های زیستی و آینده ای امن تر و سعادتمندتر
- توجه به زیستگاه موجودات و بوم آن
- تامین ابزار آلات و امکانات فکری و فناوری برای رشد لازم (اکبری لنگوری، 1391)

فضولات دام وطیور از جمله عوامل آلودگی و تخریب محیط زیست روستاها می باشند؛ فضولات دامی عبارتست از کلیه مواد زائد جامد و مایعی که از طریق دامها در محیط تخلیه می گردد. در مناطق روستایی به دلیل وجود دام در بیشتر منازل، مواد آلی بیشتری نسبت به شهرها وجود دارد که شامل کودگاوی، گوسفندی و فضولات مرغی بعلاوه مواد زائد طویله ها می باشد. در خانه های روستایی معمولا فضولات دامی به همراه دیگر مواد زائد در محوطه حیاط یا در جلوی منازل ریخته و ذخیره می شوند تا در فصل مناسب (معمولاً پاییز) مورد استفاده قرار گیرند. این انباشتن فضولات به تولید مگس و پخش بو کمک می کند و به افزایش انتشار بیماری ها منجر می شود (وزارت کشور، 1385) استفاده از فناوری بیوگاز به عنوان رویکردی نوید بخش، به خصوص در طرح های توسعه، مدیریت و ساماندهی ضایعات آلی تولید شده در مناطق روستایی، به ویژه در کشورهای درحال توسعه، مورد توجه قرار گرفته است. علت این امر را می توان استفاده از بیوگاز تولیدی به عنوان منبع انرژی تجدیدپذیر، نقش به سزای آن در حل معضلات زیست محیطی ناشی از آلاینده های آلی تولید شده در جوامع انسانی، دسترسی آسان و منافع اقتصادی- اجتماعی حایز اهمیتی دانست که آن را از سایر منابع انرژی تجدیدپذیر متمایز می سازد و بنابراین نیروگاه های بیوگاز سوز قادر است، نقش مؤثری در پیشبرد جامعه به سمت توسعه پایدار ایفاء نماید (امین صالحی و عبدلی، 1388)

با توجه به مباحث مطرح شده، به نظر می رسد آنچه امری حتمی و ضروری در توسعه پایدار می باشد، در نظر گرفتن منافع نسل حاضر همراه با منافع نسل های آینده است . در اعلامیه استکهلم 1972 و نیز اعلامیه ریو 1992 در مورد محیط زیست ، این موضوع مورد توجه و عنایت قرار گرفته است . در اصل 6 اعلامیه است کهلم آمده است : دفاع از محیط زیست و بهبود آن برای نسل های حال و آینده هدفی دارای اولویت برای بشریت است ، وظیفه ای که تحقق آن باید هماهنگ و همگام با تحقق اهداف بنیادین صلح وتوسعه اقتصادی و اجتماعی در سراسر جهان که قبلاً معین شده اند صورت گیرد (رئیسی، 1387) بنابراین با توجه به شکل-1 می توان اثر بکارگیری فن آوری بیوگاز را در بهبود محیط زیست و در نتیجه در تحقیق توسعه پایدار ملاحظه کرد.

[1]. Cochrane

پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.

اصول طراحی و ساخت دستگاه های بیوگاز

اصول طراحی و ساخت دستگاه های بیوگاز

فرمت فایل دانلودی: .zip
فرمت فایل اصلی: docx
تعداد صفحات: 299
حجم فایل: 7572
قیمت: 10000 تومان

بخشی از متن:

در ده سال اخیر بعلت کمبود انرژی و افزایش قیمت آن در کشورهای وارد کننده مواد سوختی مورد توجه خاص قرار گرفته است. در حال حاضر رشد مصرف انرژی در جهان سه برابر رشد جمعیت است. بشر برای بدست آوردن رفاه بیشتر، نیاز به انرژی بیشتری دارد. افزایش قیمت منابع انرژی تجدید­ناپذیر (فسیلی) از دهه 1970 به بعد، همچنین محدودیت و مخاطرات زیست محیطی (برهم زدن تعادل گرمایی جو زمین و ...)، توجه بسیاری از محققان در سراسر جهان را به منابع انرژی تازه معطوف کرده است. منابعی که احیا­پذیر بوده و مخاطرات زیست­محیطی کمتری را داشته باشند. انرژی­های نوین با ساختاری متفاوت از انرژی­های فسیلی، باعث تحولی عظیم در استفاده از انرژی شده­اند. در این میان، با توجه به رشد فزاینده نیاز و تقاضا برای انرژی (هر ده سال دو برابر می­شود)، تلاش برای یافتن منابع جانشین انرژی امری ضروری است. بیوگاز حاصل از زیست­توده از مهم­ترین انرژی­های نوین می­باشد. امروزه ازدیاد روز­افزون مواد زائد و تولید انرژی از این مواد با توجه به سهولت فناوری و اقتصادی بودن این منابع سبب گردیده است تا توسعه آنها در بسیاری از کشورهای جهان، به صورت یک فناوری صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. در خصوص تخریب لایه ازن که اکنون مسئله روز جهانی شده است، گفته می‌شود که در سطح جهان سالیانه حدود 40 میلیون تن گاز متان تنها از زباله‌های شهری خود به خود تولید شده و در جو زمین پراکنده می‌گردد که جمع‌آوری و سوخت آنها به صورت مناسب به خوبی امکان­پذیر است. بعضی از کشورهای جهان برای حل مشکل یاد شده و نیز برای توزیع نوین سوخت به مناطق روستایی به استفاده علمی از انرژی زیستی از طریق تولید بیوگاز از مواد مختلف اقداماتی انجام داده اند. از جمله این کشورها می توان هلند، ایتالیا، چین، کره شمالی، پاکستان، هندوستان و نپال را نام برد.به دنبال اهداف فوق، بیشتر کشورهای جهان­سوم و همچنین، اغلب کشورهای صنعتی به بهره­برداری از سیستم­های بیوگاز بر­آمده­اند. در این مقاله روند پیشرفت بیوگاز در قرن اخیر مورد مطالعه قرار گرفته است.

