طرق انتاج الميثان من روث الحيوانات

يعتبر غاز الميثان واحدا من الغازات الأكثر استخداما في عمليات توليد الطاقة، مثل التدفئة والطهي وتوليد الكهرباء، ويطلق عليه أيضا اسم غاز المستنقعات، حيث يتكون من تحلل المواد العضوية للنباتات والفضلات تحت الماء في المستنقعات، أو من تحلل هذه المواد تحت ضغط بدون هواء .

ما هو غاز الميثان ؟

هذا الغاز هو العنصر الأساسي في الغاز الطبيعي والذي يحتوي على الميثان بنسبة تتراوح بين 50% إلى 90%، وكذلك يتواجد في الوقود الأحفوري، هو غاز قابل للاشتعال بل إنه سريع الاشتعال وهو عديم الرائحة وغير مرئي مما يجعله خطير للغاية في التعامل معه، إلا أنه يعد واحد من الطرق الرخيصة نوعاُ ما في توليد الطاقة.

يحتوي الغلاف الجوي على كميات قليلة جدا من الميثان، ويعد الأبسط بين الهيدروكربونات نظرا لأنه يتكون من ذرة كربون واحدة وأربع ذرات هيدروجين.

يعتمد العديد من الناس، وخاصة في المناطق النائية التي تعتمد على الزراعة مثل القرى وغيرها من المناطق البعيدة عن المدن، على إنتاج غاز الميثان من روث حيواناتهم وفضلاتهم المنزلية، ويمكن أن تكون هذه الطريقة وسيلة لتوفير الطاقة.

تطور غاز الميثان عبر التاريخ

كانت بداية رحلة اكتشاف غاز الميثان من بلاد فارس حيث لاحظ الفارسيون غازاً سريع الاشتعال ولكنه بلا رائحة ولا لون فقط عن طريق الصدفة من بعض الخضراوات والفضلات المتعفنة، ولاحظ ماركو بولو الرحالة المشهور في القرن الثالث عشر أن الصينيون يستخدمون صهاريج المجاري في توليد وإنتاج الطاقة من غاز الميثان المتصاعد منها.

ثم في القرن السابع عشر أشار دانييل ديفو للغاز الحيوي وإنتاجه، وفي 1859 تم بناء مصنع لإنتاج غاز الميثان في مستعمرة مومباي التابعة للمملكة المتحدة التي كانت مصابة بالجذام في هذا الوقت حيث بني هذا المصنع للهضم الهوائي ليتم معالجة مياه المجاري واستخراج الميثان، لتم استخدامه في المملكة المتحدة في 1895 حيث كانوا يستخدمون هذا الغاز الحيوي المنبعث من المجاري في إنارة شوارع مدينة إكسير.

طريقة إنتاج الميثان من روث الحيوانات

يتم إنتاج غاز الميثان أو الغاز الحيوي عن طريق تخمير الفضلات أو النفايات في عملية تسمى الهضم اللاهوائي، وتتم هذه العملية في مصنع الغاز الحيوي الذي يعالج المخلفات الزراعية والمحاصيل العضوية الفاسدة ومخلفات المزارع والحظائر مثل الروث وبقايا الطعام، بالإضافة إلى المخلفات العضوية من مخلفات الأطعمة وحلول المجاري التي يمكن تحليتها.

يتم وضع المخلفات في صهاريج محكمة الإغلاق، حيث يتم تحويل هذه المواد الحيوية إلى غاز يمكن استخدامه كمصدر للطاقة المتجددة في الطهي والإنارة والتدفئة وتوليد الكهرباء والعديد من الاستخدمالات الأخرى، كما يمكن استخدامه في محركات الاحتراق الداخلي.

تتم عمليتا الهضم اللاهوائي الرئيسيتان عن طريق هضم ألياف الاعتدال وألياف الحرارة .

قامت جامعة ألاسكا فيربانكس بتجربة علمية، حيث أنتجت هاضم يسع لتراً من الفضلات، ووضعت فيه بكتيريا محبة لدرجة الحرارة المنخفضة من بحيرة متجمدة موجودة ألاسكا فأنتجت ما بين 200 إلى 300 لتر من الميثان يومياً، وهذا ما يقارب 20 إلى 30% من كمية الميثان التي يتم إنتاجها في الهواضم اللاهوائية في المناطق الدافئة وهذا يعني أن لها فاعلية كبيرة في المناطق الغير دافئة.

 المخلفات العضوية التي يتم إنتاجها من الميثان

تُعَدُّالمخلفات الحيوانية والأدمية من أكثر الأنواع التي تنتج الميثان بشكل جيد وأسرع من المخلفات النباتية والزراعية، كما أن المخلفات التي تم تفتيتها إلى قطع صغيرة تتحلل وتتخمر بشكل أسرع من المخلفات الأخرى.