27
Biogas โครงการ การจัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและ วางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

Biogas มช

  • Upload
    googgai

  • View
    160

  • Download
    4

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Biogas มช

Biogas

โครงการ การจัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพือ่การวิเคราะหและ

วางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

Page 2: Biogas มช

สารบัญ

บทท่ี 1 แกสชีวภาพ .................................................................................................................................... 1

1.1) คุณสมบัติของกาซชีวภาพ ..............................................................................................................2 1.2) เทคโนโลยีที่ใชผลิต .......................................................................................................................4 1.3) ชนิดของจุลินทรียที่เกีย่วของที่ใชในการผลิตกาซชีวภาพ (Type of Micro Type of Micro- Organism)....................................................................................................................................................6 1.4) ระบบกาซชีวภาพที่มีอยูในประเทศไทย .........................................................................................7 1.5) ปจจัยที่มีอิทธพิลในการผลิตแกส ...................................................................................................8 1.6) ชนิดและประเภทของบอหมกั ........................................................................................................8 1.7) จําแนกขั้นตอนการสรางบอแตละชนดิอยางละเอียด ....................................................................12 1.8) การบํารุงดูแลรักษาบอแกสชีวภาพ...............................................................................................15 1.9) ปญหาและวิธีแกไข ......................................................................................................................15 1.10) หลักการทํางานของระบบกาซชีวภาพ .....................................................................................16 1.11) ความรูเพิ่มเตมิ .........................................................................................................................18 1.12) ประโยชนของแกสชีวภาพ.......................................................................................................19 1.13) คาดการณปริมาณของกาซชีวภาพ(ประเทศไทย).....................................................................21

เอกสารอางอิง ................................................................................................................................................. 22

จัดทําโดย ..................................................................................................................................................... 23

Page 3: Biogas มช

สารบัญรูป รูปที่ 2.1 แสดงการยอยสลาย COD ในน้ําเสียดวยกระบวนการใชออกซิเจน ...................................................1 รูปที่ 2.2 แสดงการยอยสลาย COD ในน้ําเสียดวยกระบวนการไรออกซิเจน....................................................2 รูปที่ 2.3 แผนผังแสดงขั้นตอนการเกิดแกส็ชีวภาพ ..........................................................................................5

Page 4: Biogas มช

สารบัญตาราง ตารางที่ 2.1กลุมแกสที่เกิดจากการยอยสลายของอินทรียวัตถุ ..........................................................................2

Page 5: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

บทท่ี 1 แกสชีวภาพ

แกสชีวภาพ คือกลุมแกสที่เกิดขึ้นจากการยอยสลายของอินทรียวัตถุ เชนคน สัตว พืชและสิ่งมีชีวิตชนิดตางๆ ที่ตายลงแลวถูกยอยสลายโดยจุลินทรีย (ส่ิงมีชีวิตขนาดเล็กมาก) กลุมหนึ่ง โดยจุลินทรียกลุมนี้มีชีวิตอยูไดโดยไมตองอาศัยออกซิเจน ในขณะที่ทําการยอยสลายอยูนัน้จะเกิดแกสขึน้กลุมหนึ่ง มีแกสมีเทนเปนแกสประกอบหลัก รองลงมาจะเปนแกสคารบอนไดออกไซด,แกสไนโตรเจน,แกสไฮโดรเจนและแกสชนิดอื่นๆ แกสมีเทนซึ่งมีมากที่สุด มีคุณสมบัติไมมีสีไมมีกล่ินและตดิไฟได แตที่เราเปดแกสชวีภาพแลวจะมีกล่ินเหม็นนั้นเกิดจากแกสไฮโดรเจนซัลไฟดหรือ “ แกสใขเนา ” เมื่อเราจุดไฟกลิ่นเหม็นจะหายไป

เราสามารถคํานวณหาปริมาณกาซมีเทน (CH4) ที่เกิดจากกระบวนการไรออกซิเจนไดจากสมการ

CH4 + 2O2 ....................... CO2+ 2H2O จะเห็นวาทุกๆ 1 โมล ของมีเทน (22.4 L, 0 °C) จะถูกทาํลายโดยออกซิเจน 2 โมล (หรือ 64 กรัม) ดังนั้น 1 g COD ที่ถูกกําจดั = 0.35 L CH4 (ที่ 0 °C, 1atm) หรือ 1 g COD ที่ถูกกําจัด = 0.395 L CH4 (ที่ 35 °C, 1atm)

รูปที่ 1.1 แสดงการยอยสลาย COD ในน้ําเสียดวยกระบวนการใชออกซิเจน

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

1

Page 6: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

รูปที่ 1.2 แสดงการยอยสลาย COD ในน้ําเสียดวยกระบวนการไรออกซิเจน

ตารางที่ 1.1กลุมแกสที่เกิดจากการยอยสลายของอินทรียวัตถุ

ชนิดของแกส ปริมาณ

มีเทน 50-60 %

คารบอนไดออกไซด 25-35 %

ไนโตรเจน 2-7%

ไฮโดรเจน 1-5 %

คารบอนมอนนอกไซด เล็กนอย

ไฮโดรเจนซัลไฟด เล็กนอย

แกสอื่นๆ เล็กนอย

1.1) คุณสมบัตขิองกาซชีวภาพ

คาความรอนประมาณ 21MJ/m3 (CH460 %) หรือ 5.96kWh/m3 (CH460 %) ความเร็วเปลวไฟ 25cm/s อัตรา A/F ในทางทฤษฎี 6.19m3a/m3g อุณหภูมิเผาไหมในอากาศ 650๐C อุณหภูมิจุดตดิไฟของ CH4 600๐C คาความจุความรอน (Cp) 1.6kJ/m3- ๐C ความหนาแนน (P) 1.15kg/m3

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

2

Page 7: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

กาซชีวภาพ 1 ลูกบาศกเมตรมีคาความรอนเทียบเทา : ทดแทน

กาซหุงตม (LPG) 0.46 กิโลกรัม น้ํามันเบนซิน 0.67 ลิตร น้ํามันดีเซล 0.60 ลิตร น้ํามันเตา 0.55 ลิตร ฟนไม 1.50 กิโลกรัม ไฟฟา 1.2 - 2.0 กิโลวัตต-ช่ัวโมง

กาซชีวภาพ 1 ลูกบาศกเมตรมีมูลคาเทียบเทา : ทดแทน (บาท/ลบ.ม.)

กาซหุงตม (LPG) ( 16.85 บ./กก.) 7.75 น้ํามันเบนซิน ( 30.19 บ./ลิตร) 20.23 น้ํามันดีเซล ( 27.94 บ./ลิตร) 16.76 น้ํามันเตา ( 16.00 บ./ลิตร) 8.80 ฟนไม ( 0.80 บ./กก.) 1.20 ไฟฟา ( 3.00 บ./กว.-ชม.) 3.6 - 6.0

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

3

Page 8: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

การบําบัดน้ําเสียหรือของเสียที่มีสารอินทรียเปนสวนประกอบหลัก การบําบัดน้ําเสียโดยวิธีชีวภาพ (Biological Wastewater Treatment) มักจะใชเทคโนโลยีที่อาศัยแบคทีเรียชวยยอยสลายสารอินทรียเหลานั้น

1.2) เทคโนโลยีท่ีใชผลิต

1.2.1) แบบใชอากาศ (Aerobic Digestion)

สารอินทรีย + แบคทีเรีย + ออกซิเจน (O2) คารบอนไดออกไซค(CO2) + น้ํา( H2O) + สารอ่ืนๆ + เซลลแบคทีเรีย →

เทคโนโลยีที่ใชอากาศ มักตองอาศัยเครื่องจักรกลในการเติมอากาศใหกับน้ําเสีย ทําใหส้ินเปลืองพลังงานและคาใชจาย โดยผลจากการบําบัดจะไดออกมาเปนคารบอนไดออกไซดและน้ํา

1.2.2) แบบไมใชอากาศ (Anaerobic Digestion)

สารอินทรีย + แบคทีเรีย Biogas + สารอ่ืนๆ + เซลลแบคทีเรียขบวนการยอยสลายสารอินทรีย →

ซ่ึงระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศเปนระบบบําบัดที่เหมาะสมกับน้าํเสียที่มีความสกปรกสูง เชน น้ําเสียจากฟารมสุกร เปนตน เนื่องจากระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศเปนระบบทีไ่มตองมีการเติมอากาศ จึงทําใหประหยัดพลังงาน และยงัสามารถผลิตกาซชีวภาพเพื่อใชเปนพลังงานทดแทนในรูปของพลังงานไฟฟาหรือพลังงานความรอนไดอีกดวย ซ่ึงเราสามารถที่จะสรุปขอดขีอเสียของระบบการบําบัดและการหมักยอบแบบไมใชอากาศไดดังนี้คือ

ขอดี 1. ใชพลังงานไฟฟาต่ํา 2. มีการเกิดตะกอนสวนเกินนอยมาก 3. ตองการสารอาหารโดยเฉพาะ N, P ต่ํา 4. สามารถเก็บเชื้อจุลินทรียไวไดนาน 5. ไดกาซชีวภาพมาเปนพลังงาน 6. ไมตองมีการเติมออกซิเจนใหกับระบบ ชวยลดคาใชจายในการกําจดั 7. สามารถยอยสลาย xenobiotic compounds เชน chlorinated aliphatic hydrocarbons และ lignin

ได 8. สามารถรับน้ําเสียที่มีความเขมขนของสารอินทรียสูงๆ ได

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

4

Page 9: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

ขอเสีย 1. เชื้อจุลินทรียเจริญเติบโตชา 2. การเริ่มตนระบบใชเวลานาน 3. ตองการสารอาหารโดยเฉพาะ N, P ต่ํา 3. เสถียรภาพของระบบ 4. กล่ินและแมลงรบกวน (ถาเปนระบบเปด)

