बायोगॅस

समुचित घरगुती बायोगॅस संयंत्र - शहरी घरांसाठी

समुचित घरगुती बायोगॅस संयंत्र - ग्रामीण घरांसाठी

biogas in vigyan ashram

Construction of fixed-dome biogas plant near Hanoi (3282051499)

Cooking with biogas stove (14004617377)

Detail of bottom outlet pipe (5363881100)

बायोगॅस म्हणजे जैविक प्रक्रियांमधून बाहेर पडणारा वायू.. जर एखादी जैविक प्रक्रिया ऑक्सिजन विरहित (ॲनारोबिक) वातावरणात झाली तर बायॉगॅसची निर्मिती होते. सेंद्रिय पदार्थाचे जीवाणूद्वारे हवाविरहित अवस्थेत झालेल्या विघटनानंतर निर्माण होणारा वायू साठविण्यासाठी तयार करण्यात आलेल्या साधनास बायोगॅस संयंत्र म्हणतात. यात मिथेन व कार्बन-डाय- ऑक्‍साईड हे वायू तयार होतात. मिथेन हा वायू ज्वलनास मदत करतो. बायोगॅस गॅसिफायरमधून तयार होणारा प्रोड्युसर गॅस पाणी उपसण्यासाठी, वीजनिर्मितीसाठी, तसेच स्वयंपाकासाठी देखील वापरला जातो. बायोगॅस गॅसिफायर संयंत्र विविध कार्यक्षमतेमध्ये उपलब्ध असून गरजेप्रमाणे त्यांचा वापर करता येतो.बायोोगॅसमध्ये साधारणपणे ५५ ते ६० टक्के मिथेनचे प्रमाण असते तर उर्वरित भाग कार्बन डायॉक्साईडचा असतो. मिथेन हा ज्वलनशील असल्याने बायोगॅस पण ज्वलनशील असतो. परंतु कार्बन डायॉक्साईड या अज्वलनशील वायूमुळे याची ज्वलन उष्णता शुद्ध मिथेनपेक्षा कमी असते. बायोगॅस हा नमूद केल्याप्रमाणे ज्यांना आपण कुजणे म्हणतो अशा जैविक प्रक्रियांमधून निर्माण होतो. बहुतांशी कुजणाच्या प्रक्रियांमध्ये बायोगॅसची निर्मिती होते. बायोगॅस संकुचित करून लोखंडी सिलिंडरमध्ये भरता येतात.

बायोगॅस उपयोग

बायोगॅस हा ज्वलनशील असल्याने त्याचा इंधन म्हणून चांगलाच वापर करता येतो. सांडपाणी प्रकल्पातील गाळ बंद टाकीत कुजू दिल्यास त्यातून मोठ्या प्रमाणावर बायोगॅसची निर्मिती होते . या गॅसला साठवून त्याचा इंधन म्हणून वापर करतात. हेच तत्त्व गोबरगॅस प्रकल्पातही वापरतात. गोबरगॅस हा देखील बायोगॅसच आहे.

बायोगॅस हा इंधन म्हणून तयार करता येत असल्याने याची अपारंपारिक उर्जास्रोतात गणना होते. तसेच कचरा निर्मूलन व सांडपाणी शुद्धीकरणामध्ये बायोगॅस हा उप-उत्पादन म्हणून तयार होतो. असे दुहेरी उद्देश साधले जात असल्याने जग बायोगॅसकडे प्रभावी इंधन म्हणून पहात आहे. त्यामुळे बायोगॅसवर आधारित वाहने, रेल्वेगाड्या, तसेच वीजनिर्मिती संच, शेगड्या इत्यादींमध्ये सुधारणांसाठी संशोधन चालू आहे. तसेच बायोगॅस निर्मिती प्रकल्पांमधून जास्तीजास्त बायोगॅसची निर्मिती कशी करता येईल यावरही संशोधन चालू आहे.

