بی شک 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 که مهمترین انرژیهای مصرفی این صنایعاند رو به اتمام هستند. این در حالی است که هماکنون آلودگیهایی که این سوختها ایجاد میکنند، باعث مشکلاتی در جهان شده است و اتحادیههای جهانی در حال تصویب قانونهایی مبنی بر حذف یا به حداقلرساندن مصرف این سوختها در دهههای آینده میباشند. در این راستا بیشتر کشورها کوشیدهاند تا منابع انرژی خود را گسترش داده و سهم مصرف سوختهای فسیلی را کاهش دهند. باید اذعان کنیم که ما صاحب منابع عظیم بیشماری در این کره خاکی هستیم و در هر زمان یکی یا چند تا از این منابع کشف شده و به بهرهبرداری رسیدهاند. البته مهمترین دلیل کشف آنها در هر زمان، نیاز مردمان آن زمان بوده است و چیزی که باعث کشف آن شده فناوری بوده است. بدینترتیب هر زمانی محصول خاصی ثروت به شمار میرفته است. به عنوان مثال زمانی طلا ثروت بوده و عصر طلا نامیده شده است، زمانی آهن ثروت بوده و عصر آهن نامیده شده است و زمانی عصر برنز و قرن حاضر عصر نفت میباشد و بدین ترتیب هر زمانی به دلیل احتیاجات مردمان آن زمان و همچنین فناوری آن دوره ثروتها نیز تغییر میکنند.
بنابراین ما در این جهان نهتنها شاهد تغییراتی در جهت استفاده مؤثرتر از منابع هستیم، بلکه خود منابع نیز در حال تغییر هستند. برای مثال، زمین تا وقتی که انسان کشاورزی و پرورش دام و طیور را نیاموخته بود، ثروت به شمار نمیرفت و فقط در نتیجه خلاقیت ذهن بشر به مهمترین ثروت تبدیل شد. یا برای مثال نفت را در نظر بگیرید؛ نفت در گذشته ثروت محسوب نمیشد، بلکه محصولی زائد به شمار میرفت که آبها را آلوده میکرد و انسان همیشه از آن گریزان بود. نفت همین صد سال پیش یعنی زمانی که بشر چگونگی پالایش و سوزاندن آن را آموخت، به ثروت تبدیل شد. بدینترتیب هر دورهای منبع خاص خودش را داشته است. روغن نهنگ در قرن هجدهم، ذغال سنگ در قرن نوزدهم و نفت در قرن بیستم اصلیترین منابع ثروت محسوب میشد. بشر از دیر باز چنین میپنداشت که این منابع به زودی به پایان خواهند رسید و باید در مصرف آنها صرفهجوئی کند. اما همیشه در زمانی بسیار زودتر از به پایان رسیدن یک منبع، با یافتن منبعی بهتر، از مصرف آنها دست کشیده است و این مطلب بیانگر آن است که در این کره خاکی منابع محدود نمیباشند. در واقع باید گفت منابع جهان ثابت نیستند بلکه با پیشرفت فناوری یک منبع جای خود را به منبع دیگر، که غنیتر و مورد نیازتر هست میدهد. بایستی به این نکته توجه کرد که هیچ منبعی به خودی خود ثروت محسوب نمیشود. بلکه همه ثروتها اختراع ذهن انسان به شمار میروند. به بیان دیگر صنعت و فناوری تعیین میکند که چه چیزی میتواند ثروت باشد و چه چیزی نه. صنعت کشاورزی زمین را به ثروت تبدیل میکند و صنعت نفت بنزین خودرو را. در واقع در هر دورهای میزان و اندازه منابعی چون نفت، غذا، پلاستیک و دیگر منابع را فناوری تعیین میکند. برای مثال امروز فناوری سوخترسانی انژکتوری، بهرهوری بنزین را دو برابر کرده است.
