كيف يمكن إنتاج الميثان من مخلفات الصرف الصحي؟ ما هو التأثير على الاحتباس الحراري؟ حقيقة أن النفايات مصدر مهم للغاية لإنتاج الطاقة تساعد على التخلص من النفايات العضوية وحل مشكلة الصرف الصحي. لذلك نتحدث عن إنتاج الميثان من نفايات الصرف الصحي.
جدول المحتويات
إنتاج الميثان من مخلفات الصرف الصحي
في الآونة الأخيرة ، أصبحت مخلفات الصرف الصحي من أكبر مصادر الطاقة المتجددة ، وقد بدأ وزير التنمية المحلية في مصر اللواء عادل لبيب أولى خطوات مشروع إنتاج غاز الميثان من مخلفات الصرف الصحي ، وتم تنفيذ هذه التجربة في القرى. هذا للاستخدام بدلاً من غاز البوتان.
يتم إنتاجه من خلال عملية تسمى الهضم اللاهوائي (الخالي من الأكسجين) في بعض القطاعات الصناعية التي توفر جميع أنواع الوقود عن طريق استعادة الطاقة ، والتي يمكن استخدامها في عدة أنواع من النفايات العضوية.
هذه العملية هي واحدة من أكثر الطرق ملاءمة للحصول على غاز الميثان من مياه الصرف الصحي وتساعد أيضًا في تقليل مشكلة التلوث.
تساهم الكائنات الحية الدقيقة مثل البكتيريا اللاهوائية المنتجة للميثان في إزالة الأكسجين بحيث يتم تحويل المادة العضوية إلى أحماض ثم تنتج غاز الميثان مع ثاني أكسيد الكربون CO2 ، وكلاهما يحتوي على نسبة عالية من المواد العضوية.
بالإضافة إلى ذلك ، ينتج عن عملية الهضم اللاهوائي كميات متساوية تقريبًا من الميثان وثاني أكسيد الكربون ، وعند التعرض للبروتينات والدهون ، يتم إنتاج كميات أكبر من الميثان مقارنة بثاني أكسيد الكربون ، وبالتالي يمكن حرق الميثان لتوليد الطاقة الكهربائية أو استخدامه للطهي في أماكن مختلفة.
نفايات الصرف الصحي
بعد فحص كيفية إنتاج غاز الميثان من مخلفات الصرف الصحي ، نرى أن هذه المخلفات من أهم وأهم المصادر التي تلوث المياه العذبة مثل الأنهار. هذا لأنها تحتوي على كميات كبيرة من المواد الكيميائية والكائنات الحية الدقيقة الضارة مثل الفيروسات ، إلى جانب بعض المواد السامة غير القابلة للتحلل.
بالإضافة إلى مياه الأمطار والمياه المستخدمة في غسيل الطرق ، تصب النفايات من مياه المستشفيات والفنادق والمطاعم والمنازل ومياه العديد من الأماكن التي تستخدم فيها المياه في شبكات الصرف الصحي بالمدينة.
لذلك ، يتم تقليل مخاطر هذه النفايات من خلال المعالجة ، ويتم ذلك عن طريق تنقية المياه العادمة من الشوائب والملوثات والمواد العضوية المرتبطة بها ؛ هذا لإعادة الاستخدام أو الإغراق في المجاري المائية ، وليس الأنهار ، دون التسبب في أي تلوث للمياه.
حقائق عن غاز الميثان
بعد معرفة كيفية إنتاج غاز الميثان من مخلفات الصرف الصحي ، نرى أن هناك الكثير من المعلومات المتاحة حول هذا الغاز والتي يمكننا شرحها بما يلي
- كتلة الميثان 0.43 جم / مول.
- كثافته حوالي 717 كجم / م 3.
- يتحول الميثان إلى غاز عند 112 كلفن.
- إنها صلبة عند 5 كلفن.
- يصبح سائلاً عند درجة حرارة أقل من 112 كلفن.
- وهو المكون الرئيسي للغاز الطبيعي حتى يصل إلى حوالي 90٪ وهي نسبة كبيرة جدا.
- يتكون الميثان من كل من الهيدروكربونات والمركبات العضوية البسيطة.
- إنه عديم اللون والرائحة.
- هذا الغاز غير سام ولكنه يصبح متفجرا وقابل للاشتعال إذا وصل تركيزه في الهواء إلى 15 5٪.
