الرئيسية
اليوم في 12:44 pm من طرف قطز اند بيبرس
:coool: 
إنتاج البيوجـــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــاز
"معالجة مخلفات الدواجن والحيوانات والمحاصيل الزراعية"
يحدث تكدس في بعض مزارع الدواجن والحيوانات للمخلفات وتكوين كميات كبيرة منها ولذلك يجب التخلص من هذه المخلفات المتكدسة وينتج عنها روائح كريهة وتراكم الحشرات الضارة عليها وأيضا ينتج مخلفات محاصيل كالقش وتبن القمح وغيرها يتم حرقها وتسبب مشاكل كثيرة لتلوث البيئة.
ما هو غاز البيوجاز:
هو غاز غير سام وليس له رائحة نفاذة وعديم اللون وأخف من الهواء الجوي ولا ينتج عنه أي عادم بعد الحرق ويتكون من غاز الميثان بنسبة 60- 70% وغاز Co2 بنسبة 28- 38% وغاز H2s وعدة غازات أخري بنسبة 2%.
كيف ينتج غاز البيوجاز:
ينتج غاز البيوجاز من التخمرات اللاهوائية للمخلفات (مزارع دواجن – مخلفات حيوانات – مخلفات محاصيل زراعية كقش الأرز وتبن القمح وحطب الذرة وغيرها ) وذلك نتيجة لنشاط الكائنات الحية الدقيقة (البكتريا) التي تحلل المخلفات العضوية في ظروف لاهوائية ويزداد نشاط البكتريا علي حسب ظروف التخمر مثل التحكم في درجة الحرارة والحموضة وإجراء عمليات التقليب للمخلفات داخل المخمر، زرق الدواجن بالفرشة ( قش أرز – تبن قمح – نشارة خشب وغيرها) يفضل استخدامه لأنه يعطى نسبة عالية من غاز البيوجاز، بينما زرق الدواجن الخالي من الفرشة لا يفضل استخدامه وذلك بسبب ارتفاع نسبة الأمونيا الناتجة منه وتعتبر هذه الأمونيا سامة بالنسبة للبكتريا التي تقوم بتحليل المخلفات وإنتاج البيوجاز وبالتالي يقل إنتاجه ولكن يفضل خلط روث الحيوانات مع زرق الدواجن وأن يكون زرق الدواجن مخلوط بالفرشة.
الفكرة الأساسية لوحدة إنتاج غاز البيوجاز:
وحدة البيوجاز عبارة عن مبني من الطوب أو الخرسانة المسلحة تحت سطح الأرض يعرف بالمخمر ويعلو هذا المبني خزان الغاز الذي يتجمع به الغاز الخارج من المخمر والناتج من التخمر اللاهوائي للمخلفات ( سواء مخلفات مزارع دواجن – مخلفات حيوانات – مخلفات محاصيل زراعية كقش الأرز وتبن القمح وحطب الذرة وغيرها )ويجب خلط المخلفات بالماء قبل وضعها في المخمر وتختلف نسبة الماء المضاف للمخلفات حسب نوع المخلف فزرق الدواجن يخلط بنسبة 1 : 2 ماء أما روث الحيوانات يخلط بنسبة 1:1 ماء
الشروط الواجب توافرها في موقع التخمر:
1- أن يكون المخمر في مكان مشمس ولا يتعرض للرياح.
2- لا يبعد أكثر من 30 م عن مكان الاستهلاك للغاز.
3- يبني في الجهة القبلية من المنزل أو المزرعة حتى لا تنتقل الروائح الكريهة أثناء وضع أو خروج المخلفات.
4- يجب أن يبعد عن أي مصدر لمياه الشرب مسافة لاتقل عن 20م حتي إذا حدث أي كسر فلا يحدث تلوث للمياه.
المخلف
نسبة الميثان
روث أبقار
65%
زرق دواجن
60%
قش أرز
59%
تبن قمح
50- 60%
1م3 بيوجاز (5513 كيلوكالوري) 5.3 كجم روث ماشية جاف
7.7 كجم زرق دواجن جاف
أهم فوائد إنشاء وحدات البيوجاز :
1 – إنتاج الغاز كبديل لمصادر الطاقة التقليدية:
يتميز البيوجاز بأنة يحترق تماما بدون دخان بعكس ما يحدث في حرق المخلفات و بذلك بتلافي أمراض العيون و الجهاز التنفسي ، يقل قطع الأشجار لاستخدامها كوقود ، و من المعروف أهمية الأشجار في مكافحة التلوث البيئي .
