هضم کننده های گاز زیستی انعطاف پذیر در مزارع کوچک آسیای جنوب شرقی: ملاحظات فنی برای استفاده در مناطق گرمسیری

مقدمه

در سراسر آسیای جنوب شرقی، تقاضای انرژی تجدید پذیر غیرمتمرکز همچنان در حال افزایش است زیرا جوامع روستایی به دنبال جایگزین های عملی برای چوب، زغال سنگ و LPG هستند.هضم کننده های بیوگاز به یکی از تکنولوژی های مورد بحث در برنامه های انرژی روستایی تبدیل شده اند، به خصوص در مناطق کشاورزی که زباله های دام به راحتی در دسترس هستند.

با این حال، بسیاری از مزارع کوچک در هنگام استفاده از سیستم های بیوگازی معمولی با چالش هایی روبرو هستند.و شرایط زمین پایداردر محیط های مرطوب استوایی با سیل های فصلی و ساختارهای خاک نرم، این الزامات می توانند امکان نصب را محدود کنند.

در نتیجه، هضم کننده های گاز زیستی غشای انعطاف پذیر در پروژه های آزمایشی کشاورزی در تایلند، ویتنام، اندونزی و فیلیپین شروع به جلب توجه کرده اند.این سیستم ها یک رویکرد ساده برای استفاده در حالی که شرایط مهم تخمیر را حفظ می کنند..

نقطه درد: محدودیت های ساختمانی در محیط های روستایی گرمسیری

در بسیاری از مناطق روستایی آسیای جنوب شرقی، استفاده از بیوگاز نه به دلیل دسترسی مواد اولیه بلکه به دلیلتدارکات ساختمانیهضم کننده های زیرزمینی سنتی به طور معمول نیاز به:

عمق حفاری بین1.5 متر و 3 متر
ساختارهای بتنی یا آجر
تیم های ماهر ساختمانی
چند هفته زمان درمان

این الزامات ممکن است در مناطقی که دارای:

سطح بالای آب های زیرزمینی
بارندگی موسمی موسمی
ساختارهای خاک غنی از گل یا خاک گسسته

در بخش هایی از اندونزی و دلتای مکونگ، اشباع خاک در فصل بارانی اغلب منجر به استرس ساختاری در هضم کننده های سخت زیرزمینی می شود.نگهداری مشکل می شود وقتی که ترک یا نشت رخ می دهد.

برای مزارع کوچک که پرورش می دهند520 خوک یا گاو، مقیاس تقاضای بیوگاز همیشه ساختارهای پیچیده را توجیه نمی کند.

استفاده از سناریو: مدیریت زباله های دام در سیستم های کشاورزی مخلوط

یک الگوی کشاورزی مشترک در سراسر آسیای جنوب شرقیسیستم یکپارچه دامداری، در صورتی که کود خوک یا گاو با بقایای محصولات کشاورزی یا زباله های آشپزخانه برای تخمیر ترکیب شود.

واردات روزانه مواد اولیه از یک مزرعه کوچک ممکن است شامل موارد زیر باشد:

کود خوک:815 کیلوگرم در روز در هر خانوار
نسبت آب رقیق کننده:1۱ تا ۱:1.5
نرخ بارگذاری ارگانیک:10.53.0 کیلوگرم VS/m3·روز

در دمای گرمسیری۲۸-۳۲ درجه سانتیگراد، تخمیر بی هوا می تواند به طور طبیعی بدون سیستم های گرمایشی اضافی رخ دهد.

دستگاه های ضخیم گاز زیستی اغلب نصب می شوندبالای زمین یا در خندق های کم عمقدر نزدیکی دامخانه ها. نصب آنها معمولاً مستلزم:

یک سطح زمین
لوله های ورودی و خروجی ساده
لنگر گذاری یا پوشش بخشی خاک برای ثبات

از آنجایی که این سیستم به جای ساختارهای سفت، بر غشا های انعطاف پذیر تکیه دارد، می تواند با حرکات کوچک خاک یا سکونت زمین سازگار شود.

