ก๊าซชีวภาพ(Biogas) เกิดขึ้นจากกระบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์แบบไร้ออกซิเจน (anaerobic process) จะมีก๊าซมีเทน (CH4)
เป็นองค์ประกอบหลักประมาณ 50 80% นอกนั้นเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และมีก๊าซ
H2S, N2, H2 อีกเล็กน้อย
จึงสามารถนำมาใช้เป็นพลังงานทดแทนได้
ปัจจุบันสารอินทรีย์ที่นิยมนำมาผ่านกระบวนการนี้แล้วให้ก๊าซชีวภาพ คือ
น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม เช่น โรงงานแป้งมันสำปะหลัง โรงงานเบียร์ โรงงานผลไม้กระป๋อง
โรงฆ่าสัตว์ ฯลฯ รวมทั้งน้ำเสียจากฟาร์มเลี้ยงสัตว์ กระบวนการดังกล่าวมีค่า COD
ลดลงมากกว่า 80 % และได้ก๊าซชีวภาพ 0.3
0.5 ลบ.ม./กิโลกรัม COD ที่ถูกกำจัด
ทั้งนี้ขึ้นกับคุณลักษณะของน้ำเสียแต่ละประเภท
ก๊าซมีเทนมีค่าความร้อน
39.4 เมกะจูล/ลบ.ม. สามารถใช้ทดแทนน้ำมันเตาได้ 0.67
ลิตร ซึ่งเทียบเท่าพลังงานไฟฟ้า 9.7 kWh น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมที่มีศักยภาพสูง ในการนำมาผลิตก๊าซชีวภาพ(Biogas) 16 ประเภท มีศักยภาพที่จะผลิตก๊าซชีวภาพได้ประมาณ 1.5
ล้านลูกบาศก์เมตร/วัน ทดแทนน้ำมันเตาได้ 0.9 ล้านลิตรต่อวัน
|
ประเภทอุตสาหกรรม |
BOD (mg/l) |
|
โรงงานสุรา |
30,000-50,000 |
|
โรงงานน้ำมันปาล์ม |
10,000-47,000 |
|
โรงงานผลิตเยื้อกระดาษ |
8,000-10,000 |
|
โรงงานผลิตวุ้นเส้น |
20,000 |
|
โรงงานผลิตแป้งมันสำปะหลัง |
1,500-15,000 |
|
โรงงานผลิตซ้อส และซีอิ้ว |
3,000-8,000 |
|
โรงงานผลิตแลคโตส |
50,000 |
|
โรงงานผลิตกะทิกระป๋อง |
4,000-8,000 |
โรงงานกลุ่มสุรา เป็นอุตสาหกรรมกลุ่มแรกที่มีการนำเทคโนโลยีผลิตก๊าซชีวภาพเข้ามาใช้อย่างจริงจัง
โดยน้ำเสียของโรงงานสุรา ซึ่งเรียกว่าน้ำกากส่า มีความเข้มข้นสารอินทรีย์สูงมาก โดยวัดในรูปบีโอดี
(BOD) เท่ากับ
30,000 50,000 มก/ล และซีโอดี (COD) เท่ากับ
100,000 120,000 มก/ล นอกจากนี้ยังมีสีน้ำตาลเข้ม
โดยอดีตโรงงานไม่มีระบบบำบัดน้ำเสีย
จึงก่อปัญหาอย่างมากต่อชุมชนที่อาศัยอยู่ใกล้เคียง
ดังนั้นทางโรงงานจึงถูกบังคับให้แก้ไขปัญหาดังกล่าวโดยเร่งด่วน
โดยนำเทคโนโลยีการเผามาใช้และยังคงใช้อยู่ที่โรงงานสุราบางยี่ขัน
ถึงแม้ว่าวิธีการเผาจะสามารถกำจัดน้ำเสียได้หมดสิ้น แต่พบว่ามีค่าใช้จ่ายสูงมาก
ดังนั้นต่อมา โรงงานสุราทุกแห่งจึงหันมาใช้เทคโนโลยีผลิตก๊าซชีวภาพแทน
รูปแบบระบบบำบัดน้ำเสียในกลุ่มสุราทิพย์
โดยน้ำเสียจากโรงงานทั้งสองส่วนคือน้ำกากส่าจากการกลั่นสุราและน้ำล้างขวด
จะไหลรวมกันเข้าสู่ระบบหมักแบบ UASB และสองขั้นตอน
โดยถังหมักกรดมีขนาดจุ 450 ม3 และถังหมักมีเธนเป็นแบบ UASB มีขนาดจุ 3,000 ม3 ก๊าซชีวภาพที่เกิดขึ้นจะถูกนำไปใช้ผลิตไอน้ำ
น้ำเสียที่ผ่านระบบหมักแล้วจะไหลลงบ่อหมักจุ 100,000 300,000 ม3 จากนั้นน้ำเสียจากบ่อหมักจะถูกสูบไปกำจัดต่อโดยการทำปุ๋ยหมัก
ตารางที่ 1 แสดงประสิทธิภาพการบำบัดและการผลิตก๊าซชีวภาพของระบบหมักทิ้ง
10 แห่ง ของโรงงานสุราในกลุ่มสุราทิพย์
ความเข้มข้นสารอินทรีย์ในน้ำกากส่าแปรผันอยู่ในช่วง 55,000 150,000 มก/ล
ซึ่งขึ้นกับคุณสมบัติกากน้ำตาลที่ใช้ในการผลิตอัตราป้อนสารอินทรีย์เหมาะสมอยู่ในช่วง
3 5 kgCOD/m3d ประสิทธิภาพการกำจัดสารอินทรีย์ประมาณ
60% ที่อัตราป้อนสารอินทรีย์ 4.5 kgCOD/m3d
ระบบหมักสามารถผลิตก๊าซชีวภาพได้ประมาณ 3,200 ม3/วัน ซึ่งสามารถช่วยลดการใช้น้ำมันเตาในการผลิตไอน้ำประมาณ 30% หรือประมาณ 1.5 ล้านบาท/ปี
ก๊าซชีวภาพนำไปใช้อยู่หลายวิธีด้วยกัน
ได้แก่
1) เป็นเชื้อเพลิงผลิตกระแสไฟฟ้า
โดยการใช้เครื่องยนต์พลังก๊าซชีวภาพเพื่อใช้ผลิตกระแสไฟฟ้า
2)
เป็นพลังงานทดแทนโดยเผาให้ความร้อนในกระบวนการผลิต และ
การใช้เป็นเชื้อเพลิงหม้อไอน้ำ
3)
อื่น ๆ เช่น ใช้หุงต้มในโรงอาหารของโรงงานและบ้านพัก เป็นต้น