در طی قرن دهم قبل از میلاد مسیح در آشور و در قرن شانزدهم در ایران از بیوگاز برای گرم کردن آب جهت حمام و شستشوی بدن استفاده می‎شد. در سال 1776 میلادی الکساندر ولتا نتیجه گرفت که بین مقدار مواد آلی فساد­پذیر و میزان گاز قابل اشتعال رابطه مستقیمی وجود دارد (عبدلی، 1364). در سال 1859 اولین واحد تخمیر بی­هوازی در بمبئی هند ساخته شد. در سال 1860 میلادی ‌اولین واحد استفاده شده برای تصفیه مواد جامد فاضلاب بوسیله شخصی به نام اچ ـ موراس بکار گرفته شد (نجف­پور، 1374). در اروپا برخی واحدهای بیوگاز بیشتر از‌20 سال است که مشغول به کار هستند. در حال حاضر بیش از600 واحد هاضم در اروپا مشغول بکار می‌باشند و تنها در کشور آلمان در حدود250 واحد بیوگاز، طی پنج سال گذشته نصب شده است. از نیمه اول قرن بیستم در بسیاری از کشورها ساخت دستگاه­های تولید کننده بیوگاز و استفاده از گاز حاصله آن به منظور پخت و پز، تأمین روشنایی و بکار انداختن موتورهای احتراقی وسایل نقلیه به سرعت توسعه یافت (ثقفی، 1382). در این بین کشورهای چین و هند بیش از سایر کشورهای دیگر به ساخت و بهره­‎برداری از دستگاه­های تولید­کننده بیوگاز پرداخته‎اند (سالک، 1373). بیش از نیم­قرن پیش در تصفیه­خانه‎های فاضلاب­های شهری در اروپا استفاده از گاز متان حاصل از تخمیر مواد بیولوژیکی مطرح بود؛ اما استفاده از بیوگاز بصورت متداول از جنگ جهانی دوم به بعد مطرح شد. اهمیت و توسعه بیوگاز در جهان طی سال­های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به عنوان مثال تعداد این دستگاه­ها در چین از سال 1920 تا سال 1985 بالغ بر هفت میلیون برآورد­گردیده که نیازهای انرژی پنجاه میلیون روستایی را بر طرف می­نماید. درکشور امریکا بیش از 400 ژنراتور بزرگ و کوچک بیوگاز برای مصارف خانگی و صنعتی از انرژی بیوگاز استفاده می­نماید (عمرانی، 1375).

تعداد هاضم­های کوچک و متوسط مورد استفاده در سطح جهان در سال 2005 از 25 میلیون واحد فراتر رفته و ده­ها هزار واحد بزرگ بویژه در اروپا و آمریکا نصب شده است. دامداری­ها، مجتمع­های کشاورزی و تقریباً تمام تصفیه­خانه­های فاضلاب کشورهای اروپای غربی موظف به استفاده از هاضم­های بی­هوازی و واحدهای بیوگازی شده­اند (جدول 1).

