Biogas daripada tumbuhan invasif dan sisa ayam: penyelesaian yang bersih dan cekap

Hari ini terdapat pelbagai cara untuk menjana tenaga daripada semua jenis sisa. Penggunaan sisa sebagai sumber untuk menjana tenaga adalah kaedah yang baik untuk menjimatkan bahan mentah dan mengurangkan pergantungan kepada bahan api fosil, yang merupakan masalah alam sekitar yang serius akibat pelepasan karbon dioksidanya.

Contohnya ialah bunga matahari mexico (Tithonia diversifolia), spesies invasif di beberapa wilayah di dunia, terutamanya di Afrika, Australia dan beberapa pulau di Lautan Pasifik. Walaupun tumbuhan ini merupakan ancaman kepada spesies asli di kawasan tersebut, penyelidik di Nigeria telah menemui cara yang inovatif untuk menggunakannya: pengeluaran biogas. Dengan mencampurkan najis ayam dengan sisa bunga matahari Mexico, mereka berjaya meningkatkan kecekapan biogas yang dihasilkan.

Menjana biogas dan meningkatkan kecekapan

Pengeluaran biogas daripada najis ayam dan bunga matahari Mexico adalah kelebihan yang besar. Di satu pihak, sisa dari ladang ayam digunakan, mengurangkan pencemaran yang dihasilkannya. Sebaliknya, masalah alam sekitar yang penting sedang diserang: kawalan spesies invasif seperti bunga matahari Mexico, yang menggantikan flora tempatan.

Kajian mengenai pengeluaran biogas daripada sisa tumbuhan dan haiwan telah pun dijalankan di Nigeria dan China. Kunci kepada kajian ini ialah pencernaan bersama, iaitu penggunaan pelbagai jenis sisa untuk memaksimumkan pengeluaran biogas. Dalam kes ini, kajian yang dijalankan oleh Universiti Landmark dan Universiti Perjanjian di Nigeria, diterbitkan dalam jurnal Tenaga & Bahan Api, sahkan bahawa bunga matahari Mexico mempunyai potensi besar untuk menghasilkan biogas apabila digabungkan dengan najis burung dan tertakluk kepada rawatan terdahulu.

Mengambil kesempatan daripada gabungan ini mempunyai manfaat berganda kerana ia membantu menguruskan sisa dari ladang ayam dan menghentikan pembiakan tumbuhan yang dianggap invasif di banyak bahagian dunia. Menurut pakar, Bunga matahari Mexico menggantikan spesies tempatan dan menjejaskan kawasan semula jadi yang dilindungi, mewakili ancaman serius kepada biodiversiti kawasan sensitif.

Pra-rawatan: Kunci untuk meningkatkan kecekapan

Pencernaan bersama sisa organik bukanlah satu proses baru, tetapi kajian terbaru menunjukkan bahawa penggunaan a pra-rawatan termo-alkali sebelum pencernaan anaerobik meningkatkan hasil biogas dengan ketara. Pra-rawatan ini terdiri daripada menundukkan sisa kepada suhu tinggi dan keadaan kealkalian tertentu, yang memudahkan penguraian bahan organik kompleks dan meningkatkan jumlah metana yang dihasilkan, komponen utama biogas.

Kajian di Nigeria menyimpulkan bahawa prestasi biogas bertambah baik sehingga 54,44% berkat penggunaan rawatan ini berbanding sisa yang tidak melalui proses yang sama. Iaitu, jumlah tenaga yang diperolehi adalah lebih besar apabila pra-rawatan digunakan, sesuatu yang penting jika kita ingin mengoptimumkan penggunaan sumber ini untuk penjanaan tenaga dengan jejak karbon yang rendah.

Untuk mendapatkan keputusan ini, keseimbangan tenaga telah dijalankan untuk menentukan sama ada tenaga yang dilaburkan dalam proses itu adalah kurang daripada tenaga yang diperoleh pada penghujungnya. Data menunjukkan a keseimbangan tenaga positif, yang bermaksud bahawa prosedur itu menguntungkan. Tenaga pulih jauh melebihi tenaga yang digunakan dalam pra-rawatan, baik dalam bentuk tenaga haba dan elektrik.