2- إنتاج السماد العضوي من الرواسب المتخمرة :
هذه الرواسب المتخمرة تكون خالية من الكائنات الحية الممرضة سواء بكتيرية أو طفيلية ، بالإضافة إلي أن هذه الرواسب عديمة الرائحة تقريبا مما يقلل من إجتذاب الحشرات و خاصة الذباب ، بعكس المخلفات الحيوانية الطازجة ( الغير متخمرة ) و بذلك يقل انتقال عدوي الأمراض بين سكان المنطقة ، وقد وجد أن الأراضي المسمدة برواسب المخمر تكون أقل إصابة بالقواقع و بالتالي الطفيليات ، هذا بالإضافة إلي زيادة الإنتاج الزراعي ، و هذا معناه وفرة في المواد الغذائية مما ينعكس علي صحة الفرد .
3- استخدام الرواسب المتخمرة كإضافات للأعلاف حيث تحتوي هذه علي غالبية العناصر المعدنية التي تحتاجها الحيوانات.
4 – فوائد غير مباشرة :
¨ رفع المستوى الصحي بمكافحة التلوث البيئي.
¨ و زيادة الإنتاج الزراعي .
¨ النظافة.
¨ المحافظة علي التربة .
¨ فتح مجال عمل جديد بالقرى .
يعتقد البعض أن وحدات البيوجاز بصفة عامة لا تعطي عائد يوازي تكاليفها إلا أن هذه النظرية أغفلت فوائد أخري أهمها ما يلي :-
¨ أهمية الأفراد الأصحاء و الأطفال الأصحاء للمجتمع .
¨ المحافظة علي خصوبة و بناء الأرض الزراعية .
¨ المحافظة علي الأشجار .
¨ إيجاد مستوي جيد لتشغيل العمالة .
¨ اعتماد أهل القري و خاصة أصحاب مزارع الإنتاج الحيواني علي أنفسهم في توفير مصادر الطاقة و عدم الحاجة غلي مصادر خارجية سواء للطاقة أو للتسميد.
¨ حق الإنسان المصري أن يعيش في بيئة خالية من التلوث .
الفوائد الحقيقية للدولة لن تظهر بوضوح إلا بتشغيل عدد كبير من وحدات البيوجاز ، و لهذا فإن كل وحدة جديدة تنشأ فهي علي الطريق الصحيح ..
¨ المزرعة سعة 60000 طائر يمكنها أن تغطى جميع احتياجاها تماما من الطاقة عن طريق وحدة إنتاج غاز البيوجاز تستخدم كمصدر للكهرباء والتدفئة .
أولا : استخدام غاز البيوجاز :
1- لأغراض الطهي ( موقد البوتاجاز ) .
2- الإضاءة ( مصباح البيوجاز ).
3- التبريد ( تشغيل بعض أنواع الثلاجات ).
4- التدفئة ( يستخدم في تدفئة مزارع الدواجن و غيرها ).
ثانيا : استخدام الرواسب المتخمرة :
¨ سماد البيوجاز يحتوي علي جميع العناصر المعدنية بالإضافة إلي نسبة عالية من النيتروجين و الذي يفقد عادة في التحلل الهوائي للمواد العضوية ( التسميد المباشر للمخلفات ) و هو أهم عنصر سمادي لنمو النباتات، يمكن رفع المحتوي النيتروجيني في هذه الرواسب بإضافة بول الحيوانات مع باقي المخلفات إلي وحدة البيوجاز .
¨ يفضل إضافة سماد البيوجاز للتربة أثناء الحرث قبل الزراعة بأسبوع ، ثم يجري التسميد مرة أو مرتين خلال مدة الزراعة ، أما الخضراوات فلا تحتاج إلي تسميد خلال فترة النمو .
يمكن تخزين هذه الرواسب ( سماد البيوجاز ) لاستخدام حين الحاجة بإحدى الطريقتين الآتيتين :
¨ التخزين في حفرة مغطاة للإقلال من فقد النيتروجين .