جدول 1- تعداد واحدهای بیوگاز ساخته شده در کشورهای مختلف

راندمان مناسب فرآیند هضم بی­هوازی در حل معضل زباله­ها و تولید انرژی باعث توجه کشورهای اروپایی نظیر دانمارک، سوئد، فرانسه، آلمان، هلند، ایتالیا، انگلستان و ... به استفاده و توسعة این فناوری شده است (ثقفی، 1382). علاوه بر کشورهای اروپایی، کشورهای آمریکایی و آفریقایی هم به منظور تأمین بخشی از انرژی خود، استفاده از فرآیند هضم بی­هوازی را مد نظر قرارداده­اند. آمریکا از جمله کشورهایی است که تمایل زیادی به استفاده از نیروگاه­های بیوگازی صنعتی نشان داده است. هاضم­های موجود در آمریکا اکثراً دارای حجم­های بالا با قابلیت­های کاربرد متنوع برای استفاده از فاضلاب و زباله­های شهری، فاضلاب صنعتی، فضولات دامی و زائدات کشاورزی ساخته شده­اند. آمریکا علاوه بر توجه به کاربرد بیوگاز، در مبحث تحقیقات بیوگازی نیز از کشورهای پیشتاز در جهان می­باشد. در سا ل 2003 پروژه (MEAD) توسعه بیوگاز در آمریکا را شتاب قابل توجهی بخشید (سالک، 1373). 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 بی­هوازی سبب شده است که تولید و مصرف آن در بسیاری ازکشورها به دو صورت (صنعتی وسنتی) مورد توجه قرار گیرد. کشورهای هند و چین در دهه 1930 میلادی، به طور وسیع به ساخت دستگاه­های بیوگاز اقدام نمودند (نجف­پور، 1374).

در کشورهاى اروپاى غربى و جنوب شرقى آسیا فناورى تولید انرژى از بیوگاز بسیار قابل توجه است. در میان کشورهاى اروپایى به کشور سوئد مى­توان اشاره کرد که در زمره بهترین مصرف کنندگان این نوع از انرژى در صنعت حمل و نقل به حساب مى­آید. صنعت بیوگاز در کشورهای آسیای جنوب شرقی، در سطح بسیار وسیعی پیاده شده است و موفقیت­های چشمگیری نیز داشته است (ثقفی، 1382).

اغلب کشورهای پیشرفته طرح­های بزرگی در زمینه استفاده از بیوگاز در مناطق روستایی به مرحله اجرا گذاشته­اند. به عنوان مثال، در کشور چین800 میلیون روستایی80 % انرژی مورد نیاز روزانه خود را از منابع زیستی به دست می­آورند؛ در غیر این صورت طبق برآوردها سالانه باید حدود500-400 میلیون تن چوب و شاخ و برگ در مناطق روستایی سوزانده شود. ذکر این نکته ضروری است که انرژی حرارتی ناشی از سوختن بیوگاز تولید شده از منابعی همچون چوب و... در مقایسه با سوزاندن مستقیم آنها30-40% افزایش نشان می­دهد. امروزه نصف جمعیت جهان برای استفاده­های گرمایی و آشپزی از چوب استفاده می­کنند و مصرف چوب سالانه حدود۲ الی ۳ درصد افزایش می­یابد (نجف­پور، 1374). درسال۱۹۹۰ مصرف چوب، درحدود ۲ میلیارد متر مکعب (حدود۱۰ میلیون بشکه در روز معادل نفت) بوده است. منابع انرژی بیومس (زیست­توده) را می­توان با استفاده از روش­های جدید مهندسی ژنتیک گسترش داد. راه­هایی نیز وجود دارد که از آنها می­توان برای بالابردن کیفیت سوخت استفاده کرد، مانند تبدیل چوب به زغال، زباله چوب و خاک اره را هم از طریق فشردن و شکل دادن، به صورت قالب(Pellet) در می­آورند. درآمریکای شمالی و اروپا از این قبیل سوخت­های جامد در صنایع استفاده می­شود (سالک، 1373).

بیشتر کشورهای دنیا برنامه­ریزی گسترده­ای برای تأمین انرژی مورد نیاز خود از طریق انرژی­های نو انجام داده­اند. با توجه به روند کنونی، کشورهای اروپایی به دنبال توصیه اتحادیه اروپا، به سمت استفاده از انرژی­های جانشین و تجدیدپذیر، تا سال۲۰۳۰ میلادی حدود ۱۵ درصد از مجموع انرژی مورد نیاز خود را از طریق انرژی­های تجدید­پذیر، تأمین خواهند کرد. دنیای امروز نیاز مبرم می داند که توجه زیادی برای تولید و استفاده از بیوگاز نشان دهد. اغلب کشورهای پیشرفته طرح­های بزرگی در این زمینه به مرحله اجرا گذاشته­اند، درکشورهای اسکاندیناوی طرح­های بزرگ صنعتی با استفاده از بیوگاز، راه­اندازی شده است. کشور سوئد تا سال۲۰۵۰ میلادی، ۴۰% از بازار خودرو خود را به استفاده از بیوگاز مجهز می­کند که آن را از فرایند سینیتیک بر روی چوب تأمین می­کند. در کشور انگلیس آیین­نامه کاربرد سوخت­های تجدیدپذیر در ترابری این کشور، برای شرکت­های دست­اندر کار فعالیت­های انرژی مانند، شرکت­های نفتی، مؤسسات وارد­کننده نفت و گاز و دیگر نهاد­های عرضه کننده سوخت، لازم­الاجرا خواهد بود. استفاده از بیوگاز در اغلب کشورهای جنوب شرقی آسیا که با مشکل سوخت فسیلی مواجه هستند، وجود دارد (نجف­پور، 1374). از این سیستم برای سه منظور استفاده می­کنند: تولید انرژی برای روستاها با قیمت ارزان، به­سازی محیط زیست و جلوگیری از آلودگی آن و تهیه کود حیوانی غنی­تر برای کشاورزان. کمبود و افزایش قیمت روز افزون سوخت­های فسیلی از یک­سو، وفور مواد فسادپذیر و سادگی عمل با توجه به هزینه­های کم از سوی دیگر، سبب گردیده تا ساختمان دستگاه تخمیر و تولید بیوگاز در بسیاری از کشورهای اروپایی و حتی آمریکا بصورت یک تکنولوژی ساده و سنتی مورد استفاده قرار بگیرد (عبدلی، 1364). کشورهای اروپایی عمدتاً با توجه به نداشتن ذخائر نفتی کافی و یا محدودیت آن، آغازگر حرکت به سمت استحصال انرژی از منابع تجدید­پذیر بوده­اند و مطالعاتی را جهت یافتن کلیه منابع موجود در تبدیل به سوخت و انرژی نموده­اند.

