إنتاج غاز الميثان من مخلفات الصرف الصحي

تعدُّ مخلفات الصرف الصحي من أبرز مصادر تلوث میاه الأنهار؛ ويعود السبب في ذلك إلى احتوائها على مواد كمیائیة وكائنات حية دقيقة ضارة كالفيروسات ومواد سامة غير قابلة للتحلل، ويتم إلقاء هذه المخلفات من میاه المنازل والفنادق والمستشفیات والمطاعم والمؤسسات أو المنشآت المشابهة لها عبر شبكات الصرف الصحي العامة، وبالإضافة إلى میاه الأمطار والمیاه المستخدمة في غسل الطرق والساحات، ويمكن الحد من خطر هذه المخلفات عن طريق معالجتها ويتم ذلك بنقية مياه الصرف من الشوائب والمواد العالقة والملوثات والمواد العضوية؛ لتصبح صالحة لإعادة الاستخدام أو لتكون صالحة للتخلص منها في المجاري المائية دون أن تسبب تلوثًا لها، وسيتحدث هذا المقال عن الاستفادة من إنتاج غاز الميثان من مخلفات الصرف الصحي.

إنتاج غاز الميثان من مخلفات الصرف الصحي

تعد مخلفات الصرف الصحي أكبر مصدر للطاقة المتجددة فلذلك يتم إنتاج الميثان من مخلفات الصرف الصحي عن طريق عملية تسمى بالهضم اللاهوائي في بعض القطاعات الصناعية وبذلك يتم توفير جميع أنواع الوقود عن طريق استرداد الطاقة التي يمكن استخدامها بأشكال عدة من هذه المُخلفات، فعملية الهضم اللاهوائي تعد الطريقة الأنسب للقيام بذلك بالإضافة إلى أنّها تساعد على الحد من مشكلة التلوث، وتحدث هذه العملية الكيميائية عن طريق تفكيك المادة العضوية المتكونة من الكربون C والنيتروجين N والأكسجين O الموجودة في مدافن المخلفات وبغياب الأكسجين بمساعدة الكائنات الحية الدقيقة مثل البكتيريا اللاهوائية المنتجة للميثان، والتي تعمل على تحويل تلك المواد العضوية إلى أحماض والتي بدورها تعمل على إنتاج غاز الميثان من مخلفات الصرف الصحي بالإضافة إلى غاز ثاني أكسيد الكربون CO2، واللذين يُعدان ذا محتوى عضوي عالي، ويذكر بأنّ عند خضوع السكريات والنشا والسليلوز لعملية الهضم اللاهوائي ينتج عنهم كميات متساوية تقريبًا من الميثان وثاني أكسيد الكربون ،وأما البروتينات والدهون عند خضوعهما لتلك العملية سوف ينتجان ميثان بكمية أكبر من ثاني أكسيد الكربون، ويمكن استخدام غاز الميثان الناتج بشكل مباشر كوقود للطهي أو التدفئة أو يمكن حرقه لتوليد الطاقة الكهربائية.

حقائق عن غاز الميثان

يعتبر غاز الميثان CH4 غازًا عديم اللون والطعم والرائحة، ومن أبسط المركبات العضوية والهيدروكربونية كما أنّه يمتلك وزنًا جزيئيًا يبلغ 16.043غم /مول و كثافة حوالي 0.717 كغ /م مكعب، ويصبح هذا الغاز سائلًا عند درجة حرارة أقل من 112 كلفن وصلبًا عند درجة أقل من 90.5 كلفن، ويُضاف بأنّ غاز الميثان ليس سامًا ولا يشكل خطرًا على الصحة، ولكن عندما يصل تركيزه في الهواء بنسبة تترواح ما بين 5 إلى 15٪ يصبح قابلًا للاشتعال والانفجار، ووجوده بتراكيز عالية جدًا بالهواء قد يعمل على التقليل من نسبة الأكسجين مما يسبب اختناق وارتفاع درجة حرارة الأرض كما أنّ احتراقه يعد من أهم التفاعلات الكيميائية التي تنتج كمية كبيرة من الحرارة تبلغ 890 كيلو جول/مول، وهذا بدوره يفسر اعتبار الميثان مصدرًا رئيسًا للطاقة والمكون الرئيس للغاز الطبيعي بنسبة 90٪.