تولید بیوگاز از فاضلاب های شهری و فضولات دامی

توضیحات

تولید بیوگاز از فاضلاب های شهری و فضولات دامی
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:57
پايان نامه مقطع كارشناسي
رشته مهندسي شيمي – صنايع گاز
فهرست مطالب :
مقدمه. 1
مزاياي بيوگاز چيست؟ 4
فصل اول: بيوگاز و فوايد آن
1-1 درباره بیوگاز : 10
1-2 فواید استفاده از بیوگاز : 11
1-3 بیوگاز درتوسعه کشاورزی: 12
1-3-1 فوائد تاسیسات بیوگاز برای تولید کنندگان آن: 13
1-3-2 پسماند مزرعه ای برای تولید بیوگاز: 14
1-4 حفظ محیط زیست با تولید بیو گاز: 15
1-5 توسعه بیوگاز در جهان: 16
1-6 توسعه بیوگاز در ایران: 17
فصل دوم: توليد بيوگاز
2-1 بیوگاز، انرژی جانشین.. 20
2-2 ويژگي و چگونگي توليد بيوگاز ‏: 24
2-3 چگونگي توليد بيوگاز: 26
2-4 هضم بي هوازي: 30
2-5 بيوگاز و انرژي: 30
2-6 توليد کود: 31
2-7 مشكلات بیوگاز: 32
فصل سوم: سيستم هاي جمع آوري گاز لنديفل
3-1 فناوري هاي استخراج بيوگاز از حوزه هاي دفن زباله شهري.. 35
3-2 ساختار كلي لندفيل هاي مدرن ‏ 36
3-3 تكنيكهاي مختلف جمع آوري گاز لندفيل ‏ 38
3-3-1 سيستمهاي جمع آوري گاز فعال ‏ 40
3-3-2 سيستمهاي جمع آوري گاز غيرفعال ‏: 44
3-4 طرح مناسب لندفيل ها: 46
3-5 طراحي گودالهاي دفن زباله ‏ 48
3-6 پوشش ديواره ها و روي لندفيل ‏ 50
3-7 هزينه احداث لندفيل پيشنهادي ‏: 53
3-8 نتیجه گيري: 54
منابع: 55
چكيده :
مشکل انرژي امروزه يکي از مشکلات اساسي تمامي کشورهاي جهان بخصوص کشورهاي در حال توسعه مي ‏باشد. سوخت رساني به روستاهاي دور افتاده حتي در کشوري مانند ايران که منابع غني انرژي را در اخنيار دارد ‏بسيار مشکل و هزينه بر مي باشد. استفاده از انرژي هاي تجديد پذير و محلي يکي از راه حلهايي مي باشد که ‏امروزه پيشنهاد مي گردد.بيو گاز يکي از اين انرژي هاي تجديد پذير مي باشد که علاوه بر توليد انژي باعث ايجاد ‏کودهاي کشاورزي و افزايش سطح بهداشت عمومي جامعه و کنترل بيماريها مي شود و يک راه حل مناسب براي ‏دفع مواد زائد جامد مي باشد. فاضلاب و مواد زائد جامدي که توسط صنايع و جوامع توليد مي گردد باعث آلودگي ‏شديد محيط مي شود که مي توان با استحصال بيوگاز خطرات ناشي از اين مواد را به شدت کاهش داد و از انژي و ‏کود توليدي نيز استفاده نمود. استحصال بيوگاز را مي توان از فرايند هاي بي هوازي تصفيه فاضلاب مانند ‏UASB‏ ‏و همچنين از محل هاي دفن زباله نيز انجام داد و بخشي از هزينه هاي مصرفي را جبران نمود. بطور مثال يكي از ‏مشكلاتي كه دامداريها با آن دست به گريبان هستند ، كنترل فضوات دامها براي كاهش ميزان بو و فرآورده هايي مي ‏باشد كه باعث ايجاد مشكلات زيست محيطي مي گردد . بيوگاز مي تواند ما را در مواجهه با اين مشكلات ياري ‏دهد . منافع زيست محيطي سيستمهاي بيوگاز فراتر از سيستمهاي تصفيه مرسومي است كه تاكنون مورد استفاده ‏قرار مي گرفتند (همانند مخازن ذخيره ، بركه ها ولاگون ها) . اين منافع زيست محيطي شامل كنترل بو ، بهبود ‏كيفيت آب و هوا ، بهبــود ارزش غذايي كــود توليدي ، كاهش ميزان انتشار گازهاي گلخــانه اي و دست يابي به ‏بيوگاز به عنوان يك منبع انرژي مي باشد. ‏ ‏
