ما هو مبدأ عمل مفاعل الغاز الحيوي

 يتكون الغاز الحيوي من غاز الميثان وغاز ثاني أكسيد الكربون، وهو من الغازات الناتجة بطريقة طبيعية عادةً، وذلك عن طريق تحلل المواد العضوية عند انعدام غاز الأكسجين بواسطة عملية الهضم اللاهوائي أو ما تسمّى بالتخمُّر لمواد قابلة للتحلل الحيوي، كالسماد والكُتل الحيوية، والمياه العادمة، والنفايات الصلبة والنباتات. وبسبب استخداماته المتنوعة كإنتاج الكهرباء واستخدامه كبديل للغاز الطبيعي باعتباره مصدر نظيف ومتجدد للطاقة تم إنشاء مفاعل خاصة لإنتاج الغاز الحيوي، فما هو مبدأ عمل مفاعل الغاز الحيوي؟ 

يعتمد عمل مفاعل الغاز الحيوي على وجود غُرفة أو خزّان مُغلق بإحكام، منعدم الأكسجين، يتم توفير الظروف المناسبة فيه لعملية التحليل اللاهوائي، وخزّان آخر يتم فيه تخزين الغاز الناتج من عملية التحلل، ليتم استخدامه كسماد ووقود بديل للغاز الطبيعي واستخدامات أخرى. 

ولإتمام نجاح عملية التفاعل اللاهوائي في المفاعل يفضّل أن تكون المفاعل في مناطق ذات درجات حرارة عالية، لأن فعالية عمل الكائنات الدقيقة التي تقوم بعملية التحلل اللاهوائي تقل عندما تكون درجات الحرارة أقل من 15 درجة مئوية، لذلك تحتاج المفاعل التي تتواجد في المناطق الباردة إلى مكابس هيدروليكية قوية لتوليد ضغط أعلى وبالتالي الحصول على درجات حرارة عالية تسمح للكائنات الدقيقة بإتمام عملية التحلل اللاهوائي. 

 لكن، ما هي المواد التي يجب توفرها لإنتاج الغاز الحيوي بطريقة صحيحة؟ 

لإنتاج الغاز الحيوي يجب توفر مواد يطلق عليها مواد الخام وهي: النفايات المنزلية، حيث تعتبر على أنّها من أفضل المصادر المتجددة للكائنات الدقيقة، إضافة إلى مخلفات الحيوانات ومخلفات الصناعات الغذائية، لكن يجب الانتباه إلى عدم استخدام المواد غير العضوية كالزيوت والشحوم والأحماض الأمينية والمواد البلاستيكية والزجاج والمواد البترولية كمواد خام لإنتاج الغاز الحيوي. 

العديد من المجتمعات الريفية في كثير من البلدان تُعاني من النفايات العضوية حيث انها تسبب رائحة كريهة ومزعجة في المنطقة، لذلك هناكعدد من المشاريع قيد التنفيذ حتى تنتج الغاز الحيوي من النفايات العضوية والاستفادة منها.

وصف للغاز الحيوي ومكوناته
الخليط من ثاني أكسيد الكربون والميثان وغازات اخرى بكميات قليلة محدودة يطلق عليه الغاز الحيوي فيمكن تحويله الى حرارة او ضوء اوكهرباء.

مبدأ عمل مفاعل الغاز الحيوي
الهاضم اللاهوائي او ما يُعرف بمُفاعل الغاز الحيوي وهو تقنية لإنتاج سماد الغاز الحيوي حتى يُستخدم مخصّب للتربة وإنتاج الغازالحيوي الذي يستخدم كمصدر طاقة بتقنية معالجة لاهوائية. 

مُفاعل الغاز الحيوي يتكون من غُرفة مغلقة بإحكام حتى تسهّل عملية التحلل اللاهوائي للمخلفات القابلة للتحلل الحيوي والمياه السوداء، كماويسهّل تجميع الغاز الحيوي الذي ينتج عن عمليات التخمّر من المفاعل. يتولد الغاز في المخلوط الذي يكون مضاف من الماء والمخلفات العضوية، ثم يرتفع لأعلى الغُرفة حيث يعمل على خلط المخلفات عند ارتفاعهوصعوده، سماد الغاز الحيوي او المواد المهضومة غالباً يكون غني بالنغذّيات والمواد العضوية وخالي من الروائح ومسببات الامراض تكونغير فعالة وغير نشطة. 

تعتبر مُفاعلات الغاز الحيوي مناسبة اقل في الاجواء الباردة لانه معدلات تحول المواد العضوية الى غاز حيوي يكون محدود جداً في درجةالحرارة التي تكون اقل من ١٥ درجة سيليسيوس، وبذلك فإنَّ المُفاعل يحتاج الى زمن بقاء هيدروليكي اطول.

من الممكن تطبيق هذه التقنية في الأحياء الصغيرة او على المستوى المنزلي، والسبب يعود الى تثبيت الحمأة في محطات معالجة الصرفالصحي. حيث يكون الاستخدام الأفضل في حين أتيحت إمكانيات الإمداد بشكل منظم للمخلفات. استخدام مُفاعل الغاز الحيوي يعتبر استخدامه كبديل عن خزّان التخمير التحليل، فهو يوفر نفس مستوى وجودة المعالجة.