در کشورهای اروپایی نظیر بلژیک، دانمارک، فرانسه، یونان، هلند، انگلستان، ایتالیا و ایرلند تا سال 1982 نزدیک به 600 هاضم وجود داشته که از پسماندهای کشاورزی، فضولات انسانی و فاضلاب­های صنعتی تغذیه می­نموده­اند. 20% انرژی اروپا تا سال 2020 از طریق بیوگاز تامین خواهد شد. بیوگاز یک روش تأمین انرژی است که کربنی تولید نمی­کند. مواد منتج شده از گیاهان و حیوانات ( نظیر فضولات حیوانی یا ضایعات گیاهی ) در طول دوره ماند (ماندگاری) خود، تا زمانی که تجزیه شوند تنها دی­اکسید کربن تولید می­کنند و هیچ گونه انرژی تولید نمی­نمایند، در حالی که برق تولید شده از بیوگاز نسبت به انرژی­های معمول انتشار دی­اکسید کربن بسیار کمتری دارد (عمرانی، 1375). 1کیلووات تولید برق با بیوگاز از تولید 7000 کیلوگرم دی­اکسید کربن در هر سال جلوگیری می­کند. با توجه به این که امروزه واردات بنزین، بودجه زیادی لازم دارد، می­توان با بهره­گیری از بیوگاز به عنوان منبعی پاک و در دسترس علاوه بر کاهش وابستگی به واردات بنزین و همچنین آلودگی­های ناشی از مصرف بنزین در حمل­و­نقل، به حفظ منابع نفت و گاز به عنوان سرمایه­های ملی کوشید (ثقفی، 1382).

آشنایی با نحوه تولید و استفاده از بیوگاز در کشورهای دیگر به منظور استفاده ازنکات مثبت تجربیات آنها بسیار مفید است. در ادامه نحوه تولید و استفاده از بیوگاز در چند کشور به اجمال مورد بررسی قرارمی­گیرد (عمرانی، 1375):

کره

در کره اهمیت تولید بیوگاز به صورت جدی مورد توجه قرار گرفته است؛ به­طوری­که تا سال1975 حدود 30000 واحد بیوگاز در این کشور فعال بوده است.

چین

اهمیت و توسعه بیوگاز در جهان طی سال­های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است؛ به­طوری­که تعداد این دستگاه­ها در چین از سال 1920 تا 1972 تنها 1300 و بعد از آن تا سال 1985 بالغ بر هفت میلیون بر­آورد گردیده است (عبدلی، 1364). در این کشور بیش از 400 ژنراتور بزرگ و کوچک بیوگاز برای مصارف خانگی و صنعتی از انرژی بیوگاز استفاده می­نمایند. کشور چین با ابداع نوعی سیستم زراعی همراه با دام توانسته است گیاه و دام را در یک سیستم، در ارتباط با زنجیره ریزه­خواری قرار دهد. در این سیستم­ها برنج محصول زراعی اصلی است، زمانی­که دانه برداشت می­شود کاه وکلش، همراه با کود دامی در یک دستگاه هضم کننده بیوگاز به صورت کمپوست در می­آید که متان حاصل از این فرایند برای پخت­وپز و روشنایی و لجن باقی­مانده در دستگاه هضم کننده، برای تولید قارچ خوراکی مورد استفاده قرار می­گیرد. بعد از اینکه قارچ برداشت شد، بقایای ماده آلی هم به عنوان کود آلی به مزارع برنج برگردانده می­شود (نجف­پور، 1374). این سیستم، از نظر مصرف انرژی و چرخش عناصر غذایی بسیار کارآمد است (شکل 1و2).

