बायोगैस सिस्टम

जैसे-जैसे देश, संस्कृतियाँ और अर्थव्यवस्थाएँ जीवाश्म ईंधन से हटकर वायुमंडलीय प्रभाव में अधिक सौम्य ऊर्जा स्रोतों की ओर बढ़ना चाहते हैं, उनके पास चुनने के लिए कई विकल्प होते हैं। सौर पैनल, पवन टर्बाइन, पनबिजली बांध और भू-तापीय इकाइयाँ विभिन्न परिदृश्यों को दर्शाती हैं, जो बिजली उत्पादन के तरीके के बारे में सोच में बदलाव को दर्शाती हैं। फिर भी एक और प्राकृतिक रूप से होने वाली घटना अक्षय ऊर्जा अभिकर्ताओं के बीच केंद्र स्तर ले रही है — बायोगैस। जैविक पदार्थों के ऑक्सीजन-मुक्त क्षय से उत्पन्न होने वाली बायोगैस जीवाश्म ईंधन के लिए एक विश्वसनीय विकल्प साबित हो रही है। इस विकास को स्वीकार करते हुए, वैज्ञानिक इसके उत्पादन को व्यवस्थित करने पर काम करना जारी रखे हुए हैं।

बायोगैस कहाँ से उत्पन्न होती है?

बायोगैस अपशिष्ट जल और सीवेज से; गाय और सूअर के गोबर से; खाद्य अपशिष्ट और कचरे से; पेड़ की सूखी शाखाओं और मृत वन जीवों से; और कई अन्य जैविक सामग्रियों से उत्पन्न हो सकती है। आवश्यक यह है कि यह पदार्थ किसी भी और सभी ऑक्सीजन आपूर्ति से कटे हुए विघटित हो। इस प्रकार बायोगैस प्राकृतिक परिस्थितियों में लगातार बनती है: उदाहरण के लिए, गिरे हुए पत्तों के ढेर के नीचे या घास की कतरनों के ढेर में, या दलदल में या किसी खलिहान के कोने में। चाहे सहज रूप से बनी हो या डिज़ाइन द्वारा, बायोगैस में अधिकतर, हालांकि विशेष रूप से नहीं, मीथेन (CH₄) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) होता है। मीथेन इसकी ऊर्जा क्षमता के लिए महत्वपूर्ण है। इसके अतिरिक्त, बायोगैस में पानी, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन सल्फाइड और अन्य वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों का छोटा प्रतिशत होता है। वास्तव में, कच्चे बायोगैस की रासायनिक संरचना खनिज निक्षेपों से निकाले गए प्राकृतिक गैस के समान होती है — बिना ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के। हालांकि कुल सामग्री में बहुत कम, ये कम घटक सार्वजनिक स्वास्थ्य, टैंकों, पाइपलाइनों और बायोगैस की सामान्य दक्षता को नुकसान पहुँचा सकते हैं। प्रकृति इन्हें नहीं हटा सकती, लेकिन मनुष्य हटा सकते हैं।

गोबर से अक्षय ऊर्जा तक

सूअर के गोबर को एक मॉडल जैविक सामग्री — जिसे कभी-कभी सबस्ट्रेट या फीडस्टॉक भी कहा जाता है — के रूप में उपयोग करते हुए, पहला काम यह है कि एक अवायवीय डाइजेस्टर, या बायोगैस रिएक्टर को, आवश्यक मात्रा में बायोगैस उत्पन्न करने के लिए उचित मात्रा में गोबर की आपूर्ति की जाए। सूअर का गोबर आदर्श है क्योंकि इसे घोल के रूप में संग्रहीत किया जाता है, जिससे ऑक्सीजन अंदर नहीं जा पाती है। पानी मिलाने से अमोनिया की मात्रा को पतला करने में भी मदद मिलती है; अमोनिया मीथेन उत्पादन को दबा सकती है। गोबर को पहले से गर्म करना (95 डिग्री F या अधिक तक) भी पाचन प्रक्रिया को तेज कर सकता है। फीडस्टॉक एक इनलेट के माध्यम से डाइजेस्टर में प्रवेश करता है। पाचन टैंक के भीतर, एक एजिटेटर सबस्ट्रेट में सूक्ष्मजीवों को अधिक समान रूप से वितरित करने के लिए घूमना शुरू करता है। पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी के विस्तार शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला है कि सूअर के गोबर के सबस्ट्रेट को अधिकतम बायोगैस उत्पादन के लिए डाइजेस्टर में सात से दस दिनों तक धारण करने की आवश्यकता होती है। एक बार जब पाचन अपनी प्रक्रिया पूरी कर लेता है, तो आगे के उपचार के लिए बायोगैस एकत्र की जाती है। सबस्ट्रेट — जिसे अब डाइजेस्टेट या एफ्लुएंट कहा जाता है — अत्यधिक पौष्टिक उर्वरक, पशुओं के बिस्तर या निर्मित उत्पाद घटकों के रूप में कार्य कर सकता है।

गैस की सफाई

बायोगैस से जहरीले और संक्षारक रासायनिक यौगिकों को हटाने के कई प्रकार हैं। एक फार्म बायोगैस सिस्टम पर, गैस धारा को लोहे के टुकड़ों या स्टील वूल से गुजारा जाता है। अन्य सुविधाओं, जैसे जल उपचार संयंत्रों में, अधिक परिष्कृत झिल्लियों का उपयोग किया जा सकता है। वैकल्पिक रूप से, गैस धारा एक एमीन घोल से गुजर सकती है जो बाहरी यौगिकों को अवशोषित करती है या सक्रिय कार्बन जैसे रासायनिक रूप से उपचारित ठोस द्वारा अवशोषित की जा सकती है। सफाई का प्रकार और सीमा बायोगैस के उद्देश्य पर निर्भर करती है। वाहन ईंधन के लिए बायोमीथेन के लिए सबसे व्यापक शोधन की आवश्यकता होती है।