¨ الخلط مع السماد، يمكن تسميد فدان من الأرض الزراعية بحوالي 40 م2 من سماد البيوجاز .
¨ إضافات الأعلاف الحيوانية يمكن استخدام الرواسب المتخمرة كإضافات للأعلاف الحيوانية بنسب مقننة طبقا لنوع و طبيعة الحيوان .
يوجد نظامان أساسيان لوحدة البيوجاز :
1- النظام الهندي
2- الفكرة الأساسية:
الوحدة عبارة عن مبني تحت سطح الأرض من الطوب أو الخرسانة وله فتحتين إحداهما لدخول المخلفات والأخرى لخروج المخلفات ويوجد حوض لخلط المخلفات بالماء يلاحظ أن فتحة دخول المخلفات أعلي من فتحة الخروج 50 سم حتى لا ترجع المخلفات للخارج يمكن أن يوجد جدار في المخمر لقسمته إلي جزأين حتى لا تزيد المسافة التي يسير فيها المخلف فتزيد عملية التحلل اللاهوائي، ويوجد الخزان أعلي سطح الأرض ويصنع الخزان من الصاج، ويظهر الخزان عائم علي المبني وذلك حسب نسبة تواجد الغاز.
3- النظام الصيني :
هذا النظام يكاد يتشابه مع النظام الهندي في الفكرة الأساسية فالوحدة عبارة عن مبني تحت سطح الأرض من الطوب أو الخرسانة وله فتحتين إحداهما لدخول المخلفات والأخرى لخروج المخلفات ولكن لا يوجد خزان للغاز وإنما يتجمع الغاز في جزء خاص به وله غطاء لإجراء عملية التنظيف الدوري، ويمكن إجراء التقليب الميكانيكي عن طريق عمود عليه ريش للتقليب كل 4 ساعات يقلب 15 دقيقة ويمكن إعادة حقن الغاز البيوجاز مرة ثانية في الوحدة حتى تنشط البكتريا وفي هذا النظام يعاب عليه أنه لايمكن التحكم في ضغط الغاز كما في النظام الهندي.
إعداد
د.أسامة عزمي الزلاقي
باحث أول بمركز البحوث الزراعية
إنتاج البيوجـــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــاز"معالجة مخلفات الدواجن والحيوانات والمحاصيل الزراعية"
يحدث تكدس في بعض مزارع الدواجن والحيوانات للمخلفات وتكوين كميات كبيرة منها ولذلك يجب التخلص من هذه المخلفات المتكدسة وينتج عنها روائح كريهة وتراكم الحشرات الضارة عليها وأيضا ينتج مخلفات محاصيل كالقش وتبن القمح وغيرها يتم حرقها وتسبب مشاكل كثيرة لتلوث البيئة.
ما هو غاز البيوجاز:
هو غاز غير سام وليس له رائحة نفاذة وعديم اللون وأخف من الهواء الجوي ولا ينتج عنه أي عادم بعد الحرق ويتكون من غاز الميثان بنسبة 60- 70% وغاز Co2 بنسبة 28- 38% وغاز H2s وعدة غازات أخري بنسبة 2%.
كيف ينتج غاز البيوجاز:
ينتج غاز البيوجاز من التخمرات اللاهوائية للمخلفات (مزارع دواجن – مخلفات حيوانات – مخلفات محاصيل زراعية كقش الأرز وتبن القمح وحطب الذرة وغيرها ) وذلك نتيجة لنشاط الكائنات الحية الدقيقة (البكتريا) التي تحلل المخلفات العضوية في ظروف لاهوائية ويزداد نشاط البكتريا علي حسب ظروف التخمر مثل التحكم في درجة الحرارة والحموضة وإجراء عمليات التقليب للمخلفات داخل المخمر، زرق الدواجن بالفرشة ( قش أرز – تبن قمح – نشارة خشب وغيرها) يفضل استخدامه لأنه يعطى نسبة عالية من غاز البيوجاز، بينما زرق الدواجن الخالي من الفرشة لا يفضل استخدامه وذلك بسبب ارتفاع نسبة الأمونيا الناتجة منه وتعتبر هذه الأمونيا سامة بالنسبة للبكتريا التي تقوم بتحليل المخلفات وإنتاج البيوجاز وبالتالي يقل إنتاجه ولكن يفضل خلط روث الحيوانات مع زرق الدواجن وأن يكون زرق الدواجن مخلوط بالفرشة.