ขบวนการยอยสลายในสภาวะปราศจากออกซิเจนประกอบดวย 2 ขั้นตอนใหญไดดังตอไปนี้ คือ

1. ขั้นตอนการยอยสลายสารอินทรียโมเลกุลใหญ เชน ไขมัน แปง และโปรตีน ซ่ึงอยูในรูปสารละลายจนกลายเปนกรดอินทรียระเหย งาย (volatile acids) โดยจุลินทรียกลุมสรางกรด (acid-producing bacteria)

2. ขั้นตอนการเปลี่ยนกรดอินทรียใหเปนแกสมีเทน แกสคารบอนไดออกไซด โดย จุลินทรียกลุมสรางมีเทน (methane-producing bacteria)

ซ่ึงสามารถอธิบายดวยข้ันตอนยอยๆได4 ขั้นตอนดังนี้คือ

1)Hydrolysis 2)Fermantation หรือ Acidogenesis 3)Acetogenesis

4)Methanogenesis

ของแข็งโมเลกุลใหญ

ของแข็งโมเลกุลเล็ก

สารละลายกรดอินทรียขนาดใหญ

กาซชีวภาพ

สารละลายกรดอินทรียขนาดเล็ก

รูปที่ 1.3 แผนผังแสดงขั้นตอนการเกิดแกส็ชีวภาพ

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

5

Page 10: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

1.3) ชนิดของจุลินทรียท่ีเก่ียวของท่ีใชในการผลิตกาซชีวภาพ (Type of Micro Type of Micro- Organism)

1. Fermentative bacteria ยอยสารที่มีโมเลกุลใหญใหมีโมเลกุลเล็ก แลวถูกเปลี่ยนไปเปนอะซิเตทโพพิโอเนท แลคเตท บิวทิเรท และเอทานอล

2. Hydrogen-producing acetogenic bacteria จุลินทรียกลุมนี้ทําหนาทีย่อยสลายโพรพิโอเนท เอทานอล และกรดอนิทรียอ่ืนๆไดเปนกรดอะซิติก กาชคารบอนไดออกไซดและไฮโดรเจน

3. Homoacetogenic bacteria ไดแก Butyribacterium methylophicum จุลินทรียกลุมนี้เปนกลุมที่ใชกาชไฮโดรเจนและคารบอนไดออกไซด ไดผลผลิตเปนกรดอะซิติก ถาใชสารประกอบที่มีคารบอนหลายอะตอม เชนแลคเตท ไพรูเวท และเฮกโซส ผลผลิตที่ไดเปนกรดอะซิติกและกรดบิวทิริก

4. Methanogenic bacteria แบคทีเรียในกลุมนี้ตามธรรมชาติพบในชั้นตะกอนของแมน้าํลําคลอง หรือในกระเพาะของสัตวเคี้ยวเอือ้ง แบคทีเรียกลุมนี้มีทั้งที่เปนแกรมบวกและแกรมลบ ขึ้นกับชนดิของ cell envelop ของแบคทีเรีย แบคทีเรียที่ทาํหนาที่เกีย่วของกับการผลิตมีเทน สวนใหญจัดอยูในพวกobligately anaerobic bacteria เจริญเติบโตไดดีในสภาวะที่ขาดออกซิเจน คาพีเอชอยูในชวง 7.0-7.8 ทําใหมีความทนทานตอการเปลี่ยนสภาวะแวดลอมไดนอย และมีอัตราการเจริญเติบโตชากวาแบคทีเรียที่ไมสรางมีเทน ซ่ึงโดยเฉลี่ยตองใชระยะเวลาประมาณ 3-5 วัน ที่ 35๐ซ ถึง 10 วัน ที่ 10๐ซ ในการเพิ่มจํานวนเปน 2 เทา ไดแก แบคทีเรียในกลุม Hydrogenotrophic methanogens หรือHydrogen utilizing chemolithotrophs และAcetotrophic methanogens หรือ acetoclastic bacteria หรือ acetate splitting bacteria

5. Non-Methanogenic bacteria แบคทีเรียพวกนี้สวนใหญเปนพวก facultative anaerobic bacteria ซ่ึงสามารถดํารงชีวิตอยูไดทั้งในสภาวะแวดลอมที่มีและไมมีอากาศ โดยไดรับพลังงานที่ใชในการเจริญเติบโตจากการยอยสลายสารอินทรียโมเลกุลใหญใหเปนกรดไขมันระเหยงาย กรดอินทรีย แอลกอฮอล CO2/H2แอมโมเนีย และซัลไฟด สามารถเจริญเติบโตไดดีในชวงพีเอช 4.0-6.5 ทนตอการเปลี่ยนแปลงสภาวะแวดลอมไดดีมีอัตราการเจริญเตบิโตสูง แบงตัวเพิ่มจํานวนไดเปน 2 เทาภายในเวลา 24 ช่ัวโมง ไดแกแบคทีเรียในกลุม Acidogenic bacteria และ Acetogenic bacteria

จากการศึกษาพบวา ถามีเพียงแบคทีเรีย Non-Methanogenic Bac. จะไมสามารถที่จะทําใหเกิด แก็สชีวภาพได และถามีเพียง แบคทีเรีย Methanogenic Bac. เพียงอยางเดียวก็ไมสามารถที่จะทําใหเกิดแกสชีวภาพขึ้นไดดวยเชนกัน แตถามีการนําแบคทีเรียทั้ง Non-Methanogenic Bac และ Methanogenic Bac. มาใชรวมกันสามารถที่จะผลิตแกสชีวภาพได โดยท่ีจะตองขึ้นอยูกับ กลุมของชนิดแบคทีเรีย และคา อัตราการรับภาระสารอินทรีย (Organic Loading Rate ; OLR)

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

6

Page 11: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

1.4) ระบบกาซชีวภาพที่มีอยูในประเทศไทย

ระบบกาซชีวภาพที่ใชอยางแพรหลายมีหลายวิธีดวยกัน ขึ้นอยูกับชนิดและปริมาณของน้ําเสีย/ของเสียโดยสรุปเทคโนโลยีที่ใชในประเทศไทย ตามแหลงที่มาของของเสีย/น้ําเสียไดดังตอไปนี้

1. ระบบกาซชีวภาพจากอุตสาหกรรมทางการเกษตร ปจจุบัน ประเทศไทยมีโรงงานอุตสาหกรรมทางการเกษตร มากกวา 5,000 โรงงาน ทั้งขนาดใหญและขนาดกลางกระจายทั่วประเทศ ซ่ึงสวนใหญเทคโนโลยีบําบัดน้ําเสียยังคงใชระบบบอเปด (Open Pond) แตก็มีโรงงานบางสวนที่เร่ิมมองหาเทคโนโลยีที่เหมาะสม โดยเทคโนโลยีการบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศไดรับความสนใจเพิ่มมากขึน้ ไดแก

• โรงงานอุตสาหกรรมอาหาร

• โรงงานอุตสาหกรรมแปงมนัสําปะหลัง

• โรงงานอุตสาหกรรมสกัดน้าํมันปาลมดิบ

• โรงงานอุตสาหกรรมโรงฆาสัตว 1. ระบบกาซชีวภาพจากขยะมลูฝอย

การกําจัดขยะชุมชนในพื้นที่ตางๆ สวนใหญนิยมใชวิธีการฝงกลบ ซ่ึงที่ถูกตองควรจะเปนการฝงกลบอยางถูกหลักสุขาภิบาล (Sanitary Landfill) โดยสามารถผลิตกาซจากหลุมขยะ (Landfill Gas) เปนผลพลอยไดไดดวย แตเทคโนโลยีการผลิตกาซจากหลุมขยะในเมืองไทยในปจจุบันยังคงประสบปญหาดานคุณภาพและปริมาณซึ่งไมคงที่ของกาซชีวภาพที่เกิดขึ้น

2. ระบบกาซชีวภาพจากฟารมเล้ียงสัตว สําหรับประเทศไทย ฟารมเล้ียงสัตวที่มีการใชเทคโนโลยีระบบกาซชีวภาพมากที่สุด คือ ฟารมสุกร โดยแบงกลุมฟารมสุกรออกเปน 3 กลุม ดังนี้

• ฟารมขนาดใหญ หรือ ฟารมเลี้ยงสุกรประเภท ก (เทียบเทาจํานวนสุกรขุนมากกวา 5,000 ตัว หรือ มากกวา 600 หนวยปศุสัตว*) *หนึ่งหนวยปศุสัตว = 500 กิโลกรัม เทคโนโลยีระบบกาซชีวภาพที่ใช ไดแก UASB, HSS-UASBและ Covered Lagoon

• ฟารมขนาดกลาง หรือ ฟารมเลี้ยงสุกรประเภท ข (เทียบเทาจํานวนสุกรขุนตั้งแต 500 - 5,000 ตัว หรือ 60 - 600 หนวยปศุสัตว) เทคโนโลยีระบบกาซชีวภาพที่ใช ไดแก UASB, MC-UASB-1 และ Covered Lagoon

• ฟารมขนาดเลก็ ฟารมเลี้ยงสุกรประเภท ค (เทียบเทาจํานวนสุกรขุน 50 - 500 ตัว หรือ 6 - 60 หนวยปศุสัตว) เทคโนโลยีระบบกาซชีวภาพที่ใช ไดแก Fixed Dome และ Covered Lagoon

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

7

Page 12: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

1.5)

1.6)

ปจจัยท่ีมีอิทธิพลในการผลติแกส

การยอยสลายสารอินทรียและการผลิตแกสมีปจจัยตาง ๆ เกี่ยวของดังตอไปนี ้ 1. อัตราการรับภาระสารอินทรีย (Organic Loading Rate ; OLR) 2. อุณหภูมิ (Temperature) การยอยสลายอินทรียและการผลิตแกสในสภาพปราศจากออกซิเจน