اینک که نزدیک به دو قرن از عمر صنعت نفت و گاز میگذرد، این ثروتهای گرانبها در حال اتمام میباشند. همانطور که قبلاً ذکر شد، بیشتر کشورهای جهان برنامههای خود را طوری تنظیم کردهاند تا با بهینهکردن مصرف این منابع بر عمر آن بیفزایند و این در حالی است که با به کارگیری فناوری انرژیهای تجدیدپذیر 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. بنابراین در قرن 21 سوختهای فسیلی کمکم جای خود را به انرژیهای تجدیدپذیر (انرژی خورشیدی، بادی، برق آبی، بیومس، زمینگرمائی و...) خواهند داد و ثروتهای جدید در قرن 21 این منابع خواهند بود. در میان این انرژیها، بیوگاز حاصل از بیومس از اهمیت ویژهای برخوردار است. بیوگاز به علل سالم‌سازی محیط زیست، تولید انرژی و کود مرغوب و قابلیت ایجاد آن در جوار اجتماعات از اهمیت و جایگاه ویژهای برخوردار است. گرچه شناسایی بیوگاز در جهان سابقه چندهزار ساله دارد، اما استفاده عمومی و رایج آن در خلال قرن اخیر و بویژه در سه دهه گذشته بوده است. در این کتاب سعی بر آن داریم که به بیان خصوصیات این ثروت
فهرست
مقدمه: 1
2-10 - بیومس... 32
2-11- ساختار شیمیایی زیستتوده 35
2-12- فرآیندهای تبدیل انرژی بیومس و کاربردهای آنها: 36
2-13- انواع نیروگاههای بیومس: 37
3- معرفی بیوگاز. 78
3-1- تاریخچه بیوگاز 80
3-2- منابع زیستتوده جهت تولید بیوگاز 85
3-3- مهمترین منابع زیستتوده برای تولید بیوگاز و خواص هر کدام از آنها: 87
3-3-1- فضولات دامپروری.. 87
3-3-2- ضایعات کشاورزی.. 87
3-3-3- ضایعات صنایع غذایی.. 88
3-3-4- پتانسیل تولید بیوگاز از فضولات.. 88
3-3-5- مواد آلی و مقدار بیوگاز تولیدی آنها 89
3-4- انواع واکنشها برای هضم مواد آلی.. 89
3-4-1- اصول هضم بیهوازی.. 90
3-5- مراحل و واکنشهای تولید بیوگاز 92
3-6- مراحل شیمیائی تخمیر مواد آلی.. 95
3-6-1- تخمیر چربیها 95
3-6-2- تخمیر هیدراتهای کربن.. 96
3-6-3- تخمیر پروتئین‌ها 96
3-7- پارامترهای مؤثر بر فرآیند هضم بیهوازی در تولید بیوگاز 97
3-7-1- درجه حرارت.. 97
3-7-2- اسیدیته. 98
3-7-3- مواد مغذی در محیط.. 98
3-7-4- غلظت مواد. 99
3-7-5- عوامل سمی.. 100
3-7-6- زمان ماند مخلوط.. 100
3-7-7- همزدن. 101
3-7-8- آمادهسازی مواد خام. 102
3-7-9- تسریعکنندههای واکنش... 102
3-7-10- اصلاح ساختار رآکتور 102
3-7-11- افزودنیها 103
3-7-12- محیط بیهوازی.. 103
3-8- کود حاصل از دستگاه بیوگاز 103
3-9- برخی از خصوصیات کود بیوگاز 104
3-10- تولید مردابهای مصنوعی.. 109
3-11- استفاده از بیوگاز در تولید انرژی.. 110
3-1- دلایل ارجحیت تولید بیوگاز به سایر انرژیهای تجدیدپذیر. 111
3-2- معایب سیستمهای بیوگاز 116
3-3- مزایای سیستمهای بیوگاز 116
4- لندفیل.. 122
4-1- پسماند چیست؟ 123
4-2- فرآیند تولید بیوگاز در لندفیل. 124
4-2-1- ترکیبات موجود در زباله. 125
4-2-2- رطوبت موجود در زباله. 125
4-2-3- سن لندفیل. 125
4-2-4- دمای لندفیل. 126
4-2-5- لندفیل. 126
4-2-6- وجود مواد مغذی در زباله. 126
4-3- ساختار کلی لندفیلهای مدرن. 126
4-4- تکنیکهای مختلف جمعآوری گاز لندفیلها 127
4-5- سیستمهای جمعآوری گاز غیر فعال 129
4-6- طراحی لندفیل. 130
4-7- فرآورده جانبی لندفیل. 133
5- بیوگاز در جهان.. 140
5-1- کره 141
5-2- چین.. 141
5-3- هند. 142
5-4- پاکستان. 143
5-5- نیجریه. 144
