การย่อยสลายขยะชีวภาพแบบไม่ใช้ออกซิเจน

กระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนโดยทั่วไปจะใช้เป็นวิธีการกำจัดของเสียหรือการผลิตพลังงาน การย่อยขยะชีวภาพแบบไม่ใช้ออกซิเจนในประเทศกำลังพัฒนานั้นมีประโยชน์อย่างมาก เนื่องจากไม่เพียงแค่สร้างพลังงานที่สะอาดและปลอดภัยเท่านั้น แต่ยังมีส่วนช่วยในประเด็นการพัฒนาเศรษฐกิจอื่นๆ และมีประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก

ในบทความนี้ เราจะสำรวจประโยชน์มากมายของกระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนสำหรับประเทศกำลังพัฒนา และบทบาทที่สำคัญของเซ็นเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซมีเทนของ Edinburgh Sensor ในกระบวนการนี้

กระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนคืออะไร?

การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการทางจุลชีววิทยาที่สารอินทรีย์ เช่น มูลสัตว์ ถูกย่อยสลายโดยปราศจากออกซิเจน กระบวนการนี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติในสภาพแวดล้อม เช่น หนองน้ำ หรือวิธีการทางวิศวกรรมสามารถนำมาใช้ในการประมวลผลสารอินทรีย์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพในถังปฏิกรณ์แบบกันอากาศ ซึ่งผลิตก๊าซมีเทนที่ติดไฟได้ ซึ่งเรียกว่าก๊าซชีวภาพ

ประโยชน์ของกระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนคืออะไร?

ประโยชน์ของกระบวนการย่อยสลายขยะอินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจนมีมากมาย สิ่งเหล่านี้รวมถึงการผลิตพลังงานหมุนเวียน การลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล การสร้างงาน การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และการปิดวงจรของสารอาหาร

กระบวนการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนไม่เพียงแต่เปลี่ยนวัสดุเหลือใช้อินทรีย์ให้เป็นทรัพยากรที่มีค่าเท่านั้น แต่ยังช่วยลดขยะมูลฝอยและค่าใช้จ่ายในการกำจัดอีกด้วย นอกจากนี้ การใช้พลังงานหมุนเวียนยังช่วยรักษาทรัพยากรธรรมชาติ ลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล และลดมลพิษ

ประโยชน์ของการย่อยขยะชีวภาพแบบไม่ใช้ออกซิเจนในประเทศกำลังพัฒนามีประโยชน์อย่างไร?

ปัจจุบัน กระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนได้แพร่หลายในประเทศกำลังพัฒนาหลายแห่งทั่วโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งทั่วเอเชีย ซึ่งมีการติดตั้งระบบ 40 ล้านระบบในจีนในปี 2554 และอีก 4 ล้านระบบในอินเดีย ขณะนี้ไม่ค่อยแพร่หลายในแอฟริกาและอเมริกาใต้ อย่างไรก็ตาม โครงการสนับสนุนหลายโครงการเพิ่งถูกนำมาใช้เพื่อเปลี่ยนแปลงสิ่งนี้

ตัวขับเคลื่อนการพัฒนาที่สำคัญ 3 ประการในการแนะนำกระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน ได้แก่ การจัดหาเชื้อเพลิงก๊าซชีวภาพในท้องถิ่นเพื่อเป็นแหล่งพลังงานในครัวเรือนที่ประหยัดต้นทุน การปรับปรุงความอุดมสมบูรณ์ของดิน และลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล รวมถึงมลพิษที่เกี่ยวข้องและการตัดไม้ทำลายป่า

1. การผลิตพลังงานในครัวเรือนอย่างคุ้มค่า

เหตุผลหนึ่งที่โรงผลิตก๊าซชีวภาพในบ้านสามารถให้ประโยชน์แก่ประเทศกำลังพัฒนาได้ เนื่องจากเทคโนโลยีนี้เป็นแหล่งพลังงานที่ติดตั้งได้ง่ายและประหยัด และเป็นไปได้สำหรับการผลิตทั้งขนาดเล็กและขนาดใหญ่ การใช้กระบวนการย่อยอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน ครัวเรือนที่มีวัวเพียง 3 ตัวหรือหมู 7 ตัวสามารถสร้างก๊าซได้เพียงพอต่อความต้องการพลังงานพื้นฐานในครัวเรือน รวมถึงการทำอาหารและแสงสว่าง