สามารถเกิดขึ้นในชวงอุณหภูมิที่กวางมากตั้งแต 4-60 องศาเซลเซียสขึ้นอยูกับชนิดของกลุมจุลินทรีย นอกจากนี้ยังเปนตัวชวยเรงใหเกิดแกสเร็วข้ึนถาอุณหภูมิต่ําจุลินทรียจะเจริญเติบโตชาหรือหยุดการเจริญเติบโตทําใหเกิดแกสนอยหรือไมเกิดแกสเลยดังนั้นบอแกสที่ดีจะตองมีแสงแดดสองถึง

3. ความเปนกรด-ดาง (pH) ความเปนกรด-ดาง มีความสําคัญตอการหมักมาก ชวง pH ที่เหมาะสมอยูในระดับ 6.6-7.5 ถา pH ต่ําเกินไปจะเปนอันตรายตอแบคทีเรียที่สรางแกสมีเทน

4. อันคาลินิตี้ (Alkalinity) คาอัลคาลินิตี้ หมายถึง ความสามารถในการรักษาระดับความเปนกรด-ดาง คาอัลคาลินิตี้ที่เหมาะสมตอการหมักมีคาประมาณ 1,000 - 5,000 มิลลิกรัม/ลิตร ในรูปของแคลเซียมคารบอรเนต(CaCO3)

5. ระยะเวลาการกักเก็บน้ําเสีย (Hydraulic Retention Time ; HRT) 6. สารอาหาร (Nutrients) สารอินทรียซ่ึงมีความเหมาะสมสําหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย มี

รายงานการศึกษาพบวา มีสารอาหารในสัดสวน C:N และ C:P ในอัตรา 25:1 และ 20:1 ตามลําดับ 7. กรดอินทรียระเหยงาย (Volatile Fatty Acid ; VFA) 8. สารยับยั้งและสารพิษ (Inhibiting and Toxic Materials) เชน กรดไขมันระเหยได ไฮโดรเจน หรือ

แอมโมเนีย สามารถทําใหขบวนการ ยอยสลาย ในสภาพไรออกซิเจนหยุดชะงักได 9. สารอินทรียและลักษณะของสารอินทรีย สําหรับขบวนการยอยสลาย ซ่ึงมีความแตกตางกันไป

ขึ้นอยูกับปจจัยตาง ๆ ที่เขาเกี่ยวของ 10. ชนิดของบอแกสชีวภาพ

ชนิดและประเภทของบอหมกั

ตามหลักการของการผลิตแกสชีวภาพ คือ การทําใหอินทรียวัตถุเกิดการเนาเปอยยอยสลาย แลวเกิดกลุมแกส ถาตองการที่จะนําแกสมาใชประโยชน จะตองมีการเก็บกักแกสดังกลาว โดยการหาวัสดุมาคลุมอินทรียวัตถุนั้น เมื่อเกิดการเนาเปอยและเกิดแกสแลว แกสจะอยูในวัสดุที่คลุมรอการนําไปใชประโยชนตอไป พื้นฐานของบอแกสชีวภาพแตละแบบจะเหมือนกันจะแตกตางกันตรงวาจะออกแบบบอแกสอยางไรใหเหมาะสมกับวัสดุที่ใชผลิตแกส ชนิดและแบบของบอแกสชีวภาพ (Biogas Plant) บอแกสชีวภาพ แบงตามลักษณะการทํางาน ลักษณะของของเสียที่เปนวัตถุดิบ และประสิทธิภาพ การทํางานไดเปน 2 ชนิดใหญ ดังนี้

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

8

Page 13: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

1.6.1) บอหมักชาหรือบอหมักของแข็ง

บอหมักชาที่มีการสรางใชประโยชนกนัและเปนที่ยอมรับกันโดยทั่วไป มี 3 แบบหลักคือ

ก) แบบยอดโดมคงที่ (Fixed dome digester )

ลักษณะโดยทัว่ไปจะมีลักษณะเปนทรงกลมฝงอยูใตดินสวนที่กักเก็บแกสมีลักษณะเปนโดม แบงออกเปน 3สวนคือบอเติม บอหมัก และบอลน โดยบอหมกัจะมีขนาดใหญที่สุดมีฝาสามารถเปดลงไปทําความสะอาดหรือซอมแซมได การกอสรางสลับซับซอนกวาสองแบบที่ผานมาเนื่องจากเปนบอที่มขีนาดใหญกวา เก็บกักแกสไดมากกวา บอหมักจะตองแข็งแรงทนทานตอแรงดันแกสได ดังนั้นการกอสรางตองอาศัยผูชํานาญในการควบคุมการกอสราง ขนาดความจุบอมีหลายขนาดเหมาะกับเกษตรกรรายเล็ก(สุกรขนุไมเกนิ1000ตัว) ตัวบอสรางดวยการกออิฐแลวฉาบดวยปูนซีเมนตมีการกอสรางกันแพรหลาย บอแบบนี้เหมาะสําหรับฟารมเลี้ยงสัตวขนาดเล็ก มีขอดีคือ ประหยัดพืน้ที่บริเวณฟารม งายตอการตอรางระบายมูลสุกรจากโรงเรือนไปสูบอหมัก เนื่องจากตัวบอหมักจะฝงอยูใตดนิ และดินที่อยูรอบๆ บอหมักจะชวยปองกันการแตกราวของบออันเนื่องจากแรงดันของแกสที่เกดิขึ้น และน้ําหนักน้าํ และมูลสัตวที่เติมลงไปในบอไดดีและอณุหภูมิในบอหมักคอนขางคงที่ชวยใหการหมักของมลูตอเนื่องสําหรับ ขอเสียของแบบนี้คือในบริเวณที่ระดับน้ําใตดินสูงการทํางานและการสรางบอจะคอนขางลําบาก

ข) แบบฝาครอบลอย (Floating drum digester) หรือแบบอินเดีย (Indian digester) หรือแบบอินเดีย

เปนแบบแรกๆที่มีการนํามากอสรางในประเทศไทยเปนบอขนาดเล็กมทีั้งแบบบอ2ช้ันและแบบบอช้ันเดียว บอหมักมีถังโลหะครอบอยูดานบน ถังโลหะนี้จะเปนตัวเก็บแกสและสามารถเพิ่มแรงดันแกสไดโดยการเพิ่มน้ําหนกับนถังโลหะเนื่องจากถังครอบเปนโลหะการกอสรางบอขนาดใหญจงึทําไดยาก มีการคิดประยุกตโดยการขุดบอหมัก หลายๆบอ กออิฐฉาบปูนหรือใชถังซีเมนตแลวปดฝาตายตัว จากนัน้ตอทอนําแกสมายังถังโลหะซ่ึงคว่ําอยูในบอที่ใสน้ําอีกบอหนึ่งใหถังโลหะทําหนาที่เปนถังเกบ็แกส บอชนิดนี้เปนบอแกสที่ไมสลับซับซอนเกษตรกรที่มีความสามารถทางงานปูนมาบางกส็ามารถกอสรางเองได การดแูลบํารุงรักษางาย อายุการใชงานขึ้นอยูกับวัสดุที่นํามาทําถังเก็บแกสและการบํารุงรักษา

ค) แบบรางขนาน (Plug flow digester )หรือแบบพลาสติกคลุมราง (Plastic covered ditch )

ลักษณะจะเปนบอส่ีเหล่ียมผืนผามีพลาสติกคลุมดานบนเพื่อเก็บแกส สวนใหญแลวจะสรางเพือ่ใชกับฟารมขนาดใหญและขนาดกลาง นับวาบอแกสชนิดนี้เปนบอแกสที่มีประสิทธิภาพ ในการทําใหเกิดแกส

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

9

Page 14: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

มากที่สุดเนื่องจากเปนบอที่มลัีกษณะยาว มูลสัตวมีเวลาอยูในบอนานจุลินทรยีสามารถยอยสลายไดอยางเต็มที่กอนที่มลูสัตวจะถูกผลักออกทางทอทางออก มีการประยุกตปรับปรุงใชกันอยู 2 แบบคือ

แบบพลาสติกคลุมบอดิน ( covered lagoon ) ลักษณะเปนบอดินสี่เหล่ียมผืนผาภายในมีมูลสัตวแลวมีพลาสติกคลุมดานบนมีทอระบายมลูสัตวเขาและออก พลาสติกที่ใชคลุมเปนพลาสติกคุณภาพดีตองนําเขาจากตางประเทศ ขอดีของบอแกสแบบนี้คือมีราคาถูก แตมีขอเสียคือจะมีการสะสมของกากมูลสัตวภายในบอทําใหเมื่อใชไปไดระยะหนึ่งจําเปนที่จะตองเปดพลาสติกออกเพื่อนํากากมูลสัตวที่ตกตะกอนออก อีกประการหนึ่งพื้นของบอแบบนี้เปนพื้นดินดังนั้นน้ํามูลสัตวเขมขนจะซึมลงสูแหลงน้ําใตดินทําใหน้ําใตดินเสียเปนอันตรายกับส่ิงแวดลอมมาก บางประเทศหามไมใหมีการกอสรางบอแกสชนิดนี้ แตในปจจุบันมีการปรับปรุงแกไขโดยในขณะทําการสรางบอจะมีการบดอัดพื้นพื้นหลุมใหแนนแลวปูพื้นดวยพลาสติกเพี่อปองกันการซึมผานของน้ํามูลสัตวซึมลงสูช้ันดิน แบบพลาสติกคลุมราง ลักษณะเหมือนแบบพลาสตกิคลุมบอดินแตมีการแกไขเพื่อไมให น้ํามูลสัตวซึมลงสูช้ันดินโดยส้ินเชิงโดยการทําบอใหเปนซีเมนตทั้งหมดแลวคลุมดวยพลาสติก หลักการทํางานก็คือมูลสัตวกอนเขาบอหมกัจะถูกกวนใหเขากับน้ําแลวแยกกากที่มีขนาดใหญออก จากนั้นน้ํามูลสัตวจะถูกสูบเขาไปยังบอหมัก ภายในบอหมักจะถูกออกแบบใหเปนหองเพื่อดกัใหกากตกตะกอน และชะลอไมใหน้ํามูลสัตวไหลออกจากบอหมักเรว็เกินไป น้ําที่ออกมาจากบอหมักจะถูกปลอยลงบอดินเพื่อทําการบําบัดโดยธรรมชาติและปลอยลงสูแหลงน้ําธรรมชาติหรือนํากลับมาใชในฟารมตอไป บอแกสชนิดนี้จะใชกบัฟารมขนาดกลางและขนาดใหญ ขอดีคือสามารถแกไขปญหาไดครบและใหประโยชนไดอยางเต็มที ่แตมขีอเสียคือราคาในการกอสรางคอนขางสูง และตองใชพืน้ที่มากในการที่จะสรางใหครบทั้งระบบ บดอัดพื้นพื้นหลุมใหแนนแลวปูพื้นดวยพลาสติกเพี่อปองกันการซึมผานของน้ํามูลสัตวซึมลงสูช้ันดิน

