التخمير اللاهوائي

عملية التخمير اللاهوائي هي عملية تحويل النفايات العضوية، بواسطة الأحياء الدقيقة اللاهوائية والمخيرة وضمن شروط وظروف معينة ومحددة إلى غاز حيوي يتألف من الميتان، وثاني أوكسيد الكربون وغازات أخرى كغاز الآزوت وكبريت الهيدروجين والأمونيا وطاقة وبقايا ثابتة عضوياً.

استعمالات نواتج عملية التخمير اللاهوائي

يتم تجميع الغاز الحيوي وتنقيته وتخزينه ليصار إلى حرقه وتحويله إلى طاقة كهربائية، حيث من 1طن نفايات عضوية ينتج من 200-300م³ من الغاز الحيوي الحاوي على طاقة تتراوح بين 300-450 kwh

المواد العضوية المخمرة لاهوائياً يمكن استخدامها في تسميد بعض أنواع الأشجار كأشجار الحدائق غير المثمرة، ويمكن استخدامها في العمليات الزراعية بعد أسمدتها عضوياً مع النفايات الخضراء والمنزلية من أجل تسخينها بهدف التخلص من العصيات الممرضة فيها.

المواد القابلة للتخمير اللاهوائي

1. النفايات العضوية في العموم.

2. نفايات الحدائق من أعشاب وقصاصات الأشجار والورود.

3. نفايات المطابخ (بقايا تحضير الطعام، بقايا الطعام).

4. نفايات الأسواق التجارية العضوية (بقايا الفواكه والخضار التالفة).

5. حمأة مياه الصرف الصحي.

6. روث الحيوانات.

7. بقايا حصاد وجمع المحاصيل الزراعية.

المواد غير القابلة للتخمير اللاهوائي

هي المواد التي تعتبر شوائب بالنسبة لعملية الأسمدة العضوية ويجب إزالتها وفصلها قبل بدء العملية وهي:

1. المواد القابلة للتدوير (زجاج، معادن، علب الكرتون).

2. النفايات الخطرة (نفايات المشافي الخطرة، البطاريات، الأسمدة والمبيدات الحشرية).

3. بقايا المواد الصنعية (بقايا الطعام والفواكه المعلبة، أعقاب السجائر، أوراق القصدير).

4. أية مادة ملوثة كيميائياً.

آلية عملية التخمير اللاهوائي

المبدأ الأساسي لعملية التخمير اللاهوائي هو تفكك المادة العضوية بواسطة البكتريا اللاهوائية بغياب الأوكسجين إلى مواد ثابتة مغذية وإطلاق الغاز الحيوي المؤلف من الميتان وثاني أوكسيد الكربون وغازات أخرى.

شروط عملية التخمير اللاهوائي

كما في عملية الأسمدة يشترط من أجل التخمير اللاهوائي وجود المادة العضوية القابلة للتفكك البيولوجي (تتدرج المواد العضوية في سهولة تفكيكها من مواد سريعة التفكك كالسكر والبروتينات إلى مواد صعبة التفكك كالخشب والدسم والسيللوز، ومواد صعبة جداً كالكيراتين). لذلك يتم خلط وتحضير المواد قبل بدء عملية التخمير اللاهوائي، كما يشترط عدم وجود شوائب صغيرة أو كبيرة ومواد كيميائية أو معادن ثقيلة تعيق عمل البكتيريا لذلك فإن تحضير المواد واجب قبل إدخالها في الهاضم.

طرق بناء الهاضم الحيوي

مشكلة التخمير اللاهوائي هو النمو البطيء نسبياً لمستعمرات البكتيريا التي تقوم بعملية الهضم والتفكيك (قد لا يبدأ إنتاج الغاز إلا بعد ثلاثة أشهر من بناء المفاعل أو الهاضم).

لذلك فإنه يجب اعتماد تقنيات معينة لزيادة كمية الكتلة الحيوية وتسريع تشكل البكتيريا وبالتالي بدء عملها في الهضم وإنتاج الغاز الحيوي ويتم ذلك بعدة طرق وهي:

1. إضافة ندف حيوية يتم إحضارها من أحواض الحمأة النشطة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي.

2. تطوير مواد صلبة حاملة للبكتيريا تلتصق عليها وتتكاثر وفيها يتم ملئ الهاضم عن طريق ضخ المواد السائلة إما من أعلى الخزان أو من أسفله.

3. تطوير المواد الحاملة المتحركة للبكتيريا كما في الهاضمات التي تعمل بالتحريك (وضع خلاط في الهاضم).

مكونات وحدة إنتاج الغاز الحيوي

1. المخمر (الهاضم).

2. خزان الغاز الحيوي الناتج.

3. غرفة الخروج ومنطقة تخزين وتجفيف المستحلب المتخمر.

4. شبكة توصيل الغاز ومعدات استخدامه.

5. الحظيرة ودورة المياه.

يستدعي نجاح تقنية إنتاج الغاز الحيوي اختيار وضبط مكونات وحدة إنتاج الغاز الحيوي لتتكامل مع بعضها من أجل تحقيق الهدف الأساسي من إنشائها وهو إنتاج كمية ملائمة من الغاز وإنتاج سماد عضوي جيد والقضاء على الملوثات بأقل كلفة ممكنة.