ရေတွင်ပျော်ဝင်နိုင်သော မြေသြဇာထုတ်လုပ်မှုလိုင်း

စော်ဖောက်ခြင်း လုပ်ငန်းစဉ် နိဒါန်း-
ဇီဝဓာတ်ငွေ့စော်ဖောက်ခြင်း (anaerobic digestion and anaerobic fermentation) ဟုလည်းသိကြသော ဇီဝဓာတ်ငွေ့စော်ဖောက်ခြင်းသည် အချို့သော အစိုဓာတ်၊ အပူချိန်နှင့် ဇီဝသက်ရှိများ၏ ဇီဝကမ္မဖြစ်စဉ်များအောက်တွင် ဇီဝရုပ်ကြွင်းများ (ဥပမာ-လူ၊ မွေးမြူရေးနှင့် ကြက်ချေး၊ ကောက်ရိုး၊ ပေါင်းပင်စသည်) ကို ရည်ညွှန်းသည်။ နောက်ဆုံးတွင် မီသိန်းနှင့် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကဲ့သို့သော မီးလောင်လွယ်သောဓာတ်ငွေ့များ ရောနှောဖွဲ့စည်းခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်။ဇီဝဓာတ်ငွေ့စော်ဖောက်ခြင်းစနစ်သည် စွမ်းအင်ထုတ်လုပ်ခြင်း၏ ရည်မှန်းချက်ဖြင့် ဇီဝဓာတ်ငွေ့စော်ဖောက်ခြင်း၏ နိယာမအပေါ် အခြေခံပြီး နောက်ဆုံးတွင် ဇီဝဓာတ်ငွေ့၊ ဇီဝဓာတ်ငွေ့ slurry နှင့် ဇီဝဓာတ်ငွေ့ကျန်များကို ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အသုံးချမှုကို သိရှိလာစေသည်။

ဇီဝဓာတ်ငွေ့စော်ဖောက်ခြင်းသည် အောက်ပါလက္ခဏာများဖြင့် ရှုပ်ထွေးသော ဇီဝဓာတုဖြစ်စဉ်တစ်ခုဖြစ်သည်။
(၁) စော်ဖောက်ခြင်းတွင် ပါဝင်သည့် အဏုဇီဝ အမျိုးအစားများစွာရှိပြီး ဇီဝဓာတ်ငွေ့ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် မျိုးကွဲတစ်ခုတည်းကို အသုံးပြုခြင်းအတွက် စံနမူနာမရှိသည့်အပြင် ထုတ်လုပ်ခြင်းနှင့် စမ်းသပ်စဉ် အချဉ်ဖောက်ခြင်းအတွက် inoculum လိုအပ်ပါသည်။
(၂) အချဉ်ဖောက်ရာတွင် အသုံးပြုသော ကုန်ကြမ်းများသည် ရှုပ်ထွေးပြီး ကျယ်ပြန့်သော အရင်းအမြစ်များမှ လာပါသည်။အမျိုးမျိုးသော သြဂဲနစ်ပစ္စည်း သို့မဟုတ် အရောအနှောများကို အချဉ်ဖောက်သည့် ကုန်ကြမ်းများအဖြစ် အသုံးပြုနိုင်ပြီး နောက်ဆုံးထုတ်ကုန်မှာ ဇီဝဓာတ်ငွေ့ဖြစ်သည်။ထို့အပြင်၊ ဇီဝဓာတ်ငွေ့စော်ဖောက်ခြင်းသည် အော်ဂဲနစ်ရေဆိုးများကို COD ပမာဏ 50,000 mg/L ထက်ကျော်လွန်ကာ မြင့်မားသောအစိုင်အခဲပါဝင်မှုရှိသော အော်ဂဲနစ်စွန့်ပစ်ပစ္စည်းများကို ကုသပေးနိုင်ပါသည်။
ဇီဝဓာတ်ငွေ့ သေးငယ်သောဇီဝသက်ရှိများ၏ စွမ်းအင်သုံးစွဲမှု နည်းပါးသည်။တူညီသောအခြေအနေများအောက်တွင်၊ anaerobic အစာခြေမှုအတွက် လိုအပ်သောစွမ်းအင်သည် အေရိုးဗစ်ပြိုကွဲမှု၏ 1/30 ~ 1/20 အတွက်သာဖြစ်သည်။