1.6.2) บอหมักเร็วหรือบอบําบัดน้าํเสีย

ก) แบบบรรจุตัวกลางในสภาพไรออกซิเจน (Anaerobic Filter) หรือ แบบเอเอฟ (AF)

ตัวกลางที่ทําไดจากวัสดุหลายชนิด เชน กอนหิน กรวด พลาสติก เสนใยสังเคราะห ไมไผตัดเปนทอน เปนตน ในลักษณะของบอหมักเร็วแบบนี้ จุลินทรียจะเจริญเติบโตและเพิ่มจํานวนบนตัวกลาง ที่ถูกตรึงอยูกับที่แกสถูกเก็บอยูภายในพลาสติกที่คลุมอยูเหนือราง มักใชไมแผนทับเพื่อปองกันแสงแดดและเพิ่มความดันแกส

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

10

Page 15: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

ข) แบบยูเอเอสบี (UASB หรือ Upflow Anaerobic Sludge Blanket)

บอหมักเร็วแบบนี้ ใชตะกอนของสารอินทรีย (sludge) ที่เคล่ือนไหวภายในบอหมักเปน ตัวกลางใหจุลินทรียเกาะ ลักษณะการทํางานของบอหมักเกิดขึ้น โดยการควบคุมความเร็วของน้ําเสียใหไหลเขาบอหมักจากดานลางขึ้นสูดานบน ตะกอนสวนที่เบาะจะลอยตัว ไปพรอมกับน้ําเสียที่ไหลลนออกนอกบอ ตะกอนสวนที่หนักจะจมลงกนบอ ขอแตกตางระหวางระบบบําบัดกาซชีวภาพแบบยเูอเอสบี (UASB)กับระบบบําบัดแบบยูเอเอสบ ี(UASB)

ระบบบําบัดกาซชีวภาพแบบยูเอเอสบี (UASB) มีหลักการทํางาน คือ มีการลําเลียงน้ําเสียเขาไปในถังหมักแบบไรอากาศ โดยมีลักษณะการไหลยอนขึ้น (Upflow) ทําใหน้ําเสียเขาสัมผัสกับชั้นตะกอนของกลุมจุลินทรียทางดานลาง จุลินทรียจะทําหนาที ่ ยอยสลายของเสียที่อยูในรูปสารอินทรีย ทําใหปริมาณสารอินทรียในน้ําเสียลดลงได รอยละ 90-95 และเปลี่ยนไปเปนกาซชีวภาพ ซ่ึงประกอบดวยกาซมีเทนในอัตราสวนรอยละ 60-65 ระบบบําบัดแบบยูเอเอสบี (UASB) เปนระบบบําบัดน้ําเสียสําหรับน้ําเสียที่มีสารแขวนลอยต่าํ แตเนื่องจากน้ําเสียมูลสุกรเปนน้ําเสียที่มีสารแขวนลอยสูง ดังนั้นน้ําเสียทีเ่กิดจากการลางคอกทั้งหมดจะตองผานบอหมักชาแบบรางกอน เพื่อทําหนาที่ยอยสลายสารอินทรียขนาดใหญใหมขีนาดเล็กลง แลวจึงไหลผานไปยังบอหมักยูเอเอสบี (UASB) ดังนั้น สําหรับฟารมขนาดใหญซ่ึงมีปริมาณน้ําเสียจากการลางคอกมาก ทําใหตองใชพื้นที่ในการกอสรางเยอะ เนื่องจากจะตองมีจํานวนชุดของบอหมกัชาแบบรางกบับอหมักยเูอเอสบี (UASB)หลายชุด

ค) ระบบไฮฟ

ระบบการกําจัดของเสียแบบไฮฟ (HYPHI) ระบบนี้ออกแบบขึ้นมาเพื่อกําจัดของเสียจากฟารมสุกรระดับกลางถึงระดับใหญหรือฟารมขนาดประมาณ ๑,๕๐๐ ตัว โดยเฉพาะ โดยมุงกําจัดทิ้งของเสียที่เปนของแข็งไดแกมูลสุกรและสวนที่เปนของเหลว ไดแก ปสสาวะและน้ําลางคอก ระบบนี้ออกแบบมาเพื่อกําจัดของเสียที่มีความเขมขนต่ํา คําวาไฮฟ(HYPHI) ยอมาจากคําวา Hybrid Plug - flow Hign-rate System ระบบนี้ประกอบดวยถังหมักตะกอนแบบหมักชา(Plug -flow) และถังหมักของเสียเปนน้ําแบบหมักเร็ว (High-rate) เขาดวย เพื่อทําใหระบบบการกําจัดของเสียดังกลาวสามารถกําจัดของเสียที่เปนน้ําไดปริมาณมาก

สวนประกอบ

1. ถังตกตะกอน ขนาด ๑๒ ลูกบาศกเมตร 2. ถังหมั้า ขนาด ๑๐๐ ลูกบาศกเมตร 3. ถังหมักเร็ว แบบ ยู เอ เอส บี ขนาด 8 ลูกบาศกเมตร

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

11

Page 16: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

4. ถังหมักเร็วแบบ เอ เอฟ 5. เครื่องสูบตะกอน 6. บอน้ําลนขนาด ๓๐๐ ลูกบาศกเมตรกับขนาด ๑๐๐ ลูกบาศกเมตร 7. ชุดกําเนิดซึ่งประกอบดวยเครื่องยนตแบบเบนซินโตโยตารุน zy ขนาด ๙๐ แรงมา เครื่องกําเนิดไฟฟา

แบบเหนี่ยวนํา ขนาด ๒๕ แรงมา และตูควบคุมการจายกระแสไฟฟา 8. เครื่องทําความเย็น โดยใชความรอนจากทอไอเสีย เครื่องยนต

หลักการทาํงานของระบบไฮฟ

ของเสียจากฟารมสุกร ไดแก มูลสุกร (ของแข็ง) และน้าํลางคอกรวมทั้งปสสาวะ (ของเหลว) จะไหลมารวมกันที่บอตกตะกอนเพือ่ใหมูลสุกร และสวนทีเ่ปนของแข็งตกตะกอนดานลางและของเสียสวนที่เปนของเหลวจะอยูดานบน สวนของของเหลวจะลนเขาสูถังหมักเร็วแบบ ยู เอ เอส บี และถังหมักเร็วแบบ เอ เอฟ เพื่อบําบัดน้ําเสียสวนที่เปนน้ํา สวนที่เปนตะกอนจะถูกสงเขาถังหมักชาแบบปลั๊กโฟลว ถังหมักชาแบบเอเอฟ และถังหมักชาแบบปลั๊กโฟลวจะมีคุณภาพดีขึ้นและพรอมที่จะนําไปใชประโยชนดานการปลูกพืชและดานอ่ืนๆ ตอไป

1.7) จําแนกขั้นตอนการสรางบอแตละชนิดอยางละเอียด

1.7.1) ขั้นตอนการสรางบอแบบยอดโดม

1. ทําการสํารวจพื้นที่และชนิดของดินบริเวณที่จะกอสรางบอ 2. การวางผังในการขุดบอหมกั

2.1 ทําเครื่องหมายบริเวณทีจ่ะขุดบอหมัก โดยการใชปนูขาวโรยเปนรูปวงกลมใหมีเสนผาศูนยกลางของบอหมัก บวกสองเทาของความหนาของชองวางรอบๆ บอหมัก(ยาวประมาณ ๒๐-๒๕ เซนติเมตร)ซ่ึงมีไวเพื่อสะดวกในการกออิฐและฉาบปูน 2.2 การหาจุดศูนยกลางของกนบอ โดยการใชหลักไมตอกหางจากขอบบอประมาณ 1 เมตร ทํา 4 ดาน ขึงดวยเชอืก หรือเอ็นจดุที่เอ็นตัดกัน คือจุดศูนยกลางของขอบบอ

3. การขุดบอหมกัหลังจากวางผังแลว จึงทําการขุดบอ อาจใชแรงดันหรือเครื่องจักรแลวใชแรงงานคนแตงผนังบอใหเรียบและตรง

4. การกอสรางกนบอหมัก โดยการอัดดินใหแนนและเรียบ ปูพื้นกนดวยหินขนาด 3/4 นิ้ว หนาประมาณ 15-20 เซ็นติเมตรปรับใหเรียบและบดใหแนนอีกครั้งจากนั้นใชเหล็กขนาด 3 หุนผูกเปนโครงโดยใหเรียงหางกัน 30×30 เซ็นติเมตรกอนเทคอนกรีตที่กนบอ ใชทอแปบน้ําขนาด 4 หุนยาว 6 เมตรปกไวตรงจุดศูนยกลางบอ เพื่อใหเปนหลักในการกอผนังบอ จากนั้นจึงเทคอนกรีตกนบอใน

