เมื่อองค์ประกอบต่างๆ ครบถ้วน เช่น มีแบคทีเรีย สารอินทรีย์ อาหารเสริม และสิ่งแวดล้อมอื่นๆ
ที่เหมาะสมแต่ไม่มีออกซิเจน กระบวนการสร้างก๊าซชีวภาพ ก็สามารถเกิดได้ตามธรรมชาติทันที ดังนั้นในธรรมชาติ
นั้นการเกิดก๊าซชีวภาพนั้นเกิดในบ่อที่มีการหมัก ในก้นแม่น้้า ทะเลสาบ ลำไส้คนและวัว ไร่นาข้าวที่มีน้้าท่วมขัง
ในเปลือกไม้ที่อับชื้น ใต้ท้องทะเลลึก เป็นต้น อย่างไรก็ตามการเกิดในสภาวะที่กล่าวมาแล้วขั้นต้นนั้นเป็น
กระบวนการที่เกิดในธรรมชาติ ซึ่งอัตราการสร้างก๊าซชีวภาพจะเร็วหรือช้านั้นถูกก้าหนดโดยธรรมชาติ แต่ในเชิง
วิศวกรรมแล้ว วิศวกรจะสร้างระบบขึ้นมาเพื่อควบคุมสิ่งแวดล้อมต่างๆ ให้เหมาะสม ให้แบกทีเรียสามารถ
ท้างานได้รวดเร็ว ตามที่ต้องการ หรืออีกนัยหนึ่งคือ วิศวกรที่ออกแบบระบบผลิตก๊าซชีวภาพคือ ผู้ที่เข้าใจ
ธรรมชาติของสารอินทรีย์ และสภาวะการท้างานที่เหมาะสมของแบกทีเรียกลุ่มไม่ชอบออกซิเจน และท้าการ
สร้างสภาวะดังกล่าว เพื่อเอาใจแบกทีเรียให้สามารถท้างานได้ ตามที่มนุษย์ต้องการ ประเภทของระบบผลิต
ก๊าซชีวภาพที่นิยมใช้ ได้แก่
ระบบบ่อไร้อากาศ (Anaerobic Ponds) ซึ่งเป็นบ่อที่นิยมใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมเนื่องจาก ค่าใช้จ่ายถูกสุด แต่มีข้อเสียคือเกิดกลิ่นเหม็นรบกวน และใช้พื้นที่มาก
ระบบบ่อไร้อากาศแบบคลุมบ่อ (Anaerobic Covered Lagoons) เป็นระบบที่ดัดแปลงมา จากระบบบ่อไร้อากาศ โดยมีการคลุมคลุมบ่อเพื่อเก็บก๊าซชีวภาพที่เกิดขึ้นและนำไปใช้ประโยชน์ ข้อดีของ ระบบนี้คือ ไม่มีกลิ่นเหม็นรบกวนและสามารถใช้ประโยชน์จากก๊าซชีวภาพได้
ระบบกวนสมบูรณ์ (CSTR) โดยทั่วไปมักเป็นถังเหล็กหรือถังคอนกรีตเสริมเหล็ก ภายในถังมี การกวนผสมน้้าอย่างทั่วถึงเพื่อให้สารอาหารสัมผัสกับแบกทีเรียอย่างเต็มที่ แต่ข้อเสียคือ น้้าทิ้งที่ไหลออกจาก ถังจะมีแบกทีเรีย ปนออกไปด้วย ท้าให้ความสามารถของระบบต่้าลง ระบบแอนแอโรบิคคอนแทค (Anaerobic Contact) ระบบนี้เป็นระบบที่พัฒนาจากระบบ กวนสมบูรณ์ คือมีการน้าน้้าที่ไหลออกจากระบบกวนสมบูรณ์ไปแยกตะกอนออกโดยใช้ถังตกตะกอน แล้วสูบ ตะกอนกลับเข้าสู่ถังกวนสมบูรณ์เพื่อท้าหน้าที่ผลิตก๊าซชีวภาพต่อไป
ระบบถังกรองไร้อากาศ (Anaerobic Filter) ระบบนี้จะมีการใส่ตัวกลางซึ่งมักเป็นพลาสติก เพื่อให้แบกทีเรียยึดเกาะติด ไม่ไหลออกไปจากถังผลิตก๊าซชีวภาพเมื่อน้้าไหลออกนอกถัง ระบบนี้จะท้าใ ห้ ปริมาณของแบกทีเรียในระบบมีมาก สามารถผลิตก๊าซชีวภาพได้ดี ระบบยูเอเอสบี (UASB) ระบบนี้เป็นที่นิยมอย่างมากทั่วโลก แบกทีเรียในระบบจะรวมตัวจับ กันเป็นเม็ดคล้ายกับเม็ดแมงลัก ขนาด ๐.๔ – ๒ มิลลิเมตร การรวมตัวของแบกทีเรียปริมาณมาก (ซึ่งแต่ละเซล มีขนาดเพียงประมาณ ๐.