Kepentingan sisa ayam dalam penghasilan biogas

The sisa ayam Mereka memainkan peranan penting dalam pengeluaran biogas apabila digabungkan dengan tumbuhan seperti bunga matahari Mexico. Walau bagaimanapun, adalah penting untuk diingat bahawa najis ini mengandungi nutrien yang, jika tidak diurus dengan betul, boleh memudaratkan alam sekitar. Antara bahan cemar ini ialah hormon, antibiotik, logam berat dan nutrien yang boleh meresap ke dalam tanah dan sumber air, menyebabkan masalah pencemaran.

Menggunakan jenis sisa ini untuk menjana biogas bukan sahaja menyelesaikan masalah pengumpulannya, tetapi juga menawarkan penyelesaian yang menguntungkan dan mampan untuk pengeluaran tenaga. Tetapi salah satu penemuan yang paling penting ialah walaupun najis ayam sahaja tidak menguntungkan, gabungannya dengan bahan tumbuhan, seperti bunga matahari Mexico, meningkatkan keuntungannya dengan ketara.

Kesan tumbuhan invasif di kawasan lain

Penggunaan loji invasif untuk pengeluaran biogas bukanlah unik untuk Nigeria. Di negara lain seperti Mexico dan Taiwan, cara menggunakan pelbagai spesies invasif untuk menjana biofuel juga sedang disiasat. Contohnya ialah camalote atau eceng gondok (Eichhornia merangkak), satu lagi spesies invasif yang tumbuh dengan cepat dalam badan air. Tumbuhan jenis ini digunakan untuk menghasilkan biomethane y etanol, menawarkan penyelesaian tempatan dan mampan kepada masalah global.

Penggunaan tumbuhan invasif mewakili peluang unik untuk menangani masalah pencemaran tumbuhan dan, pada masa yang sama, menjana tenaga bersih. Tumbuhan ini boleh tumbuh tanpa memerlukan pengurusan yang intensif, menjadikannya sumber biojisim yang berpatutan dan banyak.

Contoh lain penghadaman bersama: Ladang kilang di Eropah

Di Eropah, terutamanya di Sepanyol, pelbagai projek biogas telah dijalankan menggunakan sisa dari ladang industri. Di kawasan seperti Castilla-La Mancha, di mana pencemaran akuifer oleh buburan menjadi masalah yang semakin meningkat, loji biogas telah digunakan untuk mengurangkan kesan alam sekitar. Walau bagaimanapun, kebanyakan tumbuhan ini terus menghadapi cabaran, seperti keperluan untuk mengimport sisa dari kawasan lain dan kos pengangkutan sisa organik yang tinggi.

Di sebalik cabaran ini, biogas telah terbukti menjadi penyelesaian yang berdaya maju untuk pengurusan buburan dan sisa lain daripada penternakan ternakan intensif, yang sebaliknya akan sangat mencemarkan.

Di majlis perbandaran seperti Balsa de Ves, di mana loji biogas telah dipasang lebih sedekad yang lalu, telah menyaksikan pengurangan populasi akibat pemasangan ladang makro ini, menunjukkan bahawa walaupun teknologi biogas berkesan, impak sosial dan ekonomi juga perlu dipertimbangkan.

Faktor utama untuk pengeluaran biogas yang cekap

Kejayaan pengeluaran biogas bergantung kepada beberapa faktor:

• Pengurusan sisa: Menjamin aliran bahan mentah yang berterusan.
• Pra-rawatan: Pencernaan anaerobik bertambah baik dengan ketara apabila pra-rawatan yang berkesan dijalankan.
• Imbangan tenaga: Adalah penting bahawa keseimbangan tenaga positif dicapai untuk memastikan keuntungan projek.
• Pengurangan kesan alam sekitar: Menggabungkan amalan yang meminimumkan pelepasan gas rumah hijau dan bahan pencemar.

Akhirnya, penghadaman bersama sisa tumbuhan dan haiwan adalah penyelesaian yang kos efektif, ekologi dan cekap untuk pengeluaran biogas. Memandangkan lebih banyak kajian seperti yang dijalankan di Nigeria dan China terus menunjukkan kebolehlaksanaannya, pendekatan ini berkemungkinan meluas ke wilayah lain yang mempunyai masalah yang sama.

Dalam konteks global di mana mitigasi perubahan iklim menjadi keutamaan, biogas menawarkan alternatif yang mampan kepada bahan api fosil, sambil menyelesaikan masalah alam sekitar kritikal yang lain seperti pengurusan spesies invasif.