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चलिए आज हम बायोगैस की जानकारी को पढ़ते और समझते हैं।
बायोगैस क्या हैं
बायोगैस ऊर्जा का एक ऐसा स्रोत है, जिसका बारंबार इस्तेमाल किया जा सकता है। इसका उपयोग घरेलू तथा कृषि कार्यों के लिए भी किया जा सकता है।
बायोगैस को गोबर गैस के नाम से भी जाना जाता है। कार्बनिक पदार्थ जैसे खाद, अपशिष्ट, पौधे, कृषि अपशिष्ट, गाय का गोबर, सीवेज, खाद्य अपशिष्ट, हरा अपशिष्ट आदि के अपघटन द्वारा उत्पादित गैसों को बायोगैस कहा जाता हैं।
इस प्रकार, बायोगैस एक गैस नहीं है बल्कि यह गैसों का मिश्रण हैं।
गाय का गोबर बायोगैस के उत्पादन का मुख्य स्रोत है क्योंकि इसमें प्राकृतिक रूप से कई बैक्टीरिया होते हैं जो कार्बनिक पदार्थों के अपघटन में मदद करते हैं। यही कारण है कि बायोगैस को गोबर गैस कहा जाता हैं।
गाय के गोबर में मेथनोबैक्टीरियम होता है जो गाय के पाचन तंत्र के रुमेन में पाया जाता है। मेथनोबैक्टीरियम न केवल मीथेन गैस पैदा करता है बल्कि जैव अपशिष्ट के अपघटन से खाद भी बनाता हैं।
बायोगैस की संरचना
उपयोग किए गए सब्सट्रेट और सब्सट्रेट के अपघटन के लिए उपलब्ध शर्तों के अनुसार बायोगैस की संरचना भिन्न हो सकती हैं। इसमें मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, हाइड्रोजन सल्फाइड और ऑक्सीजन शामिल हैं।
बायोगैस के गैसों के प्रतिशत निम्नानुसार लिखी जा सकती हैं।
| Methane | CH₄ | 50-70 |
| Carbon Dioxide | CO₂ | 25-50 |
| Nitrogen | N₂ | 0-9 |
| Hydrogen | H₂ | 0-1 |
| Hydrogen Sulfide | H₂S | 0.1-0.5 |
| Oxygen | O₂ | 0-0.5 |
इन गैसों के अलावा हम बायोगैस में जलवाष्प भी पाते हैं। जलवाष्प की मात्रा सब्सट्रेट मिश्रण में मौजूद तापमान नमी पर निर्भर करती हैं।
कभी-कभी हमें बायोगैस के मिश्रण में निम्नलिखित प्रदूषक भी मिलते हैं।
सल्फर यौगिक :- यदि बायोगैस में सल्फर यौगिक मौजूद हैं तो बायोगैस के जलने से सल्फर डाइऑक्साइड और सल्फ्यूरिक एसिड पैदा होता है जो पर्यावरण के लिए खतरनाक होते हैं।
अमोनिया :- यदि बायोगैस में अमोनिया मौजूद है तो बायोगैस के जलने से नाइट्रोजन ऑक्साइड भी बनते हैं जो पर्यावरण के लिए खतरनाक और जहरीले होते हैं।
Siloxanes :- Siloxanes सिलिकॉन के यौगिक हैं। कभी-कभी बायोगैस में सिलोक्सेन मौजूद होते हैं जो जलने पर सिलिकॉन पैदा करते हैं।
सिलिकॉन ऑक्सीजन के साथ मिलकर सिलिकॉन के ऑक्साइड पैदा करता है। सिलिकॉन के ऑक्साइड स्वास्थ्य के लिए अच्छे नहीं होते हैं।
बायोगैस का उत्पादन
बायोगैस का उत्पादन सदियों से होता आ रहा है। यह मुख्य रूप से कृषि अपशिष्ट और गाय के गोबर का उपयोग करके ईंधन और खाद बनाने की बहुत पुरानी विधि हैं।
यह सूक्ष्मजीवों जैसे मेथनोगेंस (पुरातन) और यूबैक्टेरिया की प्रतिक्रिया द्वारा किया जाता है। यह आम तौर पर ग्रामीण क्षेत्रों में छोटे पैमाने पर उत्पादित किया जाता है जहां कृषि मुख्य पेशा हैं।
एक पाचक जो गाय के गोबर और अन्य कृषि अपशिष्ट को बायोगैस में परिवर्तित करता है उसे बायोगैस प्लांट कहा जाता है। यह आमतौर पर ईंट और सीमेंट से बना होता हैं। इसके निम्नलिखित भाग होते हैं।
1. मिक्सिंग टैंक :- यह एक मध्यम आकार का टैंक होता है जो ऊंचाई पर ईंट और सीमेंट से बना होता है। इस टैंक में गाय का गोबर, कृषि अपशिष्ट और अन्य बायोमास एकत्र किया जाता है और पानी में मिलाया जाता हैं।