๐๐๑ มม.) ท้าให้ตะกอนเม็ดจมตัวและสะสมในระบบผลิตก๊าซชีวภาพได้มาก ท้าให้ ระบบสามารถผลิตก๊าซชีวภาพได้ดี ระบบอีจีเอสบี (EGSB) ระบบนี้พัฒนาต่อเนื่องมาจากระบบยูเอเอสบี เพื่อให้สามารถท้างาน ได้ดีขึ้น โดยเน้นที่การสัมผัสและการถ่ายเทมวลสารระหว่างแบกทีเรียและสารอาหารที่ดีขึ้น แต่ระบบนี้ก็ ต้องการการออกแบบและดูแลที่ดีขึ้นเช่นกัน ระบบย่อยสลัดจ์แบบราง (Plug Flow Digester) มักนิยมใช้ในฟาร์มหมู ซึ่งมีสารแขวนลอยสูง
ระบบบ่อไร้อากาศ (Anaerobic Ponds) ซึ่งเป็นบ่อที่นิยมใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมเนื่องจาก ค่าใช้จ่ายถูกสุด แต่มีข้อเสียคือเกิดกลิ่นเหม็นรบกวน และใช้พื้นที่มาก
ระบบบ่อไร้อากาศแบบคลุมบ่อ (Anaerobic Covered Lagoons) เป็นระบบที่ดัดแปลงมา จากระบบบ่อไร้อากาศ โดยมีการคลุมคลุมบ่อเพื่อเก็บก๊าซชีวภาพที่เกิดขึ้นและนำไปใช้ประโยชน์ ข้อดีของ ระบบนี้คือ ไม่มีกลิ่นเหม็นรบกวนและสามารถใช้ประโยชน์จากก๊าซชีวภาพได้
ระบบกวนสมบูรณ์ (CSTR) โดยทั่วไปมักเป็นถังเหล็กหรือถังคอนกรีตเสริมเหล็ก ภายในถังมี การกวนผสมน้้าอย่างทั่วถึงเพื่อให้สารอาหารสัมผัสกับแบกทีเรียอย่างเต็มที่ แต่ข้อเสียคือ น้้าทิ้งที่ไหลออกจาก ถังจะมีแบกทีเรีย ปนออกไปด้วย ท้าให้ความสามารถของระบบต่้าลง ระบบแอนแอโรบิคคอนแทค (Anaerobic Contact) ระบบนี้เป็นระบบที่พัฒนาจากระบบ กวนสมบูรณ์ คือมีการน้าน้้าที่ไหลออกจากระบบกวนสมบูรณ์ไปแยกตะกอนออกโดยใช้ถังตกตะกอน แล้วสูบ ตะกอนกลับเข้าสู่ถังกวนสมบูรณ์เพื่อท้าหน้าที่ผลิตก๊าซชีวภาพต่อไป
ระบบถังกรองไร้อากาศ (Anaerobic Filter) ระบบนี้จะมีการใส่ตัวกลางซึ่งมักเป็นพลาสติก เพื่อให้แบกทีเรียยึดเกาะติด ไม่ไหลออกไปจากถังผลิตก๊าซชีวภาพเมื่อน้้าไหลออกนอกถัง ระบบนี้จะท้าใ ห้ ปริมาณของแบกทีเรียในระบบมีมาก สามารถผลิตก๊าซชีวภาพได้ดี ระบบยูเอเอสบี (UASB) ระบบนี้เป็นที่นิยมอย่างมากทั่วโลก แบกทีเรียในระบบจะรวมตัวจับ กันเป็นเม็ดคล้ายกับเม็ดแมงลัก ขนาด ๐.๔ – ๒ มิลลิเมตร การรวมตัวของแบกทีเรียปริมาณมาก (ซึ่งแต่ละเซล มีขนาดเพียงประมาณ ๐.๐๐๑ มม.) ท้าให้ตะกอนเม็ดจมตัวและสะสมในระบบผลิตก๊าซชีวภาพได้มาก ท้าให้ ระบบสามารถผลิตก๊าซชีวภาพได้ดี ระบบอีจีเอสบี (EGSB) ระบบนี้พัฒนาต่อเนื่องมาจากระบบยูเอเอสบี เพื่อให้สามารถท้างาน ได้ดีขึ้น โดยเน้นที่การสัมผัสและการถ่ายเทมวลสารระหว่างแบกทีเรียและสารอาหารที่ดีขึ้น แต่ระบบนี้ก็ ต้องการการออกแบบและดูแลที่ดีขึ้นเช่นกัน ระบบย่อยสลัดจ์แบบราง (Plug Flow Digester) มักนิยมใช้ในฟาร์มหมู ซึ่งมีสารแขวนลอยสูง
0 ความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น