ဇီဝဓာတ်ငွေ့စော်ဖောက်ခြင်း ကိရိယာ အမျိုးအစားများစွာ ရှိပြီး ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံနှင့် ပစ္စည်း ကွဲပြားသော်လည်း ဒီဇိုင်းသည် ကျိုးကြောင်းဆီလျော်သရွေ့ ဇီဝဓာတ်ငွေ့ ထုတ်လုပ်နိုင်သည့် ကိရိယာ အမျိုးအစားများစွာရှိသည်။
ဇီဝဓာတ်ငွေ့စော်ဖောက်ခြင်းဆိုသည်မှာ ဇီဝဓာတ်ငွေ့ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် ဇီဝဓာတ်ငွေ့အဏုဇီဝဓာတ်ငွေ့များဖြင့် စိမ်ထားသော ဇီဝဓာတ်ငွေ့မျိုးစုံကို စော်ဖောက်သည့် လုပ်ငန်းစဉ်ကို ရည်ညွှန်းသည်။ယေဘူယျအားဖြင့် အဆင့်သုံးဆင့် ခွဲခြားနိုင်သည်။
အရည်ပျော်ခြင်းအဆင့်
အမျိုးမျိုးသော အစိုင်အခဲအော်ဂဲနစ်ဒြပ်များကို အများအားဖြင့် သေးငယ်သောဇီဝသက်ရှိများအတွင်းသို့ မဝင်ရောက်နိုင်ဘဲ အဏုဇီဝသက်ရှိများ အသုံးပြု၍မရသောကြောင့်၊ အစိုင်အခဲအော်ဂဲနစ်ဒြပ်များကို ပျော်ဝင်နိုင်သော monosaccharides၊ အမိုင်နိုအက်ဆစ်၊ ဂလီစရောနှင့် ဖက်တီးအက်ဆစ်များအဖြစ် အတော်လေးသေးငယ်သော မော်လီကျူးအလေးချိန်ဖြင့် ဟိုက်ဒရောလစ်ဖြစ်စေရပါမည်။သေးငယ်သော မော်လီကျူးအလေးချိန်ရှိသော ဤပျော်ဝင်နိုင်သော အရာများသည် အဏုဇီဝဆဲလ်များအတွင်းသို့ ဝင်ရောက်နိုင်ပြီး ပိုမိုပြိုကွဲသွားကာ အသုံးပြုနိုင်သည်။
Acidogenic အဆင့်
အမျိုးမျိုးသော ပျော်ဝင်နိုင်သော အရာများ (monosaccharides၊ အမိုင်နိုအက်ဆစ်၊ ဖက်တီးအက်ဆစ်) သည် ဆဲလ်လူလိုဆစ်ဘက်တီးရီးယား၊ ပရိုတိန်းဘက်တီးရီးယား၊ lipobacteria နှင့် pectin ဘက်တီးရီးယားများဖြစ်သည့် butyric acid၊ propionic acid၊ acetic acid တို့၏ လုပ်ဆောင်မှုအောက်တွင် သေးငယ်သော မော်လီကျူးများ ပြိုကွဲသွားပြီး၊ နှင့် အရက်များ၊ ကီတိုများ၊ အယ်ဒီဟိုက်များနှင့် အခြားရိုးရှင်းသော အော်ဂဲနစ်ပစ္စည်းများ၊တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ ဟိုက်ဒရိုဂျင်၊ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်နှင့် အမိုးနီးယားကဲ့သို့သော ဇီဝရုပ်ကြွင်းအချို့ကို ထုတ်လွှတ်သည်။သို့သော် ဤအဆင့်တွင် ပင်မထုတ်ကုန်သည် အက်ဆစ်အက်ဆစ်ဖြစ်ပြီး 70% ကျော်ပါဝင်သောကြောင့် အက်ဆစ်ထုတ်လုပ်သည့်အဆင့်ဟုခေါ်သည်။ဤအဆင့်တွင်ပါဝင်သည့်ဘက်တီးရီးယားများကို acidogens ဟုခေါ်သည်။