2. इनलेट चेंबर :- यह मिक्सिंग टैंक से बड़े आकार का टैंक होता है। यह भी ईंट और सीमेंट से बना है। यह मिक्सिंग टैंक को डाइजेस्टर से जोड़ता हैं।
3. डाइजेस्टर :- यह बायोगैस प्लांट का सबसे बड़ा भाग होता है जहाँ अपघटन की प्रक्रिया होती है। इसके ऊपर एक वॉल्व होता है जहां से उत्पादित बायोगैस को आवश्यकता के अनुसार छोड़ा जाता हैं।
4. आउटलेट चैंबर :- यह डाइजेस्टर से जुड़ा होता है। यह अपघटन के बाद घोल और खाद एकत्र करता हैं।
बायोगैस प्लांट का कार्य
- गाय का गोबर, मृत पौधे, कृषि अपशिष्ट, खाद्य अपशिष्ट आदि। विभिन्न प्रकार के बायोमास को टैंक में समान मात्रा में पानी के साथ मिलाया जाता है। इस मिश्रण को घोल कहते हैं।
- अब इस घोल को इनलेट चेंबर के जरिए डाइजेस्टर में ले जाया जाता है। जब पाचक लगभग आधा घोल से भर जाता है, तो घोल की शुरूआत बंद कर दी जाती हैं।
- डाइजेस्टर बंद कर दिया जाता है और ऑक्सीजन को डाइजेस्टर में प्रवेश करने से रोका जाता है ताकि अपघटन की प्रक्रिया हो सके।
- डाइजेस्टर में तापमान 30-35 ℃ होना चाहिए। अब इसे लगभग 2 महीने तक पड़े रहने दे। इन दो महीनों के दौरान कार्बनिक पदार्थों का अपघटन होता हैं।
- यूबैक्टीरिया कार्बनिक पदार्थों को कार्बनिक अम्ल, अल्कोहल, एसीटेट, कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन गैस में परिवर्तित करता हैं।
- आर्कियन एसीटेट या कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन गैस का उपयोग करके मीथेन का उत्पादन करते हैं।
- मीथेन एक अत्यधिक दहनशील गैस है और इसे ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकृत भी किया जा सकता हैं।
- इन गैसों के जलने से उत्पन्न ऊर्जा का उपयोग विभिन्न तरीकों से किया जा सकता है और ईंधन के रूप में उपयोग किया जा सकता हैं।
बायोगैस के उत्पादन की प्रक्रिया
बायोगैस निम्नलिखित तरीको से बनता हैं।
जैविक कचरे का टूटना :- कृषि अपशिष्ट, खाद्य अपशिष्ट या पशु गोबर जैसे जैविक कचरे को पहले तरल या घोल के रूप में संसाधित किया जाता हैं।
जिसे पानी में मिलाया जाता है और फिर उन्हें बायोगैस प्लांट में मिलाया जाता है। आगे के स्टेप्स इस प्रकार हैं।
1. कार्बनिक कचरे के पॉलिमर को पहले चरण में तोड़ दिया जाता है, ताकि इसे अगले चरण में मौजूद एसिडोजेनिक बैक्टीरिया के प्रति अधिक संवेदनशील बनाया जा सके।
2. इस चरण में कार्बन-डाइ-ऑक्साइड, अमोनिया, हाइड्रोजन और अन्य कार्बनिक अम्ल उत्पन्न होते हैं क्योंकि एसिडोजेनिक बैक्टीरिया चीनी और अमीनो एसिड को टूटे हुए कार्बनिक कचरे से परिवर्तित करते हैं।
3. यह कार्बनिक अम्ल आगे हाइड्रोजन, अमोनिया और कार्बन-डाइ-ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाते हैं।
4. यह सभी अंत में मीथेनोजेन्स द्वारा मीथेन और कार्बन-डाइ-ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाते हैं।
बायोगैस की पारिस्थितिकी
बायोगैस सबसे अधिक पर्यावरण के अनुकूल ऊर्जा स्रोतों में से एक है। यह जीवाश्म-ईंधन वाले ऊर्जा स्रोतों के हानिकारक प्रभावों का ध्यान रखता हैं।
हम आधुनिक सभ्यता की शुरुआत से ही ऊर्जा स्रोतों के लिए जीवाश्म ईंधन पर निर्भर रहे हैं। लेकिन अगर हम जीवाश्म ईंधन को अपने एकमात्र ऊर्जा स्रोत के रूप में अच्छी तरह से रखते हैं, तो जीवन को पूरा करना आसान नहीं होगा।