ดังที่แสดงในภาพด้านล่าง โรงผลิตก๊าซชีวภาพในครัวเรือนต้องการหลุมขนาด 6 ลูกบาศก์เมตรที่ปูด้วยคอนกรีตและคอนกรีตปิดมิดชิด ต้องใส่มูลสัตว์และน้ำลงในชามผสมคอนกรีต และใช้ข้อเหวี่ยงโลหะผสมเข้าด้วยกันแล้วดันเข้าไปในหลุมใต้ดินผ่านท่อ เมื่อปราศจากออกซิเจน ส่วนผสมของเสียนี้จะย่อยสลายและปล่อยก๊าซมีเทน ซึ่งจะไหลลงสู่ท่อแคบๆ ที่นำไปสู่ห้องครัวซึ่งสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้

ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจจำนวนมากสามารถเกิดขึ้นได้ในประเทศกำลังพัฒนาจากการขายไฟฟ้าและการประหยัดที่เกิดจากการไม่ต้องซื้อพลังงานมาตรฐานสำหรับการบริโภคในครัวเรือน

2. การปรับปรุงความอุดมสมบูรณ์ของดิน

กากของเสียจากกระบวนการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน สารละลายชีวภาพมีประโยชน์ต่อเกษตรกรในประเทศกำลังพัฒนา เพราะสามารถใช้เป็นปุ๋ยอินทรีย์ที่มีศักยภาพเพื่อเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรและรักษาความอุดมสมบูรณ์ของดิน

การวิจัยยืนยันว่าปริมาณสารอาหารที่เพิ่มขึ้นจากวัสดุอินทรีย์ ซึ่งรวมถึงสิ่งย่อยและปุ๋ยหมัก ทำให้ผลผลิตพืชสูงขึ้นซึ่งอาจมีคุณภาพทัดเทียมกับพืชที่ปลูกด้วยปุ๋ยบรรจุถุง ทั้งนี้เนื่องจากสารละลายชีวภาพให้ประโยชน์ทางสารอาหาร ปรับปรุงโครงสร้างของดิน และลดความจำเป็นในการผลิตปุ๋ย ซึ่งส่งผลให้ลดต้นทุนและเพิ่มมูลค่าโดยรวมของพื้นที่เพาะปลูก ผลตอบแทนทางเศรษฐกิจนี้สามารถเป็นประโยชน์อย่างมากต่อการพัฒนาชนบท

3. ประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม

การใช้ก๊าซชีวภาพมีประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมอย่างชัดเจน ทั้งในด้านการอนุรักษ์ป่าไม้ การลดมลพิษ และการต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

การจับและการใช้ก๊าซชีวภาพมีประสิทธิภาพในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ซึ่งเป็นตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อน ก๊าซเรือนกระจกจะลดลงในสองวิธี ประการแรก ก๊าซชีวภาพที่ผลิตได้เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนซึ่งสามารถนำมาใช้แทนเชื้อเพลิงฟอสซิลได้ ประการที่สอง การจับก๊าซชีวภาพในระหว่างกระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนช่วยลดการมีเทนในชั้นบรรยากาศ ซึ่งเป็นอันตรายมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 21 เท่า ดังนั้นจึงช่วยลดมลพิษและชะลอผลกระทบจากภาวะโลกร้อน

ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ เกิดขึ้นจากการลดการตัดไม้ทำลายป่า เนื่องจากก๊าซชีวภาพเป็นแหล่งพลังงานที่อาจจะมาจากเชื้อเพลิงไม้และต้นไม้จำเป็นต้องถูกตัดลง ระบบก๊าซชีวภาพในบ้านโดยเฉลี่ยสามารถลดการใช้ฟืนได้ประมาณ 4.5 ตันต่อปี ซึ่งแปลว่าเป็นการปล่อยก๊าซเรือนกระจก 4 ตัน ตามข้อมูลของกองทุนสัตว์ป่าโลกสากล