وضعیت انرژی هند در مقایسه با سایر کشورهای توسعه یافته تفاوت بسیاری دارد که حکایت از مجموعه­ای از منابع متعدد انرژی، برای تأمین نیازهای مردم این کشور دارد. در گذشته، اقدام­های هند به دلیل فعالیت های پراکنده و مجزا موفق نبوده است. روند حرکت به سمت انرژی های نو در هندوستان سه مرحله را پشت سر گذاشته است (عبدلی، 1364):

مرحله اول: در اواخر دهه 1970 و اوایل دهه 1980 بیشتر تلاش­ها در زمینه بیوگاز، ساخت اجاق­های مدرن­تر و استفاده از انرژی خورشیدی و تلاش برای افزایش آگاهی مردم بود.

مرحله دوم: تأسیس وزارت انرژی­های غیرمرسوم در سال 1992 بود که پس از آن مؤسسات و سازمان­های زیادی درخصوص تأمین سوخت­های مناطق مختلف و با هدف افزایش اشتغال در مراکز روستایی و محلی مشغول فعالیت شدند.

مرحله سوم: فعالیت­های جاری به صورت منسجم­تری انجام شد و بر توسعه فناوری­ها برای تولید برق از باد، ایجاد نیروگاه­های کوچک آبی، توسعه سیستم­های ترکیبی تولید انرژی از بیوگاز و بیومس تأکید شد. مجموعه این تلاش­ها سبب شد که از بار مشکلات و سختی­های تأمین انرژی برای روستائیان و همچنین آلودگی­های زیست­محیطی در کشور هند به نحو مؤثری کاسته شود. از اقدام­های مهم انجام شده در حوزه­های مختلف انرژ ی­های تجدیدپذیر در هند می­توان موارد زیر را نام برد (عدل، 1378):

در سال 200 در هندوستان انرژی بیومس حدود یک­سوم کل انرژی مصرفی کشور را به خود اختصاص می­داد، که 90 درصد آن در مراکز روستایی و 10 درصد در مراکز شهری به مصرف می­رسید. واحدهای تولید بیوگاز در کشور هند رواج زیادی پیدا کرده است، به طوری که هم­اکنون برای روشنایی منازل و یا معابر نیز در روستاها مصرف می-شود. پسماندهای گیاهی نیشکر از منابع تولید انرژی است که نوعی انرژ­ی بیومس بوده و می­توان تولید انرژی برق حاصل از آن را تا 340 مگاوات در هند افزایش داد. دولت هند در صدد است تا طرح­های استفاده از این نوع انرژی را در نواحی مختلف کشور گسترش دهد. از سال 2000 تا سال 2010 میزان مصر

منابع

ثقفی، محمود (1382) " انرژی­های تجدید پذیر نوین". انتشارات امیر­کبیر، چاپ دوم.

عدل، مهرداد (1378) "برآورد قابلیت­های تولید انرژی از زائدات زیستی". پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران.

قارداشی، ابوالقاسم علی و مهرداد، عدل (1379)""گزارش بررسی اقتصادی پروژه زیست توده" .گروه انرژی‌های نو، پژوهشگاه نیرو.

قارداشی، ابوالقاسم­علی و عدل، مهرداد (1380) "بیوگاز در ایران". سومین همایش ملی انرژی

پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.

مجموع مقالات بیوگاز

مجموع مقالات بیوگاز

فرمت فایل دانلودی: .zip
فرمت فایل اصلی: docx
تعداد صفحات: 260
حجم فایل: 7291
قیمت: 8000 تومان

بخشی از متن:
در ده سال اخیر بعلت کمبود انرژی و افزایش قیمت آن در کشورهای وارد کننده مواد سوختی مورد توجه خاص قرار گرفته است. در حال حاضر رشد مصرف انرژی در جهان سه برابر رشد جمعیت است. بشر برای بدست آوردن رفاه بیشتر، نیاز به انرژی بیشتری دارد. افزایش قیمت منابع انرژی تجدید­ناپذیر (فسیلی) از دهه 1970 به بعد، همچنین محدودیت و مخاطرات زیست محیطی (برهم زدن تعادل گرمایی جو زمین و ...)، توجه بسیاری از محققان در سراسر جهان را به منابع انرژی تازه معطوف کرده است. منابعی که احیا­پذیر بوده و مخاطرات زیست­محیطی کمتری را داشته باشند. انرژی­های نوین با ساختاری متفاوت از انرژی­های فسیلی، باعث تحولی عظیم در استفاده از انرژی شده­اند. در این میان، با توجه به رشد فزاینده نیاز و تقاضا برای انرژی (هر ده سال دو برابر می­شود)، تلاش برای یافتن منابع جانشین انرژی امری ضروری است. بیوگاز حاصل از زیست­توده از مهم­ترین انرژی­های نوین می­باشد. امروزه ازدیاد روز­افزون مواد زائد و تولید انرژی از این مواد با توجه به سهولت فناوری و اقتصادی بودن این منابع سبب گردیده است تا توسعه آنها در بسیاری از کشورهای جهان، به صورت یک فناوری صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. در خصوص تخریب لایه ازن که اکنون مسئله روز جهانی شده است، گفته می‌شود که در سطح جهان سالیانه حدود 40 میلیون تن گاز متان تنها از زباله‌های شهری خود به خود تولید شده و در جو زمین پراکنده می‌گردد که جمع‌آوری و سوخت آنها به صورت مناسب به خوبی امکان­پذیر است. بعضی از کشورهای جهان برای حل مشکل یاد شده و نیز برای توزیع نوین سوخت به مناطق روستایی به استفاده علمی از انرژی زیستی از طریق تولید بیوگاز از مواد مختلف اقداماتی انجام داده اند. از جمله این کشورها می توان هلند، ایتالیا، چین، کره شمالی، پاکستان، هندوستان و نپال را نام برد.به دنبال اهداف فوق، بیشتر کشورهای جهان­سوم و همچنین، اغلب کشورهای صنعتی به بهره­برداری از سیستم­های بیوگاز بر­آمده­اند. در این مقاله روند پیشرفت بیوگاز در قرن اخیر مورد مطالعه قرار گرفته است.