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

12

Page 17: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

อัตราสวน ปูน:ปูนขาว:ทราย เทากับ 1:2:3 หนาประมาณเซ็นติเมตร แตงหนาปูนใหเรียบและโคงเปนรูปกนกะทะและขัดมันผิวหนาใหเรียบอีกครั้ง

5. การกอผนังบอ หลังจากพื้นคอนกรีตแข็งดีแลวจึงทําการกอผนังดวยอิฐมอญเล็กโดยใหโครงเหล็กอยูดานนอกทําการผูกรัดเหล็กขนาด 3 หุนทุกระยะ ความสูงของผนังบอ 30 เซ็นติเมตร ในการกออิฐเปนรูปวงกลมจําเปนตองใชไมยาว 2.5 เมตรหรือเทากับรัศมีบอ ผูกติดกับทอประปาที่ปกเปนจุดศูนยกลางโดยไมนี้สามารถหมุนไดรอบขณะทําการกอสรางผนังบอจะทําใหผนังหางจากจุดศูนยกลางเทากันเมื่อกอผนังสูงจากกนบอ 60 เซ็นติเมตร ใหวางทอประปาคอนกรีตทั้ง 2 ดานโดยทํามุมกับผนังบอ 45 องศา แลวจึงกออิฐผนังตอเมื่อกออิฐสูงขึ้นมาทุกๆ 150เซ็นติเมตร จะตองฉาบปูนผนังดานนอกของตัวบอ โดยฉาบทับโครงเหล็กที่ผูกไวดานนอกที่ผนังบอกอสูง 3 เมตร จึงทําการฉาบผนังบอดานในและขัดมัน

6. การกอโดม หลังจากกอผนังบอเรียบรอยแลว จึงทําการกอโดมโดยใชอิฐมอญกอนใหญกอปูน ควรใชอัตราสวนผสม ปูน:ปูนขาว:ทราย เทากับ 1:1:4 โดยกออิฐมอญในแนวตั้งใชเหล็กรูปตัว (S) ยึดอิฐใหอยูในแนวโคงรัศมี เมื่อกอถึงยอดโดม ใหเวนชองที่ปากบอมีเสนผาศูนยกลาง 0.4 เมตร เมื่อกอโดมเสร็จทําการผูกเหล็กโคงตามรูปโดมภายนอกจนถึงปากบอ จากนั้นผสมคอนกรีตฉาบดานนอกและในรูปโดม ฝงนอตขนาด 6 หุน ยาว 6 นิ้วติดกับโครงเหล็กปากบอ แตงปากบอโดยใชปูนฉาบใหเรียบ แลวจึงทําฝาปดโดยใชคอนกรีตตามลักษณะ ปากบอหนาประมาณ 20 เซ็นติเมตร โดยจุดศูนยกลางของฝา มีแปบน้ําขนาด 4 หุน ยาว 60 เซ็นติเมตรฝงทะลุฝาทั้งสองดาน

7. ทําการสรางบอเติมและบอลนตามในแบบ โดยการเทพื้นคอนกรีตและผนังกออิฐมอญ 8. กอสรางโรงผลิตกระแสไฟฟา เปนลักษณะโรงเรือนหนาจั่วกวาง 4 เมตร สูง 3 เมตร ดานขาง

ดานหลังทั้ง 3 ดานกอดวยอิฐโปรงเพื่อใหระบายความรอนจากเครื่องยนต

1.7.2) การกอสรางบอแกสชีวภาพแบบฝาครอบลอย

1. การศึกษารูปแบบและระบบการทํางานของบอแกส กอนที่จะตดัสินใจในการกอสรางนั้นเราจะตองศึกษารูปแบบและระบบการทํางานของบอแกสชนิดนี้ใหเขาใจดีเสยีกอน เพื่อเปนขอมูลในการวางแผนการกอสราง

2. การเตรียมพื้นที่ เมื่อตกลงใจที่จะทําการกอสรางแลวใหสํารวจพื้นที่บริเวณที่เราจะลงมือกอสรางโดยมีหลักการพิจารณาดังนี ้

- ถาตองการสรางแบบใหมูลสัตวไหลระบายเขาบอหมักเอง คอกสัตวจะตองอยูสูงกวาบอ หรืออยางนอยจุดที่ต่ําที่สุดของทองรางระบายมูลสัตวจะตองมีระดับสูงกวาปากทางทอเขาของบอหมัก แตถาเปนบอชนิดตักมูลสัตวมาเติมเองกไ็มตองคํานึงถึงระดับของบอหมักกับคอกสัตว

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

13

Page 18: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

- ในกรณีที่มีคอกสัตว อยูกอนแลว พื้นที่เปนที่ราบจะตองคํานึงถึงความสูงของพื้นคอกสัตวถาต่ําเกินไปไมสามารถทํารางระบายมูลสัตวไดจะตองมกีารทําพื้นคอกสัตวนีใ้หมหรือตองกอสรางบอแกสแบบตักเติม

- บริเวณทีจ่ะทําการกอสรางจะตองไมอยูใกลกับแหลงน้ําธรรมชาติ เชนริมแมน้ํา ริมสระน้ําหรือริมบึงทั้งนี้เพื่อปองกันการขุดบอแลวเจอน้ําใตดินทาํใหเสียแรงและเสียเวลา ความลึกของบอประมาณ 1.50- 1.70 เมตร ฉะนั้นการขุดแตละครั้งจะตองแนใจวาขุดแลวไมเจอน้ําใตดิน

- การเตรียมพื้นที่จะตองมีการแบงพื้นที่สําหรับทําลานตากกากมูลสัตวที่ออกมาจากบอหมักดวยและจะตองดูทิศทางหรือกําหนดทิศทางการไหลของกากมูลสัตวไมใหไหลไปรบกวนบริเวณของเพื่อนบาน

- บริเวณที่จะกอสรางตองเปนที่โลงแจงถามีตนไมขึ้นปกคลุมจะตองมีการตัดแตงเพื่อใหแสงแดดสามารถสองลงมาถึงถังเหล็กที่เก็บแกสได

3. การเตรียมวัสดุอุปกรณ การจัดหาวัสดุอุปกรณเราสามารถหาซื้อไดในทองถ่ินเนื่องจากเปนอุปกรณพื้นฐานในงานกอสราง จะมีเพียงถังเหลก็เทานั้นทีจ่ะตองสั่งทําจากรานที่ทํางานเหล็ก

4. ขั้นตอนการกอสราง เมื่อเตรียมสถานที่และเตรยีมวัสดุเรียบรอยแลวใหดําเนินการกอสรางตามขั้นตอนตอไป

ก) ขั้นตอนการสรางบอแบบรางขนาน

ขั้นตอนในการกอสรางก็ เชนเดียวกับชนิดฟกซโดมคือจะตองสํารวจพื้นที่ที่จะสรางกอน สวนประกอบของบอแกสชีวภาพและแบบปลั๊กโฟลวก็เชนเดียวกันกับแบบฟกซโดมคือประกอบดวยบอเติม บอหมัก และบอลนบอหมัก มีลักษณะรูปส่ีเหล่ียมคางหมู ความยาวปากบอ 17 เมตร กนบอ 16 เมตร ความกวางปากบอ 3 เมตร กนบอ 18 เมตร ความลึก 4 เมตร ผนังบอลาดเอียง 80 องศา ปริมาตร 170 ลูกบาศกเมตรบอเติมหรือบอเก็บกักมูล ขนาดบอเติม ปริมาตร 3 ลูกบาศกเมตรบอลน มีขนาดปริมาตร 100 ลูกบาศกเมตร ความลึก 4 เมตร ความลาดเอียง 60 องศาขนาดของบอแกสชีวภาพที่กลาวถึงนี้ เปนบอที่ออกแบไวสําหรบัการเล้ียงสุกรประมาณ 800 ตัว ซ่ึงจะไดปริมาณมูลสุกรที่พอเหมาะสําหรับการผลิตแกส แตถาเลี้ยงสุกรนอยกวานี้หรือตองการปริมาณแกสที่นอยกวา ก็สามารถจะยอสวนลงไดตามแบบแปลนที่กลาวถึงขางตน และมีขั้นตอนการสรางดังนี้

1. วางผังตามแบบแปลนที่ออกแบบแลวขุดบอตามที่วางผังไว หลังจากขุดดินออกเรียบรอยแลวใชเหล็กขนาด 3 หุน ผูกเปนโครงตามรูปของบอหมัก จากนั้นทับดวยลวดตาขายแลวจึงเทคอนกรีตทับใหหนา 3.5 เซ็นติเมตร ขัดมันผิวหนาใหเรียบ สําหรับทอทางเขาและทางออกของมูลสุกร ใชทอ

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

14

Page 19: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

คอนกรีตขนาดเสนผาศูนยกลาง 20 เซ็นติเมตร วางดานหัวและดานทายของบอทํามุมเอียง 45 องศา ปลายของทอทางเขา และทางออกของมูลสุกรดานลางอยูสูงจากพื้น 150 เซ็นติเมตร บริเวณปากบอใชอิฐกอเปนรองสําหรับใสน้ําความกวางของรอง 1.2 เมตร ลึก 50 เซ็นติเมตร เพื่อใชตรวจการรั่วซึมของแกส ตลอดแนวรองน้ําใชเหล็กเสนงอเปนรูปตัว C ฝงติดเปนตัวยึดพลาสติกโดยพลาสติกที่ใชคลุมเปนรูปครึ่งทรงกระบอก มีความยาว 20 เมตร กวาง 5 เมตร หนา 18 มิลลิเมตร ซ่ึงพลาสติกนี้ทนตอแสงแดด และความดันไดเปนอยางดี อายุการใชงานประมาณ 10 ป