बायोगॅसची निर्मितीमधील जीवाणू

बायोगॅसची निर्मिती ही वर नमूद केल्याप्रमाणे ऑक्सिजन विरहित वातावरणात होते. याकामी ॲनारोबिक जीवाणूंचा उपयोग होतो. गायी म्हशींच्या मोठ्या आतड्यात हे जीवाणू सहज आढळतात. त्यामुळेच गायी म्हशींचे शेण हे बायोगॅस प्रकल्प चालू करण्यास महत्त्वाचे मानले जाते. हे जीवाणू चार प्रकारचे असतात.

1. मिझोफिलिक - हे जीवाणू ३२ ते ४०° सेल्सियस या तापमानात सर्वोत्तम काम करतात. कमी जास्त तापमान झाल्यास या जीवाणूंची कार्यक्षमता कमी होते.
2. थर्मोफिलिक - हे जीवाणू ५५ ते ७०° सेल्सियस या तापमानात सर्वोत्तम काम करतात. कमी जास्त तापमान झाल्यास या जीवाणूंची कार्यक्षमता कमी होते.

बायोगॅससाठी जागा

बायोगॅस करण्यासाठी घराजवळील उंच, कोरडी, मोकळी व बराच वेळ सूर्यप्रकाश मिळणारी, शक्‍यतो घराजवळ अगर गोठ्याजवळ असणारी जागा निवडतात. ज्या जमिनीखाली पाण्याची पातळी दोन मीटरपेक्षा खाली असते अशी जागा योग्य. निवडलेल्या जागेजवळ झाडे, पाण्याची विहीर, पाण्याचा हातपंप नसतो. बायोगॅस बांधकामास मंजुरी मिळाल्यानंतर आपल्याकडे असलेली जनावरे व कुटुंबातील व्यक्तींची संख्या विचारात घेऊन क्षमतानिहाय बायोगॅस संयंत्राचे आकारमान ठरवतात व बांधकाम करतात..

बायोगॅसचे प्रकार

केंद्र शासनाने मान्यता दिलेल्या बायोगॅस मॉडेलचेच बांधकाम करावे, अशी अपेक्षा आहे. तरंगती गॅस टाकी संयंत्र आणि स्थिर घुमट संयंत्र असे बायोगॅस संयत्राच्या बांधकामाचे दोन प्रकार आहेत. स्थानिक जमीन व हवामानाचा प्रकार विचारात घेऊन त्याच्या बांधकामाचे नियोजन करतात. ज्या भागात मुरूम व तांबूस मातीचा प्रकार आहे, त्या ठिकाणी दीनबंधू स्थिर घुमट संयंत्र प्रकारचे बांधकाम योग्य असते., तर ज्या ठिकाणी काळी माती अगर पाण्यामुळे जमीन फुगणारी आहे अशा ठिकाणी फेरोसिमेंट, प्री-फॅब्रिकेटेड फेरोसिमेंट या प्रकारचे बायोगॅस संयंत्रे बांधणे योग्य.

दीनबंधू हा स्थिर घुमट संयंत्र प्रकारचा बायोगॅस कमी खर्चात होणारा बायोगॅस आहे. तो सर्वसामान्य लाभार्थीस परवडणारा आहे, मात्र या संयंत्राचे बांधकाम प्रशिक्षित व कसबी गवंड्याकडूनच करून घ्यावे लागते. तरंगत्या टाकीच्या बायोगॅस बांधकामास खर्च बराच येतो