کلیدواژه: انرژی، بیوگاز، زباله زیستی، جهان، منابع جانشین

مقدمه

در طی قرن دهم قبل از میلاد مسیح در آشور و در قرن شانزدهم در ایران از بیوگاز برای گرم کردن آب جهت حمام و شستشوی بدن استفاده می‎شد. در سال 1776 میلادی الکساندر ولتا نتیجه گرفت که بین مقدار مواد آلی فساد­پذیر و میزان گاز قابل اشتعال رابطه مستقیمی وجود دارد (عبدلی، 1364). در سال 1859 اولین واحد تخمیر بی­هوازی در بمبئی هند ساخته شد. در سال 1860 میلادی ‌اولین واحد استفاده شده برای تصفیه مواد جامد فاضلاب بوسیله شخصی به نام اچ ـ موراس بکار گرفته شد (نجف­پور، 1374). در اروپا برخی واحدهای بیوگاز بیشتر از‌20 سال است که مشغول به کار هستند. در حال حاضر بیش از600 واحد هاضم در اروپا مشغول بکار می‌باشند و تنها در کشور آلمان در حدود250 واحد بیوگاز، طی پنج سال گذشته نصب شده است. از نیمه اول قرن بیستم در بسیاری از کشورها ساخت دستگاه­های تولید کننده بیوگاز و استفاده از گاز حاصله آن به منظور پخت و پز، تأمین روشنایی و بکار انداختن موتورهای احتراقی وسایل نقلیه به سرعت توسعه یافت (ثقفی، 1382). در این بین کشورهای چین و هند بیش از سایر کشورهای دیگر به ساخت و بهره­‎برداری از دستگاه­های تولید­کننده بیوگاز پرداخته‎اند (سالک، 1373). بیش از نیم­قرن پیش در تصفیه­خانه‎های فاضلاب­های شهری در اروپا استفاده از گاز متان حاصل از تخمیر مواد بیولوژیکی مطرح بود؛ اما استفاده از بیوگاز بصورت متداول از جنگ جهانی دوم به بعد مطرح شد. اهمیت و توسعه بیوگاز در جهان طی سال­های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به عنوان مثال تعداد این دستگاه­ها در چین از سال 1920 تا سال 1985 بالغ بر هفت میلیون برآورد­گردیده که نیازهای انرژی پنجاه میلیون روستایی را بر طرف می­نماید. درکشور امریکا بیش از 400 ژنراتور بزرگ و کوچک بیوگاز برای مصارف خانگی و صنعتی از انرژی بیوگاز استفاده می­نماید (عمرانی، 1375).

تعداد هاضم­های کوچک و متوسط مورد استفاده در سطح جهان در سال 2005 از 25 میلیون واحد فراتر رفته و ده­ها هزار واحد بزرگ بویژه در اروپا و آمریکا نصب شده است. دامداری­ها، مجتمع­های کشاورزی و تقریباً تمام تصفیه­خانه­های فاضلاب کشورهای اروپای غربی موظف به استفاده از هاضم­های بی­هوازی و واحدهای بیوگازی شده­اند (جدول 1).