2. มูลสุกรและน้ําลางคอกจาโรงเรือนตางๆ จะไหลมาตามรางระบายน้ํา และไหลมารวมกันที่บอกักเก็บมูลสุกร ตามปกติแลวอัตราสวนที่เหมาะสมของมูลสุกร และน้ําลางคอกประมาณ 1:2 จะทําใหประสิทธิภาพในการผลิตแกสดีที่สุด โดยทั่วไปแลวประสิทธิภาพในการผลิตแกสชีวภาพจากมูลสุกรเทากับ 0.3-4.8 ลูกบาศกเมตรตอน้ําหนัก 1 กิโลกรัม

3. บอลน บอนี้จะเปนที่พักของมูลสุกรที่หมักเรียบรอยแลว จะมีทั้งสวนที่เปนกากและเปนน้ําที่ถูกดันออกมาจากบอหมักมูลสุกรที่หมักแลว เมื่อตกตะกอนในบอลนนี้ เราสามารถตักขึ้นมาตากใหแหงแลวนําไปเปนปุยตอไป ผนังของบอลนนี้จะเทปูนเหมือนกับบอหมักก็ได แตตนทุนอาจจะสูง หรือจะใชแผนพลาสติกที่มีความหนา 0.25 มิลลิเมตร ปูเปนพื้นก็ได

4. เมื่อสรางบอเสร็จเรียบรอยแลว ก็ปลอยใหมูลสุกรและน้ําลางคอกจากโรงเรือนตางๆ ไหลลงที่บอเติม ปริมาณของน้ําและมูลสุกรที่เติมลงไปก็จะคอยๆ เพิ่มขึ้น มูลสุกรจะเริ่มถูกหมักไปเรื่อยๆ ระยะเวลาในการหมัก โดยปกติแลวจะใชเวลาประมาณ 15-60 วัน โดยถาหากสวนผสมของมูลสุกรและน้ํามีความเจือจางมากจะทําใหระยะเวลาในการหมักสั้น มูลสุกรใหมจะไปดันสวนที่หมักแลวไหลออกไปยังบอลนเมื่อ มีแกสเกิดขึ้น จะสังเกตเห็นไดจากผาพลาสติกพองโปงขึ้น เราสามารถที่จะนําแกสไปใชได

1.8)

1.9)

การบํารุงดแูลรักษาบอแกสชีวภาพ

หมั่นตรวจสอบเครื่องยนตโดยการตรวจเชค็น้ํามันเครื่อง หวัเทียน ทอนําแกส และพยายามทําความสะอาดที่เก็บแกสอยูเสมอ ถาหากพบวาปรมิาณแกสนอยลงในขณะที่เตมิมูลสัตวทุกวนั แสดงวา มีกากที่เหลือจากการหมกัอยูกนบอใหทําการรื้อบอเอากากสวนนี้ออก

ปญหาและวิธีแกไข

1. ปญหาเรื่องทางออกของบอหมักปดตนั แกไขโดยการเปดบอ และขุดลอกกากตะกอนที่ตกคาง อยางนอย 3 ปตอ 1 คร้ัง สวนการปองกันเศษหนิ และดนิตกลงบอโดยตรงทาํไดโดยการทาํหลุมดักพกั กอนการสูบเขาไปในบอหมกั

2. ปญหาเรื่องเครื่องยนตรอนเกินไป

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

15

Page 20: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

แกไขโดยการเลือกใชเครื่องยนตที่มีชองระบายน้าํขนาดใหญ หรือตอพัดลมบริเวณดานหนา ของหมอน้ํา รังผ้ึงอีก 1 ตัว และดแูลเรือ่งตะกอนในหมอน้ํา ควรใชน้ําออน และ มีน้ํายากันสนิม รวมทั้งน้ํายาหลอเย็นในหมอน้ําดวย ดูแลเรื่องน้ํามันเครื่องใหมีจํานวนที่พอด ี ไมมากหรือนอยเกินไปควรมีเครื่องยนต 2 เครื่องไวทดแทน เมื่อเครื่องหนึ่งชํารุด หรือใชงานมาแลว ประมาณ 4 เดือนควรถอดออกลางทําความสะอาด บริเวณสวนหวัลูกสูบ หองจุดระเบิดวาวส เปนตน เครื่องยนตสํารองติดตั้งเพื่อทํางานตอไปโดยไมหยุดพัก ในกรณีทีเ่ครื่องยนตตองเรงมากเกินไป จะทําใหชํารุดไดเร็วขึ้น จึงควรใชลอถวงแรงจะชวยทําใหเครื่องยนต ทํางานหนกันอยลง ซ่ึงยืดอายุการทํางาน ของเครื่องยนตยาวนานออกไป

3. ปญหาเรื่องทอแกส ท

1.10)

อแกสตันเกดิจากไอน้ําที่เปนสวนหนึ่งของแกสชีวภาพ รวมตัวกันเปนหยดน้ํา และเกดิมากขึ้น จนปดกั้นทางเดินของแกส แกไขโดยการทําที่ระบายน้ําออกเปนระยะ หรือ แหลงใชแกส อยูหางจากบอผลิตมาก ทําใหแกสไมมีแรงดัน หรือแรงดันลดลง แกไขโดยการใชปมลมชวยเปนตวัดึงแกส จากบอใหไหลมาตามเสนทอที่วางไว และเพิ่มแรงดันไปสูหัวเตาเผาในขณะเดียวกนั

หลักการทํางานของระบบกาซชีวภาพ

ระบบกาซชีวภาพที่ประยุกตใชในฟารมเล้ียงสัตว เปนระบบที่มีสวนประกอบหลายอยางที่ทํางานสัมพันธกันเปนอยางดี ซ่ึงสามารถแยกออกเปนขั้นตอนการทํางานของระบบเปนหลักใหญๆ ได 3 ขั้นตอน คือ

1. ขั้นตอนที ่ 1 เปนการยอยสลายสารอินทรียในบอหมักแบบราง (Channel Digester) ในขั้นตอนนี ้บอหมักแบบรางยังทําหนาทีใ่นการแยกของเสียสวนขนและสวนใสออกจากกนัดวย ของเสียสวนขนจะถูกหมักยอยในบอหมักแบบรางนี้ประมาณ 30–40 วัน จนอยูในสภาวะที่เสถียร (stabilized) และผานเขาสูลานกรองของแข็ง (Slow Sand Bed Filter : SSBF) โดยที่ลานกรองนี้จะตอเชื่อมกับบอหมักแบบราง และรับกากของเสียสวนขนที่ผานการหมักยอยแลวจากบอหมักแบบราง กากของเสียทีไ่ดจากลานกรองของแข็งนี ้ สามารถนําไปใชเปนปุยอินทรียซ่ึงเปนที่ตองการของพื้นที่เพาะปลูกมาก รวมทั้งใชในการปลูกหญาในกิจการสนามกอลฟดวย สําหรับของเสียสวนใสซึ่งมีปริมาณ 80–90% ของของเสียทั้งหมด จะไหลผานไปยังบอหมักแบบ UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor) เพื่อบําบัดในขั้นตอนที่ 2 ตอไป

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

16

Page 21: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

2. ขั้นตอนที ่ 2 การบําบัดและยอยสลายเกิดขึ้นในบอหมกัแบบ UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor) สารอินทรียสวนใหญในน้ําเสยีซ่ึงอยูในรูปของสารละลายจะถูกยอยสลายในบอหมัก UASB และกลายเปนกาซชีวภาพในที่สุด อัตราสวนของปริมาตรของบอหมักแบบรางตอปริมาตรของบอหมักแบบUASB คือประมาณ 2-3 ตอ 1 ทั้งนี้ขึ้นอยูกบัลักษณะคุณสมบัติของน้ําเสียจากฟารมที่เขาสูระบบบําบัด น้ําที่ผานการบําบัดจากบอหมักแบบ UASB แลวนี้จะมีคา COD ประมาณ 800-1,000 มิลลิกรัม/ลิตร ซ่ึงในขั้นตอนของการบําบัดแบบไรออกซิเจน จะสามารถลดคาความสกปรกของสารอินทรียที่ปนเปอนอยูในน้ําเสียไดประมาณรอยละ 95 ของคาความสกปรกเร่ิมตน

3. ขั้นตอนที ่ 3 โดยในขั้นตอนนี้กลาวไดวาเปนขั้นตอนของการบําบัดขั้นหลัง (Post Treatment)ซ่ึงเปนการบําบัดที่ออกแบบระบบใหมีการทํางานที่เลียนแบบธรรมชาติโดยอาศัยการทํางานของพืช สาหรายสัตวน้าํ เล็กๆ และแบคทีเรียซ่ึงเกิดตามธรรมชาติทํางานสัมพนัธกันเพื่อบําบัดน้ําที่ไดผานการบําบัดแบบไรออกซิเจนมาแลวในขั้นตนใหสะอาดมากยิ่งขึ้น จนถึงขั้นที่สามารถหมุนเวยีนนํากลับมาใชทําความสะอาดคอกและ/หรือ ปลอยออกสูภายนอกไดในที่สุด การบําบัดขั้นหลังจะประกอบไปดวยสระพกัแบบเปดที่รับน้ําเสียจากการบําบัดขั้นตอนที ่ 2 แลวปลอยเขาสูชุดบึงพชืน้ําซ่ึงปลูกพืชบางชนิดไวใหชวยในการบําบัดน้ําเสียทั้งโดยทางตรงและทางออมซึ่งจะทาํงานสัมพันธกันกับกลุมของแบคทีเรีย และในสวนสุดทายของชุดบึงพืชน้ําจะเปนสระเลี้ยงปลา เพื่อใชประกอบในการสังเกตคุณภาพน้ําที่ไดตอส่ิงมีชีวิต น้ําที่ผานการบําบัดแลวนี้จะมีคา CODสุดทายที่คาดไวไมเกิน 200-400 มิลลิกรัม/ลิตร และมีคา BOD นอยกวา 60 มิลลิกรัม/ลิตร ซ่ึงอยูในเกณฑมาตรฐานที่กรมควบคุมมลพิษยอมรับไดน้ําเสียที่ผานการบําบัดครบทั้งสามขั้นตอนแลว สามารถนํากลับมาใชใหมภายในฟารมเลี้ยงสัตวได เชน ใชสําหรับลางทําความสะอาดคอกสัตว และ/หรือสามารถปลอยลงสูแหลงน้ําธรรมชาติในสิ่งแวดลอมภายนอกไดอยางปลอดภัย