Methanogenic အဆင့်
Methanogenic ဘက်တီးရီးယားများသည် ဒုတိယအဆင့်တွင် မီသိန်းနှင့် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်အဖြစ်သို့ ပြိုကွဲသွားကာ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်သည် ဟိုက်ဒရိုဂျင်၏လုပ်ဆောင်မှုအောက်တွင် မီသိန်းအဖြစ်သို့ လျော့ကျသွားသည်။ဤအဆင့်ကို ဓာတ်ငွေ့ထုတ်လွှတ်မှုအဆင့် သို့မဟုတ် မက်သနိုင်းဂျင်အဆင့်ဟု ခေါ်သည်။
-330mV အောက်ရှိ ဓာတ်တိုးမှုလျှော့ချနိုင်သော အလားအလာရှိသော မီသနိုဂျင် ဘက်တီးရီးယားများ နေထိုင်ရန် လိုအပ်ပြီး ဇီဝဓာတ်ငွေ့စော်ဖောက်ခြင်းတွင် တင်းကျပ်သော anaerobic ဝန်းကျင်တစ်ခု လိုအပ်ပါသည်။
ယေဘုယျအားဖြင့် ရှုပ်ထွေးသော အော်ဂဲနစ်ဒြပ်များ ပြိုကွဲခြင်းမှ ဇီဝဓာတ်ငွေ့၏ နောက်ဆုံးမျိုးဆက်အထိ၊ အချဉ်ဖောက်ထားသော ဘက်တီးရီးယား၊ ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်သော အက်စီတီဂျင်ဘက်တီးရီးယား၊ ဟိုက်ဒရိုဂျင် စားသုံးသည့် အက်ဆီတဂျင် ဘက်တီးရီးယား၊ ဟိုက်ဒရိုဂျင်စားသော ဘက်တီးရီးယားများ ပါဝင်သော အဓိက ဇီဝကမ္မအုပ်စု ငါးခုရှိကြောင်း ယေဘုယျအားဖြင့် ယုံကြည်ကြသည်။ methanogens နှင့် acetic acid ကိုထုတ်လုပ်သောဘက်တီးရီးယား။Methanogens များ။ဘက်တီးရီးယားအုပ်စုငါးစုသည် အစာကွင်းဆက်တစ်ခုဖြစ်သည်။၎င်းတို့၏ metabolites များ၏ ခြားနားချက်များအရ၊ ပထမ ဘက်တီးရီးယားအုပ်စုသုံးစုသည် hydrolysis နှင့် acidification ဖြစ်စဉ်ကို အတူတကွ ပြီးမြောက်ပြီး နောက်ဘက်တီးရီးယားအုပ်စုနှစ်စုသည် မီသိန်းထုတ်လုပ်မှုကို ပြီးမြောက်စေသည်။
အချဉ်ပေါက်သောဘက်တီးရီးယား
တိရစ္ဆာန်အညစ်အကြေးများ၊ ကောက်ရိုး၊ အစားအစာနှင့် အရက်ချက်ခြင်းစွန့်ပစ်ပစ္စည်းများ စသည်တို့ကဲ့သို့သော ဇီဝဓာတ်ငွေ့အချဉ်ဖောက်ခြင်းအတွက် အသုံးပြုနိုင်သည့် အော်ဂဲနစ်ပစ္စည်း အမျိုးအစားများစွာရှိပြီး ၎င်း၏အဓိကဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ အစိတ်အပိုင်းများ (ဥပမာ- cellulose၊ hemicellulose၊ starch၊ pectin၊ etc.), lipids အတန်းအစားနှင့် ပရိုတင်း။ဤရှုပ်ထွေးသောအော်ဂဲနစ်ဒြပ်စင်အများစုသည် ရေတွင်မပျော်ဝင်နိုင်ဘဲ ပထမဦးစွာပျော်ဝင်နိုင်သောသကြားများ၊ အမိုင်နိုအက်ဆစ်နှင့် ဖက်တီးအက်ဆစ်များအဖြစ်သို့ သေးငယ်သောဇီဝသက်ရှိများစုပ်ယူအသုံးပြုနိုင်ရန်နှင့် အသုံးမပြုမီ ဆဲလ်လူလာအင်ဇိုင်းများမှလျှို့ဝှက်ထားသော extracellular အင်ဇိုင်းများဖြင့် ပြိုကွဲသွားရမည်ဖြစ်သည်။စော်ဖောက်ထားသော ဘက်တီးရီးယားများသည် အထက်ဖော်ပြပါ ပျော်ဝင်နိုင်သော အရာများကို ဆဲလ်များထဲသို့ စုပ်ယူပြီးနောက် ၎င်းတို့ကို အချဉ်ဖောက်ခြင်းဖြင့် acetic acid၊ propionic acid၊ butyric acid နှင့် alcohols အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲသွားကာ ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှင့် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် အချို့ကို တစ်ချိန်တည်းတွင် ထုတ်လုပ်ပါသည်။ဇီဝဓာတ်ငွေ့စော်ဖောက်နေစဉ်အတွင်း အချဉ်ဖောက်ထားသောဟင်းရည်တွင် acetic acid၊ propionic acid နှင့် butyric acid စုစုပေါင်းပမာဏကို total volatile acid (TVA) ဟုခေါ်သည်။ပုံမှန်အချဉ်ပေါက်သည့်အခြေအနေအောက်တွင်၊ အက်ဆစ်အက်ဆစ်သည် စုစုပေါင်းထုတ်ထားသောအက်ဆစ်တွင် အဓိကအက်ဆစ်ဖြစ်သည်။ပရိုတင်းဓာတ်များ ပြိုကွဲသွားသောအခါ၊ ထုတ်ကုန်များအပြင်၊ အမိုးနီးယား ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဆာလ်ဖိုင်ဒ်လည်း ရှိလိမ့်မည်။Hydrolytic fermentation လုပ်ငန်းစဉ်တွင် ပါဝင်သော စော်ဖောက်နိုင်သော ဘက်တီးရီးယား အမျိုးအစားများစွာ ရှိပြီး Clostridium၊ Bacteroides၊ Butyric acid bacteria၊ Lactic acid bacteria, Bifidobacteria နှင့် Spiral bacteria အပါအဝင် လူသိများသော မျိုးစိတ် ရာပေါင်းများစွာ ရှိပါသည်။အဆိုပါဘက်တီးရီးယားအများစုသည် anaerobes များသာမက facultative anaerobes များဖြစ်သည်။[1]
Methanogens များ
ဇီဝဓာတ်ငွေ့စော်ဖောက်ချိန်တွင်၊ မီသိန်းဓာတ်သည် မီသနိုဂျင်ဟုခေါ်သော အထူးပြုဘက်တီးရီးယားအုပ်စုတစ်စုကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသည်။Methanogens များတွင် hydromethanotrophs နှင့် acetomethanotrophs များပါဝင်ပြီး ၎င်းသည် အစားအသောက်ကွင်းဆက်ရှိ နောက်ဆုံးအုပ်စုဝင်များဖြစ်သည်။၎င်းတို့တွင် ပုံစံအမျိုးမျိုးရှိသော်လည်း အစာကွင်းဆက်ရှိ ၎င်းတို့၏အခြေအနေသည် ၎င်းတို့အား