مقدمه :
انرژي، استعداد و توانايي انجام كار را بيان مي كند، انرژي شكل هاي مختلفي دارد كه عبارتند از:
انرژي مكانيكي، انرژي زمين گرمايي، شيميايي، الكتريكي، تابشي و انرژي اتمي،كه همه انواع انرژي مي توانند به همديگر تبديل شوند. به طور كلي وبه لحاظ اقتصادي كه موضوع اصلي چگونگي استفاده از انواع انرژي مي باشد، انرژي
در جهان به چهار گروه عمده زير تقسيم مي شود:
الف: انرژي هاي آلوده كننده وتجديد ناپذير؛
ب: انرژي هاي آلوده كننده وتجديد پذير؛
ج: انرژي هاي بدون آلودگي وتجديد ناپذير؛
د: انرژي هاي بدون آلودگي وتجديد ناپذير ونامحدود.
اهميت توجه به انرژي هاي پاك
امروزه انرژي هاي نو به رغم ناشناخته ماندن، به سرعت درحال گسترش و نفوذ است و غفلت از آن، غيرقابل جبران خواهد بود، انرژي خورشيدي، بادي، آبي، بيوماس، بيوگاز وانرژي زمين گرمايي از عمده ترين منابع انرژي هاي پاك مي باشند. وقوع سه عامل در سال 1995 ميلادي، سبب ايجاد نقطه عطفي براي انرژي هاي تجديد پذير، به خصوص انرژي باد شده است.
- نخست، تغييرات آب وهوايي بر اثر انباشت گازهاي گلخانه اي در جو؛
- دوم، افزايش تقاضاي مصرف انرژي برق در سراسر جهان؛
- سوم، گشوده شدن چشم انداز نويد بخشي در مورد انرژي هاي تجديد پذير بود كه با صراحت از سوي كارشناسان اعلام شد.
بايد درنظر گرفت كه درواقع، در ازاء هر كيلووات ساعت برق توليدي از انرژي هاي تجديد پذير به جاي زغال سنگ از انتشار حدود يك كيلوگرم CO2 جلوگيري خواهد شد. بنابراين به عنوان نمونه، براي هر يك درصد انرژي متداول كه توسط انرژي باد جانشين شود، حدود 13 درصد انتشار گاز CO2 كاهش مي يابد. همچنين، كاهش سولفور و اكسيد نيترات ( عوامل باران اسيدي) يكي ديگر از منابع محيط زيستي انرژي باد است.
در ايران، وجود زمينه مناسب اقليمي و تابش آفتاب در بيشتر مناطق و در اكثر فصول سال، همچنين وجود پستي وبلندي ها در مسير نهرهاي آب، داشتن مناطق واجد پتانسيل بالاي باد و قابليت هاي توليد انرژي زمين گرمايي، زمينه لازم و مناسبي را براي استفاده و گسترش انرژي هاي نو و پاك فراهم آورده است. در اين راستا، با توجه به افزايش توان مهندسي كشور در ساخت نيروگاه هاي برق آبي، در سال هاي اخير، اميداست استفاده از پتانسيل هاي برق آبي به يك اولويت در ساخت نيروگاه هاي جديد تبديل شود در سال 1381، ظرفيت نيروگاه هاي آبي كشور به 10 درصد كل ظرفيت نصب شده، توليد برق كشور رسيد.