जल प्रदूषण के साथ-साथ वायु प्रदूषण, जीवाश्म ईंधन ऊर्जा स्रोत मानव जाति और पर्यावरण के लिए भी अभिशाप हैं। हर घर में बड़े पैमाने पर उत्पादित जैविक कचरे को एक ऊर्जा में परिवर्तित करके, हम एक ही समय में दोनों हानिकारक प्रभावों को कम कर सकते हैं।
एक ओर, जीवाश्म ईंधन की कमी को दूर रखें और पर्यावरण को भी शुद्ध करें। बायोगैस मीथेन और कार्बन-डाइ-ऑक्साइड जैसी हानिकारक गैसों को लेती है और उन्हें अधिक सुरक्षित रूप में परिवर्तित करती हैं।
बायोगैस के उपयोग
- इसका उपयोग आमतौर पर ग्रामीण क्षेत्रों में रसोई गैस के रूप में किया जाता हैं।
- इसका उपयोग बिजली के उत्पादन के लिए किया जा सकता हैं।
- इसका उपयोग जल को गर्म करने, स्थान (कमरे) को गर्म करने आदि के लिए उपयोग किए जाने वाले डिवाइस में किया जा सकता हैं।
- यह वाहनों में उपयोग के लिए प्राकृतिक गैस की जगह ले सकता हैं।
- इसका उपयोग ट्रांसपोर्ट में किया जा रहा है। उदाहरण के लिए ‘अमांडा बायोगैस ट्रेन’ स्वीडन में बायोगैस पर चलती हैं।
- बायो गैस के उत्पादन से एक बहुत ही उपयोगी शुष्क ठोस उत्पाद उत्पन्न होता है जिसका उपयोग खाद के रूप में किया जाता हैं।
- इसका उपयोग कई राज्यों में स्ट्रीट लाइटिंग के लिए किया जाता हैं।
- इसका उपयोग हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं में भी किया जा सकता हैं।
बायो गैस के लाभ
बायोगैस के निम्नलिखित लाभ हैं।
- बायोगैस पर्यावरण को प्रदूषित नहीं करती है। इस प्रकार, यह पर्यावरण के अनुकूल ईंधन हैं।
- यह ऊर्जा का नवीकरणीय स्रोत हैं।
- यह मिट्टी, जल और वायु प्रदूषण को कम करता हैं।
- यह उत्पाद के रूप में जैविक खाद का उत्पादन करता हैं।
- चूंकि यह ऊर्जा उत्पादन की कम लागत वाली विधि है, इसलिए यह आर्थिक रूप से भी अनुकूल हैं।
- यह अर्थव्यवस्था को प्रोत्साहित करता है और सभी वर्गों के लिए फायदेमंद हैं।
- यह विशेष रूप से विकासशील देशों के लिए एक स्वस्थ खाना पकाने का विकल्प हैं।
बायो गैस के नुकसान
बायोगैस के नुकसान निम्नलिखित हैं।
- इनका उपयोग बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए नहीं किया जा सकता हैं।
- मीथेन और ऑक्सीजन की उपस्थिति इसे खतरनाक और विस्फोट का खतरा बनाती हैं।
भारत का सबसे बड़ा बायोगैस प्लांट
मेथन गुजरात के पाटन जिले का एक गाँव है जहाँ भारत का सबसे बड़ा बायोगैस प्लांट स्थापित किया गया हैं।
ऐसा अनुमान है कि गाँव द्वारा प्रतिवर्ष लगभग 500 टन ईंधन लकड़ी की बचत होती है और यह कार्य गाँव द्वारा 15 वर्षों से भी अधिक समय से किया जा रहा हैं।
ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में (अवायवीय रूप से) जब कार्बनिक पदार्थों का टूटना होता है तो यह बायोगैस के रूप में जानी जाने वाली गैसों के मिश्रण का उत्पादन करता हैं। और इसमें मुख्य रूप से मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड होते हैं।
ईंधन एक तरह से बायो गैस का उपयोग किया जा सकता है और इसके अलावा खाना पकाने के दौरान गर्म करने के लिए इसका उपयोग किया जाता है।
चूंकि गैस में ऊर्जा को बिजली और गर्मी में परिवर्तित किया जा सकता है इसलिए इसका उपयोग गैस इंजन में भी किया जा सकता हैं।
बायोगैस द्वारा एक गहरी नीली लौ उत्पन्न होती है, ऐसा इसलिए है क्योंकि यह अत्यधिक ज्वलनशील हैं।
क्योंकि आमतौर पर 50-75 प्रतिशत बायोगैस मीथेन होता है और इसे एक महान ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग किया जा सकता हैं।
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