هضم لاهوائي
| جزء من سلسلة عن |
| الطاقة المستدامة |
|---|
| حفظ الطاقة |
|
| الطاقة المتجددة |
|
| نقل مستدام |
|
|
بوابة تنمية مستدامة
|
الهضم اللاهوائي Anaerobic digestion، هي مجموعة العمليات تتحلل عن طريقها الكائنات الدقيقة إلى مواد متحللة حيوياً في غياب الأكسجين. تستخدم هذه العملية لأغراض صناعية أومنزلية لادارة النفايات و/أولانتاج الوقود. الكثير من التخمر يستخدم صناعياً لانتاج المنتجات الغذائية والمشروبات، بالإضافة للتخمر المنزلي، والذي يستخدم الهضواللاهوائي.
يحدث الهضم اللاهوائي أيضاً بطريقة طبيعية في بعض أنواع التربة في رواسب أحواض البحيرات والمحيطات، حيث عادة ما يشار إليها "بالنشاط اللاهوائي". هذا هومصدر غاز ميثان المستنقعات الذي اكتشفه ڤولتا عام 1776.
تبدأ عملية الهضم بالتحلل المائي البكتيري للمواد المدخلة. الپوليمرات العضوية غير قابلة للذوبان، مثل الكربوهيدرات، وتنكسر إلى مشتقات قابلة للذوبان التي تصبح متاحة للبكتريا الأخرى. بعد ذلك تحول Acidogenic bacteria السكر وأحماض أمينية إلى ثاني أكسيد الكربون، ثاني أكسيد الكربون، أمونيا، وأحماض عضوية. هذه البكتريا تحول الأحماض العضوية الناتجة هذه إلى حمض الخليك، بجانب المزيد من الأمونيا، الهيدروجين، وثاني أكسيد الكربون. في النهاية، الميثانوجينات تحول هذه المنتجات إلى ميثان وثاني أكسيد الكربون. The methanogenic archaea populations play an indispensable role in anaerobic wastewater treatments.
تستخدم جزء من هذه العملية لمعالجة النفايات ومياه الصرف الصحي القابلة للتحلل. كجزء من منظومة متكاملة لادارة النفايات ، يقلل الهضم اللاهوائي انبعاثات غازات دفن النفايات إلى الغلاف الجوي. يمكن للهضم اللاهوائي أيضاً حتى يغذى بحبوب الطاقة المزروعة لهذا الغرض، مثل الذرة.
الهضم اللاهوائي المستخدم يستخدم على نطاق واسع كمصدر للطاقة البديلة. هذه العملية تنتج الغاز الطبيعي، الذي يتكون من الميثان، ثاني أكسيد الكربون وكميات ضئيلة من غازات "الملوثة" الأخرى. الغاز الطبيعي هذا يمكن حتى يستخدم مباشرة كوقود، في التسخين المجمع وتشغيل المحركات الغازية أويتم ترقيته إلى غاز ميثان حيوي بجودة الغاز الطبيعي.