الفكرة الأساسية لوحدة إنتاج غاز البيوجاز:
وحدة البيوجاز عبارة عن مبني من الطوب أو الخرسانة المسلحة تحت سطح الأرض يعرف بالمخمر ويعلو هذا المبني خزان الغاز الذي يتجمع به الغاز الخارج من المخمر والناتج من التخمر اللاهوائي للمخلفات ( سواء مخلفات مزارع دواجن – مخلفات حيوانات – مخلفات محاصيل زراعية كقش الأرز وتبن القمح وحطب الذرة وغيرها )ويجب خلط المخلفات بالماء قبل وضعها في المخمر وتختلف نسبة الماء المضاف للمخلفات حسب نوع المخلف فزرق الدواجن يخلط بنسبة 1 : 2 ماء أما روث الحيوانات يخلط بنسبة 1:1 ماء
الشروط الواجب توافرها في موقع التخمر:
1- أن يكون المخمر في مكان مشمس ولا يتعرض للرياح.
2- لا يبعد أكثر من 30 م عن مكان الاستهلاك للغاز.
3- يبني في الجهة القبلية من المنزل أو المزرعة حتى لا تنتقل الروائح الكريهة أثناء وضع أو خروج المخلفات.
4- يجب أن يبعد عن أي مصدر لمياه الشرب مسافة لاتقل عن 20م حتي إذا حدث أي كسر فلا يحدث تلوث للمياه.
المخلف
نسبة الميثان
روث أبقار
65%
زرق دواجن
60%
قش أرز
59%
تبن قمح
50- 60%
1م3 بيوجاز (5513 كيلوكالوري) 5.3 كجم روث ماشية جاف
7.7 كجم زرق دواجن جاف
أهم فوائد إنشاء وحدات البيوجاز :
1 – إنتاج الغاز كبديل لمصادر الطاقة التقليدية:
يتميز البيوجاز بأنة يحترق تماما بدون دخان بعكس ما يحدث في حرق المخلفات و بذلك بتلافي أمراض العيون و الجهاز التنفسي ، يقل قطع الأشجار لاستخدامها كوقود ، و من المعروف أهمية الأشجار في مكافحة التلوث البيئي .
2- إنتاج السماد العضوي من الرواسب المتخمرة :
هذه الرواسب المتخمرة تكون خالية من الكائنات الحية الممرضة سواء بكتيرية أو طفيلية ، بالإضافة إلي أن هذه الرواسب عديمة الرائحة تقريبا مما يقلل من إجتذاب الحشرات و خاصة الذباب ، بعكس المخلفات الحيوانية الطازجة ( الغير متخمرة ) و بذلك يقل انتقال عدوي الأمراض بين سكان المنطقة ، وقد وجد أن الأراضي المسمدة برواسب المخمر تكون أقل إصابة بالقواقع و بالتالي الطفيليات ، هذا بالإضافة إلي زيادة الإنتاج الزراعي ، و هذا معناه وفرة في المواد الغذائية مما ينعكس علي صحة الفرد .
3- استخدام الرواسب المتخمرة كإضافات للأعلاف حيث تحتوي هذه علي غالبية العناصر المعدنية التي تحتاجها الحيوانات.
4 – فوائد غير مباشرة :
¨ رفع المستوى الصحي بمكافحة التلوث البيئي.
¨ و زيادة الإنتاج الزراعي .
¨ النظافة.
¨ المحافظة علي التربة .
¨ فتح مجال عمل جديد بالقرى .
يعتقد البعض أن وحدات البيوجاز بصفة عامة لا تعطي عائد يوازي تكاليفها إلا أن هذه النظرية أغفلت فوائد أخري أهمها ما يلي :-
¨ أهمية الأفراد الأصحاء و الأطفال الأصحاء للمجتمع .
¨ المحافظة علي خصوبة و بناء الأرض الزراعية .
¨ المحافظة علي الأشجار .
¨ إيجاد مستوي جيد لتشغيل العمالة .