5-6- ژاپن.. 144
5-7- سوئد. 146
5-8- فیلیپین.. 146
5-9- گواتما 147
5-10- انگلیس... 147
5-11- برزیل. 148
5-12- آلمان. 148
5-13- نروژ 149
5-14- آمریکا 149
5-15- بیوگاز در ایران. 149
5-16- نگاهی به تاریخچة بیوگاز در ایران. 150
5-17- تحقیقات انجام شده در ایران در زمینه بیوگاز 152
5-18- پتانسیل تولید بیوگاز در ایران. 152
5-19- اولویتهای استفاده از بیوگاز در ایران. 155
5-20- عوامل بازدارنده در گسترش فنآوری تولید بیوگاز در کشور 155
5-21- علل و ضرورت استفاده از بیوگاز در کشور 158
5-22- استفاده بهینه از دستگاههای بیوگاز در ایران. 159
5-23- پیشنهاداتی برای سیاستگذاری.. 159
5-24- مزایای بیوگاز 160
5-25- محدودیتهای استفاده از فنآوری بیوگاز 161
5-26- چگونگی توزیع مصرف انرژی در ایران. 162
5-27- مزایای تدوین طرح جامع انرژی در ایران. 163
5-28- نتیجهگیری.. 165
6- دستگاه بیوگاز. 172
6-1- طراحی دستگاههای بیوگاز 172
6-2- قسمتهای مختلف دستگاه بیوگاز 173
6-2-1- حوضچه ورودی.. 173
6-2-2- تانک تخمیر (هاضم) 174
6-2-3- حوضچه خروجی.. 175
6-2-4- محفظه گاز 176
6-3- دوام و بقاء دستگاههای بیوگاز: 177
6-4- طرحریزی انواع دستگاههای بیوگاز 177
6-5- دستگاه بیوگاز مدل چینی.. 177
6-6- دستگاه بیوگاز مدل فرانسوی.. 178
6-7- دستگاه بیوگاز با لولههای چرمی.. 178
6-8- دستگاه بیوگاز با کیسه پلیاتیلنی.. 179
6-9- دستگاه بیوگاز مدل هندی.. 180
6-10- دستگاه بیوگاز مدل تایوانی یا مدل بالونی.. 181
6-11- دستگاه بیوگاز مدل نپال. 182
6-12- دستگاههای عمودی بیوگاز 183
6-13- دستگاههای افقی بیوگاز 184
6-14- دستگاههای مشترک بیوگاز 184
6-15- نتایج. 185
6-15-1- دستگاههای عمودی: 185
6-15-2- دستگاههای افقی: 186
6-15-3- دستگاه بیوگاز مشترک.. 186
6-15-4- دستگاه مدل چینی.. 186
6-15-5- دستگاه مدل فرانسوی.. 187
6-15-6- دستگاههای پلاستیکی و چرمی.. 187
6-15-7- دستگاه مدل هندی.. 187
6-15-8- دستگاه مدل تایوانی.. 188
6-16- انواع واحدهای ساخته شده در ایران. 188
6-17- انواع هاضمهای بیهوازی بر اساس نوع خوراکدهی.. 190
6-17-1- ناپیوسته. 190
6-17-2- نیمه پیوسته. 190
6-17-3- پیوسته. 191
6-18- معرفی بخشهای مختلف نیروگاه بیوگازی.. 192
6-18-1- بخش تفکیک زباله و تأمین پسماندهای آلی.. 192
6-18-2- واحد هضم بیهوازی و تولید بیوگاز 193
6-18-3- واحد تولید برق و حرارت.. 193
6-18-4- سایر واحدها 194
6-19- مقیاس سیستمهای بیوگاز 195
6-19-1- سیستم آزمایشگاهی.. 195
6-19-2- سیستم بیوگاز خانگی.. 195
6-19-3- سیستم بیوگاز متوسط.. 195
6-19-4- سستم بیوگاز بزرگ.. 196
6-20- نمونه موردی استفاده ازسیستم بیوگاز در مقیاس بزرگ.. 197
6-20-1- سیستم بیوگاز زندان کیتاراما در رواندا 197
6-20-2- سیستمهای نیمه صنعتی و صنعتی.. 198
6-21- فناوری تولید بیوگاز در مقیاس شهری.. 199
6-22- رآکتورهای بیهوازی در تصفیه فاضلاب.. 199
6-23- بازیابی فاضلاب.. 202
7- جمعآوری بیوگاز و کاربردهای آن.. 210
7-1- وسایل تعیین حجم گاز تولیدی و آنالیز بیوگاز 210
7-2- جداسازی انواع ناخالصیها از گاز: 211
7-2-1- سولفورزدایی.. 211
7-2-2- رطوبتگیری گاز 213
7-2-3- زدودن دی اکسید کربن.. 213
7-2-4- فشردهسازی گاز تولیدی.. 213
7-3- مصارف عمده بیوگاز 214
8- واژه نامه. 222
9- منابع.. 252
- ۰۰/۰۳/۳۱