- إذا كان موجودًا بنسبة كبيرة في الهواء ، فإنه يقلل من نسبة غاز الأكسجين ، مما يسبب الشعور بالاختناق وضيق التنفس ، كما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة الأرض.
- يعتبر من الغازات الصديقة للبيئة أي أنه لا يشكل أي خطر على الإنسان أو الصحة العامة.
- غاز الميثان ، الذي ينشأ من تخمير النفايات والنفايات العضوية والدواجن والماشية ، هو أحد أهم أنواع الطاقة البديلة المتجددة والصديقة للبيئة.
- تحب البكتيريا الغزيرة التي تنتج هذا الغاز بيئة ذات درجة حرارة عالية لأنه كلما ارتفعت درجة الحرارة ، زاد تفاعل هذه البكتيريا في إنتاج الميثان.
- في حالة اختلاف الظروف البيئية للكائنات الحية ، يتم إنتاج البكتيريا التي تفضل العيش في درجات ملوحة مختلفة للتكيف وإنتاج هذا الغاز.
- يمكن أيضًا العثور على هذه البكتيريا في المياه العذبة.
- عندما تنخفض درجة الحرارة إلى 15 درجة مئوية ، تتوقف البكتيريا المنتجة للميثان عن العمل ويتم إنتاج الغاز مرة أخرى عند 100 درجة مئوية.
تأثير إنتاج الميثان على ظاهرة الاحتباس الحراري
الميثان هو أحد الغازات التي تلعب دورًا مهمًا في الغلاف الجوي حيث يؤثر 25 مرة أكثر من ثاني أكسيد الكربون ويستخدم في عمليات تصنيع المركبات.
إنه مفيد جدًا في معالجة النفايات العضوية ويمكن أن ينتج عنه مركبات مفيدة ، بالإضافة إلى إجراء بعض الأبحاث حول غاز الميثان وتم إثبات وجوده خارج الكواكب باستخدام أجهزة قياس الطيف ، بالإضافة إلى إعلان وكالة ناسا عن وجود غاز الميثان على سطح المريخ.
مجالات استخدام غاز الميثان في حياتنا اليومية
هذا الغاز له استخدامات عديدة ويستخدم في الحياة اليومية وتعتمد عليه حياتنا بشكل كبير ويمكن أن نوضح أبرز استخداماته على النحو التالي
- نظرًا لأنه ينتج 13300 سعرة حرارية لكل كيلوغرام ، فإنه يستخدم للحصول على الطاقة من خلال عملية الحرق.
- يستخدم في تحضير مركب كيميائي يسمى نيترو ميثان وهو سائل لزج وعديم الرائحة ويستخدم في صناعة الأدوية.
- يتم استخدامه في تحضير الغازات الاصطناعية.
- يتم تحضيره من أسود الكربون الذي يستخدم في أحبار الطباعة وكمادة صلبة لمطاط إطارات السيارات.
- يستخدم كوقود في السيارات لوجوده في الغاز الطبيعي.
- يتم استخدامه في غاز الطهي بنسبة 90٪ مع الغازات الأخرى.
- يتم استخدامه في إنتاج حمض الهيدروكلوريك الذي يستخدم في المختبرات.
- يُستخدم غاز الميثان في العديد من القطاعات التي نحتاجها يوميًا ، مثل النايلون والبلاستيك والفورمالديهايد والكحول.
- يتم استخدامه في تحضير المركبات العضوية مثل رابع كلوريد الكربون والكلوروفورم ، والتي تستخدم كمذيبات أو طفايات حريق.
- يستخدم هذا الغاز في عملية الحرق والتي تعتمد على التجفيف وإزالة الرطوبة وتعقيم منتجات الشركة.
- يتم استخدامه في إنتاج الأمونيا عن طريق الدمج مع مركب الهيدروجين.
- يتم استخدامه لتبريد أو تدفئة المنازل.
- يتم استخدامه في بعض التوربينات الصغيرة لتوليد الكهرباء.
يعتبر غاز الميثان من أهم مصادر الطاقة الآمنة للبيئة ، ويمكن استخدامه في العديد من المجالات مثل كونه بديلاً لغاز البوتان ، واستخدامه كوقود في إنتاج الحرارة والطاقة الكهربائية ، ورمزه الكيميائي CH4 ، وهو موجود بشكل كبير في الغاز الطبيعي.