جدول 1- تعداد واحدهای بیوگاز ساخته شده در کشورهای مختلف

راندمان مناسب فرآیند هضم بی­هوازی در حل معضل زباله­ها و تولید انرژی باعث توجه کشورهای اروپایی نظیر دانمارک، سوئد، فرانسه، آلمان، هلند، ایتالیا، انگلستان و ... به استفاده و توسعة این فناوری شده است (ثقفی، 1382). علاوه بر کشورهای اروپایی، کشورهای آمریکایی و آفریقایی هم به منظور تأمین بخشی از انرژی خود، استفاده از فرآیند هضم بی­هوازی را مد نظر قرارداده­اند. آمریکا از جمله کشورهایی است که تمایل زیادی به استفاده از نیروگاه­های بیوگازی صنعتی نشان داده است. هاضم­های موجود در آمریکا اکثراً دارای حجم­های بالا با قابلیت­های کاربرد متنوع برای استفاده از فاضلاب و زباله­های شهری، فاضلاب صنعتی، فضولات دامی و زائدات کشاورزی ساخته شده­اند. آمریکا علاوه بر توجه به کاربرد بیوگاز، در مبحث تحقیقات بیوگازی نیز از کشورهای پیشتاز در جهان می­باشد. در سا ل 2003 پروژه (MEAD) توسعه بیوگاز در آمریکا را شتاب قابل توجهی بخشید (سالک، 1373). 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 بی­هوازی سبب شده است که تولید و مصرف آن در بسیاری ازکشورها به دو صورت (صنعتی وسنتی) مورد توجه قرار گیرد. کشورهای هند و چین در دهه 1930 میلادی، به طور وسیع به ساخت دستگاه­های بیوگاز اقدام نمودند (نجف­پور، 1374).

در کشورهاى اروپاى غربى و جنوب شرقى آسیا فناورى تولید انرژى از بیوگاز بسیار قابل توجه است. در میان کشورهاى اروپایى به کشور سوئد مى­توان اشاره کرد که در زمره بهترین مصرف کنندگان این نوع از انرژى در صنعت حمل و نقل به حساب مى­آید. صنعت بیوگاز در کشورهای آسیای جنوب شرقی، در سطح بسیار وسیعی پیاده شده است و موفقیت­های چشمگیری نیز داشته است (ثقفی، 1382).

اغلب کشورهای پیشرفته طرح­های بزرگی در زمینه استفاده از بیوگاز در مناطق روستایی به مرحله اجرا گذاشته­اند. به عنوان مثال، در کشور چین800 میلیون روستایی80 % انرژی مورد نیاز روزانه خود را از منابع زیستی به دست می­آورند؛ در غیر این صورت طبق برآوردها سالانه باید حدود500-400 میلیون تن چوب و شاخ و برگ در مناطق روستایی سوزانده شود. ذکر این نکته ضروری است که انرژی حرارتی ناشی از سوختن بیوگاز تولید شده از منابعی همچون چوب و... در مقایسه با سوزاندن مستقیم آنها30-40% افزایش نشان می­دهد. امروزه نصف جمعیت جهان برای استفاده­های گرمایی و آشپزی از چوب استفاده می­کنند و مصرف چوب سالانه حدود۲ الی ۳ درصد افزایش می­یابد (نجف­پور، 1374). درسال۱۹۹۰ مصرف چوب، درحدود ۲ میلیارد متر مکعب (حدود۱۰ میلیون بشکه در روز معادل نفت) بوده است. منابع انرژی بیومس (زیست­توده) را می­توان با استفاده از روش­های جدید مهندسی ژنتیک گسترش داد. راه­هایی نیز وجود دارد که از آنها می­توان برای بالابردن کیفیت سوخت استفاده کرد، مانند تبدیل چوب به زغال، زباله چوب و خاک اره را هم از طریق فشردن و شکل دادن، به صورت قالب(Pellet) در می­آورند. درآمریکای شمالی و اروپا از این قبیل سوخت­های جامد در صنایع استفاده می­شود (سالک، 1373).

بیشتر کشورهای دنیا برنامه­ریزی گسترده­ای برای تأمین انرژی مورد نیاز خود از طریق انرژی­های نو انجام داده­اند. با توجه به روند کنونی، کشورهای اروپایی به دنبال توصیه اتحادیه اروپا، به سمت استفاده از انرژی­های جانشین و تجدیدپذیر، تا سال۲۰۳۰ میلادی حدود ۱۵ درصد از مجموع انرژی مورد نیاز خود را از طریق انرژی­های تجدید­پذیر، تأمین خواهند کرد. دنیای امروز نیاز مبرم می داند که توجه زیادی برای تولید و استفاده از بیوگاز نشان دهد. اغلب کشورهای پیشرفته طرح­های بزرگی در این زمینه به مرحله اجرا گذاشته­اند، درکشورهای اسکاندیناوی طرح­های بزرگ صنعتی با استفاده از بیوگاز، راه­اندازی شده است. کشور سوئد تا سال۲۰۵۰ میلادی، ۴۰% از بازار خودرو خود را به استفاده از بیوگاز مجهز می­کند که آن را از فرایند سینیتیک بر روی چوب تأمین می­کند. در کشور انگلیس آیین­نامه کاربرد سوخت­های تجدیدپذیر در ترابری این کشور، برای شرکت­های دست­اندر کار فعالیت­های انرژی مانند، شرکت­های نفتی، مؤسسات وارد­کننده نفت و گاز و دیگر نهاد­های عرضه کننده سوخت، لازم­الاجرا خواهد بود. استفاده از بیوگاز در اغلب کشورهای جنوب شرقی آسیا که با مشکل سوخت فسیلی مواجه هستند، وجود دارد (نجف­پور، 1374). از این سیستم برای سه منظور استفاده می­کنند: تولید انرژی برای روستاها با قیمت ارزان، به­سازی محیط زیست و جلوگیری از آلودگی آن و تهیه کود حیوانی غنی­تر برای کشاورزان. کمبود و افزایش قیمت روز افزون سوخت­های فسیلی از یک­سو، وفور مواد فسادپذیر و سادگی عمل با توجه به هزینه­های کم از سوی دیگر، سبب گردیده تا ساختمان دستگاه تخمیر و تولید بیوگاز در بسیاری از کشورهای اروپایی و حتی آمریکا بصورت یک تکنولوژی ساده و سنتی مورد استفاده قرار بگیرد (عبدلی، 1364). کشورهای اروپایی عمدتاً با توجه به نداشتن ذخائر نفتی کافی و یا محدودیت آن، آغازگر حرکت به سمت استحصال انرژی از منابع تجدید­پذیر بوده­اند و مطالعاتی را جهت یافتن کلیه منابع موجود در تبدیل به سوخت و انرژی نموده­اند.