जनता संयंत्र/दीनबंधू बायोगॅस	खादी ग्रामोद्योग  / तरंगत्या टाकीचे बायोगॅस
गॅस साठवण -जमिनीत घुमटाकर डोममध्ये केली जाते	गॅस साठवण- जमिनीवर लोखंडी टाकीमध्ये केली जाते .
गॅस जास्त असताना दाब जास्त व गॅस कमी असताना दाब कमी होतो .	गॅस दाब सतत एकसमान मिळतो .
जमिनीत संयंत्र असल्यामुळे देखभाल करण्यास अवघड जाते	वापरण्यास व देखभाल करण्यास अत्यंत सोपे जाते .
जमिनीत घुमटकार डोममध्ये गॅस किती निर्माण झाला हे समजत नाही .	गॅसचा साठा किती झाला हे टाकीच्या वर -खाली होण्याच्या स्थितीवरून सहज लक्षात येते .
टाकीची क्षमता वाढविता येत नाही .	पाचक पात्र व वायू संग्राहक टाकी त्या क्षमतेची ठेवता येते.
बांधकामाचा खर्च जास्त असतो .	बांधकामाचा खर्च कमी असतो
सर्वच उपांगे जमिनीच्या पृष्ठभागाखाली  असल्याने थंड हवामानाचा परिणाम कमी होतो	जमिनीच्या उंचीवर टाकी असल्यामुळे थंडीमध्ये गॅस निर्मिती कमी होते .

बायोगॅस निर्मितीचे टप्पे

बायोगॅस निर्मिती ही तीन टप्प्यांत पार पडते. या प्रत्येक टप्प्यात वेगवेगळ्या प्रकारचे जीवाणू काम करतात.

• पहिला टप्पा - जैविक मालाचे साध्या सोप्या रेणूंमध्ये विघटन. या टप्प्यात साखरेचे, स्टार्चचे, प्रोटीन्सचे व जैविक मालात आढळणार्‍या विविध प्रकारच्या मोठ्यामोठ्या रेणूंचे लहान रेणूंमध्ये विघटन होते. हे लहान रेणू अमिनो ॲसिडचे, किंवा स्टार्चचे लहान रेणू इत्यांदींमध्ये बदलले जातात. हा टप्पा लवकर पार पडतो. या टप्प्यात जीवाणूंना बरीचशी उर्जा मिळते.
• दुसरा टप्पा- या टप्प्यात लहान रेणूंचे कार्बोक्झिलिक ॲसिडमध्ये रूपांतर होते. याला अम्लीकरण अथवा ॲसिडिफिकेशन असे म्हणतात. हा टप्पा देखील लवकर पार पडतो.
• तिसरा टप्पा - यात कार्बोक्झिलिक ॲसिडचे मिथेन व कार्बन डायॉक्साईड यांमध्ये ‍म्हणजेच बायोगॅसमध्ये रूपांतर होते. याला मिथेनायझेशन असे म्हणतात. हा टप्पा पार पडायला बराच वेळ लागतो.

CH₃COOH=CH₄+CO₂इंडस्ट्रियल बायोगॅस प्लांट

बायोगॅस प्रकिया

सेंद्रिय पदार्थाचे जीवाणूद्वारे हवाविरहित अवस्थेत झालेल्या विघटनानंतर निर्माण होणारा वायू साठविण्यासाठी तयार करण्यात आलेल्या साधनास बायोगॅस संयंत्र म्हणतात. यात मिथेन व कार्बन-डाय- ऑक्‍साईड हे वायू तयार होतात. मिथेन हा वायू ज्वलनास मदत करतो. बायोगॅस गॅसिफायरमधून तयार होणारा प्रोड्युसर गॅस पाणी उपसण्यासाठी, वीजनिर्मितीसाठी, तसेच स्वयंपाकासाठी देखील वापरला जातो. बायोगॅस गॅसिफायर संयंत्र विविध कार्यक्षमतेमध्ये उपलब्ध असून गरजेप्रमाणे त्यांचा वापर करता येतो.