¨ اعتماد أهل القري و خاصة أصحاب مزارع الإنتاج الحيواني علي أنفسهم في توفير مصادر الطاقة و عدم الحاجة غلي مصادر خارجية سواء للطاقة أو للتسميد.
¨ حق الإنسان المصري أن يعيش في بيئة خالية من التلوث .
الفوائد الحقيقية للدولة لن تظهر بوضوح إلا بتشغيل عدد كبير من وحدات البيوجاز ، و لهذا فإن كل وحدة جديدة تنشأ فهي علي الطريق الصحيح ..
¨ المزرعة سعة 60000 طائر يمكنها أن تغطى جميع احتياجاها تماما من الطاقة عن طريق وحدة إنتاج غاز البيوجاز تستخدم كمصدر للكهرباء والتدفئة .
أولا : استخدام غاز البيوجاز :
1- لأغراض الطهي ( موقد البوتاجاز ) .
2- الإضاءة ( مصباح البيوجاز ).
3- التبريد ( تشغيل بعض أنواع الثلاجات ).
4- التدفئة ( يستخدم في تدفئة مزارع الدواجن و غيرها ).
ثانيا : استخدام الرواسب المتخمرة :
¨ سماد البيوجاز يحتوي علي جميع العناصر المعدنية بالإضافة إلي نسبة عالية من النيتروجين و الذي يفقد عادة في التحلل الهوائي للمواد العضوية ( التسميد المباشر للمخلفات ) و هو أهم عنصر سمادي لنمو النباتات، يمكن رفع المحتوي النيتروجيني في هذه الرواسب بإضافة بول الحيوانات مع باقي المخلفات إلي وحدة البيوجاز .
¨ يفضل إضافة سماد البيوجاز للتربة أثناء الحرث قبل الزراعة بأسبوع ، ثم يجري التسميد مرة أو مرتين خلال مدة الزراعة ، أما الخضراوات فلا تحتاج إلي تسميد خلال فترة النمو .
يمكن تخزين هذه الرواسب ( سماد البيوجاز ) لاستخدام حين الحاجة بإحدى الطريقتين الآتيتين :
¨ التخزين في حفرة مغطاة للإقلال من فقد النيتروجين .
¨ الخلط مع السماد، يمكن تسميد فدان من الأرض الزراعية بحوالي 40 م2 من سماد البيوجاز .
¨ إضافات الأعلاف الحيوانية يمكن استخدام الرواسب المتخمرة كإضافات للأعلاف الحيوانية بنسب مقننة طبقا لنوع و طبيعة الحيوان .
يوجد نظامان أساسيان لوحدة البيوجاز :
1- النظام الهندي
2- الفكرة الأساسية:
الوحدة عبارة عن مبني تحت سطح الأرض من الطوب أو الخرسانة وله فتحتين إحداهما لدخول المخلفات والأخرى لخروج المخلفات ويوجد حوض لخلط المخلفات بالماء يلاحظ أن فتحة دخول المخلفات أعلي من فتحة الخروج 50 سم حتى لا ترجع المخلفات للخارج يمكن أن يوجد جدار في المخمر لقسمته إلي جزأين حتى لا تزيد المسافة التي يسير فيها المخلف فتزيد عملية التحلل اللاهوائي، ويوجد الخزان أعلي سطح الأرض ويصنع الخزان من الصاج، ويظهر الخزان عائم علي المبني وذلك حسب نسبة تواجد الغاز.
3- النظام الصيني :
هذا النظام يكاد يتشابه مع النظام الهندي في الفكرة الأساسية فالوحدة عبارة عن مبني تحت سطح الأرض من الطوب أو الخرسانة وله فتحتين إحداهما لدخول المخلفات والأخرى لخروج المخلفات ولكن لا يوجد خزان للغاز وإنما يتجمع الغاز في جزء خاص به وله غطاء لإجراء عملية التنظيف الدوري، ويمكن إجراء التقليب الميكانيكي عن طريق عمود عليه ريش للتقليب كل 4 ساعات يقلب 15 دقيقة ويمكن إعادة حقن الغاز البيوجاز مرة ثانية في الوحدة حتى تنشط البكتريا وفي هذا النظام يعاب عليه أنه لايمكن التحكم في ضغط الغاز كما في النظام الهندي.
إعداد
د.أسامة عزمي الزلاقي
باحث أول بمركز البحوث الزراعية