در کشورهای اروپایی نظیر بلژیک، دانمارک، فرانسه، یونان، هلند، انگلستان، ایتالیا و ایرلند تا سال 1982 نزدیک به 600 هاضم وجود داشته که از پسماندهای کشاورزی، فضولات انسانی و فاضلاب­های صنعتی تغذیه می­نموده­اند. 20% انرژی اروپا تا سال 2020 از طریق بیوگاز تامین خواهد شد. بیوگاز یک روش تأمین انرژی است که کربنی تولید نمی­کند. مواد منتج شده از گیاهان و حیوانات ( نظیر فضولات حیوانی یا ضایعات گیاهی ) در طول دوره ماند (ماندگاری) خود، تا زمانی که تجزیه شوند تنها دی­اکسید کربن تولید می­کنند و هیچ گونه انرژی تولید نمی­نمایند، در حالی که برق تولید شده از بیوگاز نسبت به انرژی­های معمول انتشار دی­اکسید کربن بسیار کمتری دارد (عمرانی، 1375). 1کیلووات تولید برق با بیوگاز از تولید 7000 کیلوگرم دی­اکسید کربن در هر سال جلوگیری می­کند. با توجه به این که امروزه واردات بنزین، بودجه زیادی لازم دارد، می­توان با بهره­گیری از بیوگاز به عنوان منبعی پاک و در دسترس علاوه بر کاهش وابستگی به واردات بنزین و همچنین آلودگی­های ناشی از مصرف بنزین در حمل­و­نقل، به حفظ منابع نفت و گاز به عنوان سرمایه­های ملی کوشید (ثقفی، 1382).

آشنایی با نحوه تولید و استفاده از بیوگاز در کشورهای دیگر به منظور استفاده ازنکات مثبت تجربیات آنها بسیار مفید است. در ادامه نحوه تولید و استفاده از بیوگاز در چند کشور به اجمال مورد بررسی قرارمی­گیرد (عمرانی، 1375):

کره

در کره اهمیت تولید بیوگاز به صورت جدی مورد توجه قرار گرفته است؛ به­طوری­که تا سال1975 حدود 30000 واحد بیوگاز در این کشور فعال بوده است.

چین

اهمیت و توسعه بیوگاز در جهان طی سال­های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است؛ به­طوری­که تعداد این دستگاه­ها در چین از سال 1920 تا 1972 تنها 1300 و بعد از آن تا سال 1985 بالغ بر هفت میلیون بر­آورد گردیده است (عبدلی، 1364). در این کشور بیش از 400 ژنراتور بزرگ و کوچک بیوگاز برای مصارف خانگی و صنعتی از انرژی بیوگاز استفاده می­نمایند. کشور چین با ابداع نوعی سیستم زراعی همراه با دام توانسته است گیاه و دام را در یک سیستم، در ارتباط با زنجیره ریزه­خواری قرار دهد. در این سیستم­ها برنج محصول زراعی اصلی است، زمانی­که دانه برداشت می­شود کاه وکلش، همراه با کود دامی در یک دستگاه هضم کننده بیوگاز به صورت کمپوست در می­آید که متان حاصل از این فرایند برای پخت­وپز و روشنایی و لجن باقی­مانده در دستگاه هضم کننده، برای تولید قارچ خوراکی مورد استفاده قرار می­گیرد. بعد از اینکه قارچ برداشت شد، بقایای ماده آلی هم به عنوان کود آلی به مزارع برنج برگردانده می­شود (نجف­پور، 1374). این سیستم، از نظر مصرف انرژی و چرخش عناصر غذایی بسیار کارآمد است (شکل 1و2).

پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.