बायोगॅस वायूमध्ये मिथेन 55 ते 70 टक्के, कार्बन-डाय- ऑक्‍साईड 30 ते 40 टक्के अल्प प्रमाणात नायट्रोजन व हायड्रोजन सल्फाईड या वायूंचा समावेश असतो. यातील मिथेन हा वायू ज्वलनशील आहे. कोणत्याही प्रकारचे टाकाऊ पदार्थ, जे कुजतात त्यांच्यापासून बायोगॅस तयार होतो. उदा. शेण, घरातील खरकटे अन्न, निरुपयोगी भाजीपाला, पशुविष्ठा, मानवी विष्ठा, इ. पदार्थांचे मिश्रण पाण्याबरोबर करून बायोगॅस संयंत्राच्या प्रवेश कक्षामध्ये पाचक यंत्रामध्ये सोडण्यात येते. पाचक यंत्रामध्ये कालांतराने कार्यक्षम जिवाणू तयार होतात व ॲसिटिक ॲसिड तयार होऊन पाच विभिन्न प्रकारचे जीवाणू तयार होऊन मिथेन व कार्बन-डाय- ऑक्‍साईड हे वायू तयार होतात. मिथेन हा वायू ज्वलनास मदत करतो व त्याचे उष्णता मूल्य 4700 किलो कॅलरी इ. असते.

बांधकामाचा खर्च संयंत्राच्या आकारावर अवलंबून आहे. दोन घनमीटर क्षमतेचा दीनबंधू प्रकाराचे संयंत्र बांधण्याचा खर्च 40-45 हजार रुपये येऊ शकतो.

तरंगती टाकीचे बायोगॅस (फ्लोटिंग डोम) संयंत्राला येणारा खर्चही त्याच्या आकारमानावर अवलंबून आहे. दोन घनमीटर क्षमतेचा खादी ग्रामोद्योग प्रकारच्या संयंत्रासाठी अंदाजित साधारणपणे 45-50 हजार रुपये खर्च होतो.

बायोगॅस संयंत्राची रचना करताना त्यामध्ये हवाबंद, बंदिस्त पोकळी तयार करावी लागते. त्या पोकळीत सेंद्रिय पदार्थ टाकण्याची सोय करावी लागते, तसेच सेंद्रिय पदार्थांपासून तयार होणारा गॅस व खत बाहेर येण्याची व साठविण्याची सोय करावी लागते.

उत्पादन

बायोगॅसची निर्मिती सूक्ष्मजीवांद्वारे होते. मिथेनोजेन्स आणि सल्फेट कमी करणारे बॅक्टेरिया, अनारोबिक श्वसन करतात. बायोगॅस नैसर्गिक किंवा औद्योगिकदृष्ट्या उत्पादित गॅस घेऊ शकतात.
नैसर्गिक : मातीमध्ये, मिथेन अ‍ॅनारोबिक झोन वातावरणात मिथेनोजेनद्वारे तयार होते. परंतु बहुतेक ते मेथेनोट्रोफ्सद्वारे एरोबिक झोनमध्ये घेतले जातात. जेव्हा शिल्लक मेथेनोजेनस अनुकूल असतात, तेव्हा मिथेनच्या उत्सर्जनावर परिणाम होतो. वेटलॅंड मातीतील मिथेनचा मुख्य नैसर्गिक स्रोत आहे.

औद्योगिक : औद्योगिक बायोगॅस उत्पादनाचा हेतू बायोमिथेनचा संग्रह करणे आहे.सामान्यत: इंधनासाठी औद्योगिक बायोगॅस तयार केला जातो.

बायोगॅस संयंत्र रचना

बायोगॅसची विशिष्ट रचना [1] कंपाऊंड आण्विक सूत्र%

मिथेन सीएच 4 50-65

कार्बन डायऑक्साइड CO2 25-50

नायट्रोजन एन 2 0-10

हायड्रोजन एच 2 0-1

हायड्रोजन सल्फाईड एच 2 एस 0-3

ऑक्सिजन ओ 2 0-0

संदर्भ व टिपा

http://mr.vikaspedia.in/agriculture/policies-and-schemes/92c93e92f94b917945938-92a94d93091593294d92a

http://prasidhmarathi.blogspot.com/2018/03/biogas-information-in-marathi.html