التاريخ
العملية
مراحل العملية
الترتيب
Batch or continuous
درجة الحرارة
المحتوى الصلب
التعقيد
Residence time
المواد الأولية
المحتوى الرطب
التلوث
تكوين الركيزة
تطبيقات
استخدام تقنيات الهضم اللاهوائي يمكن حتى يساعد في تخفيض انبعاثات الغازات الدفيئة في عدد من الطرق الرئيسية:
- إستبدال الوقود الأحفوري
- تخفيض أوالقضاء على بصمة الطاقة في محطات معالجة النفايات
- تخفيض انبعاثات الميثان من منطقب القمامة
- إستبدال الأسمدة الكيماوية المنتجة صناعياً
- تخفيض تحركات المركبات
- تخفيض خسائر نقل الشبكات الكهربائية
- تخفيض استخدام الغاز النفطي المسال
معالجة النفايات
توليد الطاقة
الحقن في الشبكة
الأسمدة ومكيفات التربة
غاز الطهي
المنتجات
الغاز الحيوي
| المادة | % |
|---|---|
| الميثان، CH4 | 50–75 |
| ثاني أكسيد الكربون، CO2 | 25–50 |
| النيتروجين، N2 | 0–10 |
| الهيدروجين، H2 | 0–1 |
| كبريتيد الهيدروجين، H2S | 0–3 |
| الأكسجين، O2 | 0–2 |
Digestate
مياه الصرف الصحي
انظر أيضاً
- Anaerobic digester types
- Bioconversion of biomass to mixed alcohol fuels
- غاز حيوي
- Carbon dioxide air capture
- Dissolved oxygen
- قضايا البيئة المتعلقة بالطاقة
- Eutrophication
- Global Methane Initiative
- Hypoxia (environmental)
- توازن الكتلة
- Mesophilic digester
- Methane capture
- هيدرات الميثان
- Microbiology of decomposition
- Relative cost of electricity generated by different sources
- معالجة الصرف الصحي
- Sludge bulking
- Thermophilic digester
- Upflow anaerobic sludge blanket digestion (UASB)
- Wastewater quality indicators
المصادر
- ^ National Non-Food Crops Centre. "NNFCC Renewable Fuels and Energy Factsheet: Anaerobic Digestion", Retrieved on 2011-11-22
- ^ Koyama, Tadashiro (1963). "Gaseous metabolism in lake sediments and paddy soils and the production of atmospheric methane and hydrogen". Journal of Geophysical Research. 68 (13): 3971–3973. doi:10.1029/JZ068i013p03971.
- ^ Pamatmat, Mario Macalalag, and Bhagwat, Ashok M. (1973). "Anaerobic metabolism in Lake Washington sediments" (PDF). Limnology and Oceanography. pp. 611–627. Archived (PDF) from the original on 16 December 2013. CS1 maint: multiple names: authors list (link)
- ^ Zehnder, Alexander J. B. (1978). "Ecology of methane formation". In Mitchell, Ralph (ed.). Water pollution microbiology 2. New York: Wiley. pp. 349–376. ISBN .
- ^ MacGregor, A. N., and Keeney, D. R. (1973). "Methane formation by lake sediments during in vitro incubations". Journal of the American Water Resources Association (JAWRA). 9 (6): 1153–1158. doi:10.1111/j.1752-1688.1973.tb05854.x.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
- ^ Anaerobic digestion reference sheet, waste.nl. Retrieved 25.10.07.
- ^ Meisam Tabatabaei, Raha Abdul Rahim, André-Denis G. Wright, Yoshihito Shirai, Norhani Abdullah, Alawi Sulaiman, Kenji Sakai and Mohd Ali Hassan. 2010. Importance of the methanogenic archaea populations in anaerobic wastewater treatments (Process Biochemistry- 45(8), pp: 1214-1225)
- ^ Agricultural Biogas, www.clarke-energy.com, accessed 08.11.11
- ^ GE Jenbacher Biogas Engines, www.clarke-energy.com, accessed 15.04.11
- ^ Basic Information on Biogas, kolumbus.fi. Retrieved 2.11.07.
وصلات خارجية
- The US Anaerobic Digestion market
- Podcasts about featured anaerobic digesters in the US
- Official Website of the Anaerobic Digestion and Biogas Association, Anaerobic Digestion and Biogas Association (ADBA)
- Online AD Cost Calculator, nnfcc.co.uk
- UK's Official Information Portal on Anaerobic Digestion and Biogas, biogas-info.co.uk
- Glossary of Anaerobic Digestion terms, bioplex.co.uk
- US Government Information Sheet: Methane from anaerobic digesters, web.archive.org
- Anaerobic biodigester design for small tropical producers, ruralcostarica.com
- Biogas Community on WikiSpaces, biogas.wikispaces.com
- Online Anaerobic Digester Output Estimator, bioplex.co.uk
- Biogas Forum, forum.zorg-biogas.com
- American Biogas Council
- Introduction to Biogas and Anaerobic Digestion, information from eXtension's Livestock and Poultry Environmental Learning Center