در ضمن استفاده از انرژي هاي بادي و زمين گرمايي و نيز استفاده حرارتي از انرژي خورشيدي (آبگرمكن هاي خورشيدي) نزديك به اقتصادي شدن است. اگر چه، نيروگاه هاي حرارتي خورشيدي و فتوولتائيك تا افق دو دهه آينده، اقتصادي نخواهد بود، ليكن توسعه تحقيقات و كسب فن آوري هاي ساخت آنها، با توجه به پتانسيل عظيم انرژي خورشيدي در ايران از اهميت بالايي برخوردار است.
با اين وجود، ايران در راه بكارگيري انرژي هاي نو با موانع عمده واساسي مواجه است. يكي از اين موانع، وجود نفت ارزان و منابع غني هيدروكربني در كشور است. نبود شناخت از انرژي هاي نو و مجهول ماندن مزاياي آن توسط مردم ومسئولان از ديگر موانع دستيابي به انرژي هاي نو، نبود توجيه اقتصادي، علي الخصوص در اين برهه زماني است.
انرژي هاي پايان پذير و آلاينده محيط زيست نفت، گاز طبيعي، زغال سنگ و انرژي هسته ا ي، كه در حال حاضر، عمده منابع تأمين كننده انرژي در جهان هستند، همه داراي آلاينده هاي زيست محيطي و جبران ناپذير در زمين و فضا، از قبيل افزايش CO2، افزايش دماي زمين، ذوب شدن يخ هاي قطب ها، از بين بردن لايه ازن و... هستند كه حركت دانش بشري براي تأمين انرژي جهان در آينده بايد به سوي تأمين انرژي جهان از انرژي هاي پاك و جانشيني آن با انرژي هاي آلاينده باشد.
گونه هاي مختلفي از انرژي، سوخت هاي منابع جامد وگازي، حرارت، موادشيميايي و ديگر مواد را مي توان به وسيله فناوري هاي بيو انرژي، از منابع گياهي- جانوري تجديدپذير به دست آورد. تحقيقات وگسترش فناوري هاي اين نوع سوخت در سه حوزه اصلي صورت مي پذيرد: توليد سوخت، پيدا كردن كاربردهاي آن، ايجاد كردن زيرساخت هاي مناسب توزيع زيست توده، چهارمين منبع بزرگ انرژي در جهان بوده و حدود 14 درصد انرژي جهان را فراهم مي كند و زيست توده يا بيوماس، اصطلاحي است كه براي توصيف يك رشته از محصولاتي كه از فرآيند نورساخت(فتوسنتز) به دست مي آيد، به كار مي رود. كاربرد اقتصادي بسيار رايج انرژي زيست توده، استفاده از مواردي است كه براي منظورهاي ديگر جمع آوري شده اند، نظير پس مانده هاي حاصل از كشاورزي، غذا و ضايعات شهري.[2]
مزاياي بيوگاز چيست؟
1- سيستم بيوگاز انرژي پاكي در مصارف خانگي است بعد از يك سرمايه گذاري ابتدايي در اين سيستم نيازي به هزينه كردن براي سوخت و ايجاد دود از هيزم و زغال نيست.
2- آشپزي در استفاده از بيوگاز سريعتر و راحتر از آشپزي با هيزم است .
3- سيستم هاي بيوگازي ، باكتريهاي موجود در كود دامي را از بين مي برد.
يك مزرعه با سيستم بيوگاز مكان امن تر و پاك تري به شمار مي آيد.
4- سيستم بيوگازي بي خطرترين كودها را براي استفاده در مزارع توليد مي كند.
5- سيستم بيوگازي بوسيله سوختن ضايعات حيواني به مبارزه عليه گرم شدن جهاني كمك مي كند.
بيوگاز مخلوطي از متان و دي اكسيد كربن است كه با تفكيك ضايعات ، آلي توسط باكتريهاي بي هوازي توليد شده اند. همچنين براي سوخت موتور وتوليد الكتريسيته از آن استفاده كرد.
و...