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

17

Page 22: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

1.11) ความรูเพิ่มเติม

ปจจุบันมหีนวยงานที่เกี่ยวของในการผลิตเทคโนโลยีเกี่ยวกับแกสชีวภาพมากขึ้น หนึ่งในหนวยงานที่เกี่ยวของคือสถานเทคโนโลยีกาซชีวภาพ มหาวิทยาลัยเชียงใหมโดยสรางระบบการผลิตกาซและบําบัดน้ําเสียขึ้น โดยมแีบงออกเปน 2 ระบบ คือระบบฟารมขนาดกลาง คือมีสุกรประมาณ 1500-5000ตัว มีขนาดตั้งแต 300-1000 ลบ.ม.โดยเรียกชื่อระบบวา ระบบ Biogas แบบ MC-UASB#1,CA-UASB และฟารมขนาดใหญที่มีสุกรอยูตั้งแต 7000 ตัวข้ึนไป มีขนาดตั้งแต 1000 ลบ.ม.ขึ้นไป โดยเรียกชือ่ระบบวา ระบบ Biogas แบบ H-UASBซ่ึงมีหลักการคือการนําน้าํเสียที่เกิดจากการลางคอก เขาสูบอหมักยเูอเอสบีแบบ H-UASB โดยตรง ทําใหระบบกาซชวีภาพแบบH-UASB ไมมีบอหมักชาแบบราง ดังนัน้จึงสงผลใหประหยัดพื้นที่ลง สําหรับประสิทธิภาพในการบําบัดซีโอดีและของแข็งแขวนลอย มีคาอยูในชวง92 - 97 % และ 89 - 97% ตามลําดับ ซ่ึงจะเห็นวาประสิทธิภาพในการบําบัดสารอินทรียยังมีคาไมแตกตางกันกับระบบกาซชีวภาพแบบเการะบบกาซชีวภาพที่ประยุกตใชในฟารมเลี้ยงสัตวที่มกีารทํางานรวมกันขององคประกอบตาง ๆ โดยสามารถแบงไดเปน 3 ขั้นตอนหลัก คือ ถังพักน้ําเสีย ถังหมักแบบ H-UASBและการบําบัดขั้นหลัง

ขั้นตอนที1่ ถังพักน้ําเสีย (Buffer Tank) ทําหนาที่รองรับน้ําเสียที่รวบรวมมาจากแหลงกาํเนิดเพื่อปรับคุณภาพน้ํา ใหมีความเหมาะสม และปรับอัตราการไหลของน้ําใหมีความสม่ําเสมอเพื่อปอนเขาสูถังหมักแบบ HighSuspension Solid-Upflow Anaerobic Sludge Blanket (H-UASB) ซ่ึงจะทํางานตลอด 24 ช่ัวโมง นอกจากนี้ถังพักน้ําเสีย มีสวนชวยแยกกากตะกอนเฉื่อย (Inert Sludge) ออกจากน้ําเสียกอนเขาสูถังหมักแบบ H-UASB อีกขั้นหนึ่งดวย ขั้นตอนที ่ 2 ถังหมักแบบ H-UASB ในขั้นตอนนี้สารอินทรียจะถูกยอยสลายใน สภาวะไรอากาศ และถูกเปลี่ยนเปนกาซชีวภาพที่ประกอบดวย กาซมีเทน (CH4) ประมาณรอยละ 65 กาซคารบอนไดออกไซด (CO2)ประมาณรอยละ 33 และกาซอื่นๆ อีกประมาณรอยละ 2 โดยน้ําเสียจะถูกหมักยอยในถังหมกั H-UASB ประมาณ 5 วัน หลังจากนั้นน้ําเสยีจะถูกแยกออกเปนสองสวน สวนแรก คือสารอินทรียที่ไมสามารถยอยสลายไดอีกในสภาวะเสถียร (Stabilized) จะผานเขาไปยังลานกรองของแข็ง (Slow Sand Bed Filter) สวนที่สองคือ สวนที่เปนน้ําจะถูกนําไปบําบดัในขั้นตอนตอไป น้ําที่ผานการบําบัดจากถังหมักแบบ H-UASB สามารถลดคา ความสกปรกของสารอินทรียไดประมาณรอยละ 97 ของคาความสกปรกเริ่มตน และกากของเสียที่ไดจากลานกรองของแข็งสามารถนําไปใชเปนปุยอินทรียเพื่อการเพาะปลูกตอไป ขั้นตอนที ่ 3 การบําบัดขัน้หลัง (Post Treatment) เปนการบําบัดน้ําเสียขั้นสุดทายกอนปลอยออกสูส่ิงแวดลอมหรือนํากลับมาใชใหม โดยอาศัยการทํางานของพืช สาหราย สัตวน้ําเลก็ๆ และแบคทีเรียซ่ึงเกิดตามธรรมชาติทํางานอยางสมัพันธกัน ซ่ึงเรียกระบบนีว้า บึงประดิษฐ (Constructed Wetland) นอกจากนี้การบําบัด ขั้นหลังยังประกอบดวย สระพักแบบเปดรับน้ําเสียจากการบําบัดขั้นตอนที ่ 2 แลวปลอยเขาสูชุดบึง

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

18

Page 23: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

ประดิษฐ ซ่ึงปลูกพืชเพื่อใชในการบําบัดน้ําเสียทั้งโดยทางตรงและทางออม และในสวนสุดทายของชุดบึงประดิษฐ จะใชเปน สระเลี้ยงปลา ตอไป

1.12) ประโยชนของแกสชีวภาพ

ก) ประโยชนดานพลังงาน

เมื่อพิจารณาถงึดานเศรษฐกจิแลว การลงทุนผลิตแกสชีวภาพจะลงทนุต่ํากวาการผลิตเชื้อเพลิงชนิดอ่ืน ๆ สามารถนํามาใชทดแทนพลังงานเชือ้เพลิงจากแหลงอ่ืน ๆ เชน ฟน ถาน น้ํามนั แกสหุงตม และไฟฟา แกสชีวภาพจํานวน 1 ลูกบาศกเมตรสามารถนําไปใชไดดังนี ้

1. การใชแกสชีวภาพเพื่อเปนเชื้อเพลิงในการหุงตมนั้นแกสชีวภาพ 1ลบม. สามารถปรุงอาหารได 3มื้อตอหนึ่งครอบครัว แกสจะเกดิขึ้นตลอดเวลาเมื่อใชหมดแลวจะเกิดขึน้มาใหมตราบใดที่เรายังมกีารระบายมูลสัตวเขาไปในบอหมักอยู

2. ใชเปนเชื้อเพลิงเพื่อผลิตพลังงานความรอน/ในรูปของความรอนโดยตรงใหคาความรอน 3,000-5,000 กิโลแคลอรี่ ความรอนนี้จะทําใหน้าํ 130 กิโลกรัม ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส เดือดได

3. สําหรับการที่จะนําไปเปนเชือ้เพลิงใชในเครื่องยนตก็สามารถทําไดใชกบัเครื่องยนต 2 แรงมา ไดนาน 1 ช่ัวโมง ปจจุบันมกีารปรับแตงเครื่องยนตดีเซลใหสามารถใชกับแกสชวีภาพไดโดยตรง แตเนื่องจากแกสชีวภาพเปนกลุมแกสที่ประกอบไปดวยแกสหลายชนิด แกสแตละชนิดมีคณุสมบัติแตกตางกันบางชนิดจะเปนอนัตรายตอเครือ่งยนตเชน แกสไฮโดรเจนซัลไฟดมีฤทธิ์เปนกรดจะเขาไปกัดกรอนสวนที่เปนโลหะใหสึกหรอ และไอน้ําที่มากับแกสจะเขาไปในเครื่องยนตทําใหเครื่องยนตขัดของ ดังนัน้กอนที่จะนําแกสชีวภาพไปใชกับเครื่องยนตตองมีการดักไอน้ําและแยกไฮโดรเจนซัลไฟดเสียกอน

4. การใชแกสชีวภาพผลิตกระแสไฟฟา กอนที่เราจะทําการผลิตกระแสไฟฟา เราจําเปนตองรูกอนวาขนาดบอหมักบรรจุแกสไดกี่ลูกบาศกเมตร และจํานวนที่ใชกระแสไฟฟาในฟารม จากนัน้จึงคํานวณหาอุปกรณที่จะใช ดังกรณีตวัอยางบอแกสชีวภาพแบบปลั๊กโฟลว ขนาดบอหมักซึ่งมีปริมาตร 170 ลูกบาศกเมตร ซ่ึงชุดของเครื่องยนตที่ใชผลิตกระแสไฟฟา ประกอบดวยสวนตาง ๆ ดังนี ้

• เครื่องยนต ใชเครื่องยนตเบนซิน 4 สูบ (เครื่องยนตใชแลว) ความจุ กระบอกสูบ เทากับ 198 ลูกบาศกเซนตเิมตร สัดสวนการอัดอากาศตอแกสชีวภาพ 8.2:1 มีกําลัง 91 แรงมา ที่ 4,800 รอบ/วินาที แรงบิดสูงสุด เทากับ 160 นิวตนัเมตร ที่ 3,200 รอบ/นาที

• เครื่องกําเนิดไฟฟา ใหกําลังไฟฟาสูงสุด เทากับ 13 กิโลวัตต ใชไฟ 3 สาย แรงขับเคลื่อนไฟฟา 380 โวลท ปริมาณไฟฟา 30 แอมแปร