ယေဘူယျဇီဝကမ္မလက္ခဏာများရှိသည်။ပြင်ပ ဟိုက်ဒရိုဂျင် လက်ခံနိုင်မှု မရှိတော့သဖြင့် ဘက်တီးရီးယား ဇီဝြဖစ်ပျက်မှု ပထမအုပ်စုသုံးစု၏ နောက်ဆုံးထွက်ကုန်များကို ဓာတ်ငွေ့ထွက်ပစ္စည်းအဖြစ် မီသိန်းနှင့် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပေးသည်၊ သို့မှသာ အော်ဂဲနစ်ဒြပ်စင်များ ပြိုကွဲပျက်စီးမှုကို အောင်မြင်စွာ ပြီးမြောက်နိုင်မည်ဖြစ်သည်။

အပင်အာဟာရဖြေရှင်းချက် လုပ်ငန်းစဉ်ရွေးချယ်မှု-
အပင်အာဟာရဖြေရှင်းချက်ထုတ်လုပ်မှုသည် ဇီဝဓာတ်ငွေ့ဆားရီတွင် အကျိုးပြုအစိတ်အပိုင်းများကို အသုံးပြုရန်နှင့် ကုန်ချောထုတ်ကုန်တွင် ပိုမိုကောင်းမွန်သောလက္ခဏာများရရှိစေရန် လုံလောက်သောသတ္တုဒြပ်စင်များထည့်ရန် ရည်ရွယ်သည်။
သဘာဝ macromolecular အော်ဂဲနစ်ဒြပ်တစ်ခုအနေဖြင့်၊ humic acid သည် ကောင်းမွန်သော ဇီဝကမ္မလုပ်ဆောင်မှုနှင့် စုပ်ယူမှု၊ ရှုပ်ထွေးမှုနှင့် ဖလှယ်မှုဆိုင်ရာ လုပ်ဆောင်ချက်များ ရှိသည်။
chelation ကုသမှုအတွက် humic acid နှင့် biogas slurry ကိုအသုံးပြုခြင်းသည် biogas slurry ၏တည်ငြိမ်မှုကိုတိုးမြင့်စေပြီး trace element chelation ကိုထည့်သွင်းခြင်းဖြင့် သီးနှံများသည် trace element များကိုပိုမိုကောင်းမွန်စွာစုပ်ယူနိုင်စေပါသည်။

Humic acid chelation လုပ်ငန်းစဉ် နိဒါန်း-
Chelation ဆိုသည်မှာ သတ္တုအိုင်းယွန်းများပါဝင်သော heterocyclic ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံ (chelate ring) ကို ပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းရန် တူညီသောမော်လီကျူးနှစ်ခု သို့မဟုတ် ထို့ထက်ပိုသော ပေါင်းစပ်အက်တမ် (သတ္တုမဟုတ်သော) နှင့် ချိတ်ဆက်ထားသည့် ဓာတုတုံ့ပြန်မှုကို ရည်ညွှန်းသည်။အကျိုးသက်ရောက်မှုမျိုး၎င်းသည် ဂဏန်းခြေသည်းများ၏ chelation effect နှင့် ဆင်တူသောကြောင့် နာမည်တွင်သည်။chelate ring ၏ဖွဲ့စည်းမှုသည် chelate မဟုတ်သော ရှုပ်ထွေးမှုထက် တူညီသောဖွဲ့စည်းမှုနှင့်ဖွဲ့စည်းပုံပါရှိသော chelate ကိုပိုမိုတည်ငြိမ်စေသည်။chelation ကြောင့်ဖြစ်ရတဲ့ တည်ငြိမ်မှုတိုးလာမှုကို chelation effect လို့ခေါ်ပါတယ်။