راه حل فنی: ویژگی های مواد و ساختاری

هضم کننده های گاز زیستی انعطاف پذیر مدرن معمولاً ازپارچه های پلی استری پوشانده شده با PVC یا غشا های کامپوزیت TPUاین مواد برای حفظ احتواء گاز در حالی که در معرض محیط بیرونی قرار می گیرند طراحی شده اند.

پارامترهای فنی معمولی عبارتند از:

ترکیب مواد

پارچه پایه: فیبر پلی استر با قدرت بالا
پوشش: پوشش چند لایه ای PVC یا TPU
درمان سطحی: فرمول مقاوم در برابر اشعه UV

محدوده ضخامت

ضخامت مشترک:0.7 میلی متر 1.2 میلی متر

ظرفیت ذخیره گاز

سیستم های کشاورزی کوچک:6 ′′20 متر

محدوده دمای عملیاتی

-30°C تا 70°Cبرای غشای پوشانده شده با PVC

روش مهر و موم

بخیه های جوش فرکانس بالا یا فیوژن حرارتی
مقاومت خیاط مستمر طراحی شده برای مطابقت با خواص کشش غشا

این پارامترها اجازه می دهند بدن هضم کننده یکپارچگی ساختاری را حفظ کند در حالی که حاوی مخلوط های بیوگاز است که عمدتا از:متان (۵۰٪ تا ۶۵٪) و دی اکسید کربن (۳۰٪ تا ۴۰٪).

ملاحظات عملیاتی در آب و هوای گرمسیری

هضم کننده های انعطاف پذیر به ویژه برای آب و هوای گرمسیری مناسب هستند زیرا شرایط تخمیر در طول سال نسبتاً پایدار باقی می ماند.

در جنوب شرقی آسیا:

متوسط دماهای سالانه اغلب بالاتر از25°C
هضم آناروبی به طور کارآمد در داخل بدن عمل می کند.محدوده های مزوفیلیک (30-38°C)

به دلیل این شرایط آب و هوایی، سیستم های حرارتی یا عایق بندی اضافی معمولا برای تاسیسات روستایی کوچک ضروری نیست.

عملیات معمول بر سه روش اصلی تمرکز دارد:

واردات مواد اولیه پایدار
جلوگیری از انباشت بیش از حد فشار گاز
تضمین خط لوله های گاز بدون مانع

دریچه های بازخورد فشار اساسی یا سیستم های ایمنی آب بسته ساده معمولا برای جلوگیری از فشار بیش از حد استفاده می شود.

نتایج عملیاتی مشاهده شده

پروژه های زمینی در جنوب شرقی آسیا نشان داده است که هضم کننده های انعطاف پذیر می توانند نیازهای انرژی روزانه خانواده را در صورت مطابقت با حجم مواد اولیه مناسب تامین کنند.

استفاده های معمول عبارتند از:

سوخت آشپزی برای اجاق های خانگی
آب گرم برای استفاده کشاورزی
روشنایی گاه به گاه از طریق لامپ های گاز

علاوه بر این، خمیر هضم شده تولید شده در طول تخمیر می تواند به عنوان:

کود ارگانیک برای کشت سبزیجات
مواد مغذی برای استخر های ماهی در سیستم های کشاورزی یکپارچه

از آنجا که نصب نیاز به تجهیزات ساختمانی محدود دارد، این سیستم ها اغلب می توانند دريک تا دو روز، کاهش موانع لجستیکی که گاهی اوقات همراه با ساخت دیجستر بتن است.

نتیجه گیری

تکنولوژی بیوگاز در جنوب شرقی آسیا همچنان در حال تکامل است زیرا سیستم های انرژی روستایی با شرایط کشاورزی و زیست محیطی محلی سازگار هستند.هضم کننده های غشا انعطاف پذیر جایگزین مهندسی عملی در مناطقی هستند که ساختارهای زیرزمینی معمولی دشوار است..

با ترکیبمواد پلیمری با دوام، روش های نصب ساده و سازگاری با شرایط تخمیر گرمسیری، این سیستم ها یک راه حل قابل تطابق برای مزارع کوچک که به دنبال انرژی تجدید پذیر غیرمتمرکز هستند و در عین حال مدیریت موثر زباله های دامداری هستند

به فهرست برگردیم