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

19

Page 24: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

• เครื่องควบคุมวงจรไฟฟา วัตถุประสงคที่ติดตั้งเพื่อควบคุมกระแสไฟฟาตกหรือสูงเกินไปห รือ ในกรณี แ ร ง เ คลื่ อนไฟฟ า ต่ํ า ห รือ สู ง ไม เ ป น ไปต ามปกติ ชุดเครื่องกําเนิดไฟฟาชุดนี้ไดออกแบบมาเพื่อผลิตกระแสไฟฟาไดประมาณ 30-50% ของปริมาณกระแสไฟฟาที่ตองการใชโดยผลิตได 1.4 กิโลวัตตตอช่ัวโมงตอแกส 1 ลูกบาศกเมตร กระแสไฟฟาที่ผลิตไดสามารถนําไปใชกับเครื่องสูบน้ําขนาด 15 แรงมา เครื่องผสมอาหาร 5 แรงมา เครื่องบดอาหารขนาด 20 แรงมา ซ่ึงโดยปกติจะทํางาน ไมพรอมกัน

• การผลิตพลังงานรวม (Cogeneration) การนํากาซชีวภาพใชในรูการนํากาซชีวภาพใชในรูปของความรอนโดยตรง ใชเปนเชื้อเพลิงสําหรับหมอตมไอน้ําในโรงงานผลิตอาหารสัตว ใชเปนเชื้อเพลิงในการอบแหง ใชกับหัวกกลูกสุกร ใชในครัวเรือน ฯลฯ

ทางเลือกนี้จะเหมาะสําหรับฟารมมีรูปแบบการใชพลังงานความรอนอยูแลว และปรมิาณความตองการกาซชีวภาพเพือ่นําไปเปนเชือ้เพลิงมีสูงพอ เมื่อเทียบกับปริมาณกาซชวีภาพที่ผลิตได โดยสวนใหญจะเปนดัดแปลงอุปกรณทีมีอยูเดิมใหสามารถใชงานกับกาซชีวภาพได จะเปนการนํากาซชีวภาพไปใชงานทีไดประสิทธิภาพเชิงความรอนสูง

ข) ประโยชนดานสิ่งแวดลอม

การสรางบอแกสชีวภาพแทจริงแลว เปนการสรางระบบกําจัดของเสยีที่เกดิจากการเลี้ยงสัตว หรือระบบกําจดัน้ําเสียจากโรงงานบางประเภท เชนโรงงานทําเสนกวยเตี๋ยวโรงงานทาํแปงมันเปนตน โดยสามารถลดกลิ่นเนาเหม็น ลดแหลงเพาะเชื้อโรค ทําใหทัศนยีภาพโดยรอบนามองและลดปญหาสังคมที่อาจจะเกิดขึ้นจากการวิวาทกับเพื่อนบานอันเนื่องจากกลิ่นเหม็นของมูลสัตวซ่ึงสามารถสรุปจําแนกไดดังนี ้

1. ลดการเนาเสียของแหลงน้ําตามธรรมชาติ แมน้ําลําคลอง 2. ลดการเกิดกลิ่นเหม็นและ ลดมลภาวะและการระบาดของแมลงที่เปนพาหะนําโรคการนํามูลสัตว

และน้ําลางคอกมาหมักในบอแกสชีวภาพ จะเปนการชวยกําจัดมูลในบริเวณที่เล้ียงทําใหกล่ินเหม็นและแมลงวันในบริเวณนั้นลดลงและผลจากการหมักมูลสัตว ในบอแกสชีวภาพที่ปราศจากออกซิเจนเปนเวลานาน ๆ ทําใหไขพยาธิและเชื้อโรคสวนใหญในมูลสัตวตายดวย ซ่ึงเปนการทําลายแหลงเพาะเชื้อโรคบางชนิด เชน โรคบิด อหิวาต และพยาธิที่อาจแพรกระจายจากมูลสัตวดวยกัน นอกจากนี้แลวยังเปนการปองกันไมใหมูลสัตวถูกชะลางลงไปในแหลงน้ําตามธรรมชาติ

3. ลดการปลดปลอยกาซเรือนกระจก (Greenhouse Gas)

ค) ประโยชนดานการเกษตร

1. การทําเปนปุย กากที่ไดจากการหมกัแกสชีวภาพเราสามารถนําไปใชเปนปุยไดดกีวามูลสัตวสด ๆ และปุยคอก ทั้งนี้เนื่องจากในขณะที่มีการหมัก จะมกีารเปลี่ยนแปลงสารประกอบไนโตรเจนในมูล

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

20

Page 25: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

สัตว ทําใหพืชสามารถนําไปใชประโยชนได หรืออาจจะตากใหแหงแลวบรรจุใสถุงเพื่อการจําหนายก็ไดทันท ี กากมูลสัตวนี้จะปราศจากเมล็ดพันธุพืชและเชื้อโรคบางชนิดหรือใขแมลงตางๆเนื่องจากถูกหมักอยูในบรรยากาศที่ไรออกซิเจนเปนเวลานาน

2. การทําเปนอาหารสัตว โดยนําสวนที่เหลือจากการหมกั นําไปตากแหง แลวนําไปผสมเปนอาหารสัตวใหโคและสุกรกินได แตทั้งนี้มีขอจํากัด คือ

1.13)

ควรใส อยูระหวาง 5-10 กิโลกรัม ตอสวนผสมทั้งหมด 100 กิโลกรัม จะทําใหสัตวเจริญเติบโตตามปกติและเปนการลดตนทนุการผลิตอีกดวย

คาดการณปริมาณของกาซชีวภาพ(ประเทศไทย)

ในสวนของภาคอุตสาหกรรม 270 Mm3/year Municipal Solid Waste 204 Mm3/year Livestock Waste(ของเสียทีม่าจากสัตวเล้ียง, ปศุสัตว) 226 Mm3/year Total (รวม) 700 Mm3/year ทดแทนการใชน้ํามันเตาได 385 Mm3/year ประหยดัเงินตราได 3,000Million/year

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

21

Page 26: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

เอกสารอางอิง

เถลิงเดช พิลาศรี.”กาซชีวภาพ”, ศูนยสงเสริมพลังงานชีวมวล มูลนิธิพลังงานเพื่อส่ิงแวดลอม,กันยายน 2549. สุวิมล สวยสม.ระบบบําบัดน้ําเสียแบบยูเอเอสบี : UASB.วารสารเทคโนโลยีกาซชีวภาพ ฉบับที่:6,2550. รศ.ดร. สมชัย จันทรสวาง.รายงานวิจัยเร่ือง เทคโนโลยีแกสชีวภาพ ภาควิชาสัตวบาล คณะเกษตร มหาวิทยา

ลันเกษตรศาสตร,2550 กองบรรณาธิการ:ระบบไบโอแกสในฟารมสุกร.วารสารเมืองปศุสัตว .12-16.2549 สมพงษ ใจมา.รายงานการวิจัยเร่ือง การใชประโยชนจากกาซชีวภาพ,รายงานวิศวกรรมพลังงาน สถาน

เทคโนโลยีกาซชีวภาพ มหาวิทยาลัยเชียงใหม สิงหาคม 2548. คณะกรรมาธิการการพลังงาน สภาผูแทนราษฎร. (2545). "พลังงานทดแทน เอทานอล และไบโอดีเซล".

พิมพคร้ังที่ 1 บริษัท แปลน พร้ินทติ้ง จํากัด โยธิน วิมุกตานน. (2548). “นโยบายการสนับสนุนใหมีการผลิตและจําหนายแกสโซฮอลทดแทนการนําเขา

น้ํามันเบนซิน”. ปญหาพิเศษปริญญารัฐประศาสนศาสตรมหาบัณฑิต วิทยาลัยการบริหารรัฐกิจ มหาวิทยาลัยบูรพา

http://www.teennet.cmu.ac.th(10 กรกฎาคม 2550) http://www.school.net.th/library/create-web/10000/science/10000-5735.html http://www.dede.go.th/dede/index.php?id=879http://www.environnet.in.th/evdb/info/mineral/mineral24.htmlhttp://www.fda.moph.go.th/fda-net/html/product/psion/methanol.htm http://www.pattani1.go.th/kmc/modules.php?name=News&file=article&sid=351 http://www.lightparty.com/Energy/Butanol.htmhttp://www.butanol.com/index.htmhttp://www.thaienergynews.com/ArticleShowDetail.asp?ObjectID=89 http://www.queen6cyclebirthday.in.th/network/gas.htm http://www.thaienergy.org/index.php?option=com_content&task=blogcategory&id=1&Itemid http://kanchanapisek.or.th/kp1/data/35/gas_kw2.htmhttp://www. biogas\bio2.mht http://www.manager.co.th.

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

22

Page 27: Biogas มช

E-learning โครงการ จัดทําระบบฐานขอมูลพลังงานเพื่อการวิเคราะหและวางแผนยุทธศาสตรพลังงานของประเทศ

จัดทําโดย

1. นาย ชชัวาล คําวงศ รหัส 500631067 2. นายณัฐวิทย พงศพันธุ รหัส 500631069 3. นาย นุกูลกิจ ทูนกาศ รหัส 500631073 4. นาย วิลาวัลย ปนอ่ิน รหัส 500631138 5. นาย วิไลวรรณ ลีนะกุล รหัส 500631139

ภาควชิาเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร มหาวิทยาลัยเชยีงใหม

ทัศนะและขอคิดเห็นตางๆ ท่ีปรากฎในเอกสาร เปนความเห็นสวนตัว ผูท่ีใชงานเอกสารชุดนี้ ไมจําเปนตองเห็นดวยเสมอไป

สถาบันวิจัยและพฒันาพลังงาน มหาวิทยาลัยเชยีงใหม (website :- www.erdi.or.th) รวมกับ สํานักนโยบายและแผนยุทยธศาสตร สํานักปลัดกระทรวงพลังงาน กระทรวงพลังงาน (website :- www.energy.go.th)

23