မော်လီကျူးတစ်ခု သို့မဟုတ် မော်လီကျူးနှစ်ခုနှင့် သတ္တုအိုင်းယွန်းတို့၏ ပေါင်းစပ်လုပ်ဆောင်မှုမှတစ်ဆင့် လက်စွပ်ဖွဲ့စည်းပုံဖြစ်လာသည့် ဓာတုတုံ့ပြန်မှုကို chelation သို့မဟုတ် cyclization ဟုခေါ်သည်။လူ့ခန္ဓာကိုယ်က စုပ်ယူလိုက်တဲ့ သံဓာတ်တွေထဲမှာ 2-10% သာ စုပ်ယူပါတယ်။သတ္တုဓာတ်များကို အစာချေနိုင်သောပုံစံအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲသောအခါ၊ ၎င်းကို "chelate" ဒြပ်ပေါင်းတစ်ခုဖြစ်အောင် ပြုလုပ်ရန် အမိုင်နိုအက်ဆစ်များကို ပေါင်းထည့်ကြသည်။ပထမဦးစွာ Chelation ဆိုသည်မှာ သတ္တုဓာတ်များကို အစာကြေစေသောပုံစံများအဖြစ် စီမံဆောင်ရွက်ပေးခြင်းဖြစ်သည်။အရိုးအစားအစာ၊ dolomite စသည်တို့ကဲ့သို့သော သာမန်သတ္တုထွက်ပစ္စည်းများကို "chelated" လုံးဝမပြုလုပ်သင့်ပါ။ထို့ကြောင့်၊ အစာချေမှုလုပ်ငန်းစဉ်တွင်၊ ၎င်းသည် ဦးစွာ "chelation" ကုသမှုကိုခံယူရမည်ဖြစ်သည်။သို့သော်၊ လူအများစု၏ခန္ဓာကိုယ်ရှိ “chelate” ဒြပ်ပေါင်းများ (chelate) ဒြပ်ပေါင်းများအဖြစ် သတ္တုဓာတ်များဖွဲ့စည်းခြင်း၏ သဘာဝဖြစ်စဉ်သည် ချောမွေ့စွာ အလုပ်မလုပ်ပါ။ထို့ကြောင့်၊ သတ္တုဓာတ်ဖြည့်စွက်စာများသည် အသုံးမဝင်လုနီးပါးဖြစ်သည်။လူ့ခန္ဓာကိုယ်မှ စားသုံးမိသော အရာများသည် ၎င်းတို့၏ အာနိသင်ကို အပြည့်အဝ မစွမ်းဆောင်နိုင်သည်ကို ဤအချက်မှ ကျွန်ုပ်တို့ သိရှိပါသည်။လူ့ခန္ဓာကိုယ် အများစုသည် အစာကို ထိရောက်စွာ ချေဖျက်နိုင်ပြီး စုပ်ယူနိုင်စွမ်း မရှိပေ။ဓာတ်မတည့်သောသံများထဲတွင် 2% မှ 10% သာအမှန်တကယ်ကြေညက်ပြီး 50% မှထုတ်လွှတ်သောကြောင့်လူ့ခန္ဓာကိုယ်သည် "chelated" သံပြီးသားဖြစ်သည်။“ကုသထားတဲ့ သတ္တုဓာတ်တွေရဲ့ အစာချေဖျက်မှုနဲ့ စုပ်ယူမှုက မကုသရသေးတဲ့ သတ္တုဓာတ်တွေထက် ၃-၁၀ ဆ ပိုများပါတယ်။ပိုက်ဆံနည်းနည်းပိုသုံးရင်တောင် တန်တယ်။
လက်ရှိအသုံးများသော အလတ်စားနှင့် ခြေရာခံဒြပ်စင်ဓာတ်မြေသြဇာများကို များသောအားဖြင့် သီးနှံများမှ စုပ်ယူ၍ အသုံးမပြုနိုင်ပါက မြေဆီလွှာရှိ မြေဆီလွှာတွင် အလွယ်တကူ မပြုပြင်နိုင်သောကြောင့်၊ယေဘုယျအားဖြင့်၊ မြေဆီလွှာရှိ chelated သဲလွန်စဒြပ်စင်များ၏ အသုံးချမှုထိရောက်မှုသည် inorganic trace ဒြပ်စင်များထက် မြင့်မားသည်။chelated trace ဒြပ်စင်များ၏စျေးနှုန်းသည် inorganic trace ဒြပ်စင်ဓာတ်မြေသြဇာများထက်ပိုမိုမြင့်မားသည်။