منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا تمتلك كثافة حيوانية كبيرة . قطاع الثروة الحيوانية، و خصوصا الأغنام والماعز والإبل، يلعب دورا هاما في الاقتصاد الوطني لدول المنطقة . يتم استيراد ملايين الحيوانات في منطقة الشرق الأوسط كل عام من جميع أنحاء العالم. بالإضافة إلى ذلك، شهدت المنطقة نموا سريعا جدا في قطاع الدواجن .
إدارة النفايات الحيوانية
إن المخلفات الحيوانية تعد مصدرا قيما للمواد الغذائية والطاقة المتجددة . غير أن معظم النفايات التي يتم جمعها في البحيرات أو تُترك لتتحلل في العراء تشكل خطرا بيئيا كبيرا . ملوثات الهواء المنبعثة من السماد تشمل غاز الميثان، وأكسيد النيتروز والأمونيا وكبريتيد الهيدروجين والمركبات العضوية المتطايرة والجسيمات، التي يمكن أن تسبب مخاوف بيئية خطيرة ومشاكل صحية .
في الماضي، كانت تستعمل نفايات الماشية وتباع كسماد أو ببساطة كانت توزع على تربة الأراضي الزراعية . إدخال ضوابط بيئية أكثر صرامة على رائحة المياه و تلوثها يعني أن شكلا من أشكال إدارة النفايات هو الأكثر ضرورة، ويوفرالمزيد من الحوافز لتحويل الكتلة الحيوية إلى طاقة . إمكانات الغاز الحيوي المأخوذة من روث الحيوانات يمكن تسخيرها في المجتمعات الكبيرة او الصغيرة .
عملية الهضم اللاهوائي
الهضم اللاهوائي هو حل فريد لمعالجة فضلات الحيوانات لأنها يمكن أن تحقق فوائد إيجابية تتعلق بقضايا متعددة، بما في ذلك الطاقة المتجددة، وتلوث المياه، وانبعاثات الهواء . الهضم اللاهوائي لروث الحيوان له شعبية كبيرة كوسيلة حماية للبيئة وإعادة تدوير المواد بكفاءة في النظم الزراعية .
النباتات التي تحول النفايات إلى طاقة بناء على الهضم اللاهوائي لروث البقر، لها كفاءة عالية في تسخير إمكانات الطاقة المتجددة غير مستغلة من النفايات العضوية عن طريق تحويل جزء من النفايات القابلة للتحلل إلى غازات عالية السعرات الحرارية.
إن إنشاء نظم الهضم اللاهوائية لتحقيق الاستقرار للسماد والطاقة قد تسارع بشكل كبير في السنوات القليلة الماضية. وهناك الآلاف من عمليات الهضم في مرافق الثروة الحيوانية التجارية في أوروبا والولايات المتحدة وآسيا وأماكن أخرى و التي تولد الطاقة النظيفة والوقود. هناك العديد من المشاريع التي تولد الطاقة الكهربائية أيضا عن طريق امتصاص الطاقة الحرارية من النفايات لمختلف المتطلبات في المنزل.
أشياء رئيسية يجب أن تؤخذ بعين الإعتبار
العوامل الرئيسية التي تؤثر على إنتاج الغاز الحيوي من روث الماشية هي درجة الحموضة ودرجة الحرارة من المواد الخام. وقد ثبت علميا أن الغاز الحيوي يعمل في حالاته المثلى عند مستوى محايد من الرقم الهيدروجيني و درجة حرارة تقارب 35 درجة سيليسية , كما أن نسبة كربون -نيتروجين من مواد الغذائية هو أيضا عامل مهم، وينبغي أن تكون في حدود 20:1 30:1 .
روث الحيوانات ذات نسبة كربون – نيتروجين من 25:1 يعتبر مثاليا لإنتاج الغاز بحده الأقصى . تركيز المادة الصلبة في المواد التغذية يعتبر أيضا عاملا حاسما لضمان إنتاج الغاز الكافي، فضلا عن سهولة الاختلاط والتعامل معها. هيدروليكية وقت الاحتفاظ هو العامل الأكثر أهمية في تحديد حجم الهاضم والذي بدوره يحدد تكلفة المصنع، وأكبر فترة احتفاظ، وارتفاع تكلفة البناء.
وصف العملية
يتم تخزين السماد الحيواني الطازج في خزان جمع قبل معالجتة إلى خزان التجانس وهو مجهز مع خلاط لتسهيل تجانس مجرى النفايات . يتم تمرير النفايات المختلطة بشكل موحد من خلال الة طحن للحصول على حجم جسيمات موحد من 5-10 ملم وضخها بحسب قدرات مناسبة للتخمير اللاهوائي حيث تستقر النفايات العضوية و تأخذ مكانا .
في الهضم اللاهوائي، يتم تحويل المواد العضوية إلى الغاز الحيوي عن طريق سلسلة من مجموعات البكتيريا إلى غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون. غالبية عمليات الهضم اللاهوائي التجارية هي تدفق المكونات والمفاعلات الممزوجة بشكل كامل تعمل تحت درجات حرارة قريبة من الاعتدال. نوع الهاضم المستخدم يختلف حسب اتساقه مع المواد الصلبة المحتوى من المواد الخام، مع عوامل استثمار رأس المال ومع الغرض الأساسي من عملية الهضم.
الغاز الحيوي يحتوي على كمية كبيرة من كبريتيد الهيدروجين (H2S) الغاز الذي يحتاج الى نزع نظرا لطبيعته الضارة للغاية. إزالة H2S يقام في وحدة إزالة الكبريت البيولوجية حيث يتم إضافة كمية محدودة من الهواء إلى الغاز الحيوي في وجود البكتيريا الهوائية المتخصصة التي تأكسد H2S إلى الكبريت. الغاز الحيوي يمكن أن يستخدم للطهي المنزلي والتدفئة الصناعية، والجمع بين الحرارة والطاقة فضلا عن وقود المركبات. يتم تمرير الركيزة المراد هضمها من خلال مكابس مسمار لنزع المياه وثم تعرّض للتجفيف الشمسي والتكييف لإعطاء جودة عالية من الأسمدة العضوية.
