19 November 2019

News Flash

कचरा कुजतो, इंधन देतो!

बायोगॅस देणारी संयंत्रे कुजणाऱ्या कचऱ्यावर चालू शकतात, फक्त यासाठीची जैवरासायनिक प्रक्रिया निराळी असते.

बायोगॅस देणारी संयंत्रे कुजणाऱ्या कचऱ्यावर चालू शकतात, फक्त यासाठीची जैवरासायनिक प्रक्रिया निराळी असते. या ओल्या कचऱ्यावर आधारित बायोगॅस संयंत्रे सामूहिकरीत्या वापरली गेली, तर इंधनाची सोय भले १५ ते ३० टक्केच होईल, पण उकिरडय़ामुळे होणारे अन्य दुष्परिणाम मात्र पूर्णत थांबतील!

Untitled-16
वाचक विचारणा करीत आहेत- कचऱ्यापासून बायोगॅस व पुढे वीजनिर्मिती खर्चीक दिसते आहे. वीजपुरवठा करणाऱ्या कंपन्या चार ते आठ रुपयांना एक युनिट वीज विकत आहेत (१ युनिट= १ ‘हऌ = एक १०० वॉटचा बल्ब दहा तास जाळण्यासाठी लागणारी वीज). कचऱ्यापासून वीजनिर्मितीचा अव्यापारेषु व्यापार कशासाठी? माझ्या मते मूळ प्रश्नाचे उत्तर आपण आधी दिले पाहिजे. कुजणाऱ्या कचऱ्यापासून वीजनिर्मिती करणे हा आपला मूळ उद्देश आहे का- की आपल्याला धूर, घाण वास, कावळे, डास, माश्या, उंदीर, पिसाळलेली कुत्री व त्यासोबत येणारे आजार थोपवायचे आहेत?
कुजणाऱ्या कचऱ्याचा यक्षप्रश्न
भारतात सुमारे ५५ मोठी शहरे व महानगरे (१० लाखांपेक्षा जास्त लोकसंख्या), ४२५ मध्यम ते मोठय़ा आकाराची शहरे (१ ते १० लाख लोकसंख्या) व ७,५०० नगरे आहेत. नगर म्हणजेच नागरी केंद्र (अर्बन सेंटर) ठरवताना ७५% पेक्षा जास्त कामकरी पुरुष जर बिगर-शेती व्यवसाय वा नोकरीत असतील तरच त्याला नागरी केंद्र म्हणतात. अन्यथा ते खेडे मानतात. छोटी नगरे भारतात ५ ते १० हजार लोकवस्तीची असतात. दुर्गम खेडी, आदिवासी पाडे वा वस्त्या मात्र अगदी २५-५० उंबऱ्यांच्याही असू शकतात.
भारतात अदमासे पाच लाख खेडी आहेत! सुमारे ६०टक्के भारतीय आजमितीला खेडय़ात राहतात. भारताची लोकसंख्या जर १२० कोटी मानली तर ४८ कोटी भारतीय शहरी भागात वस्तीला आहेत. येत्या दहा वर्षांत भारताने स्वतसमोर ठेवलेले प्रगती व विकासाचे उद्दिष्ट जर खरोखरच गाठले तर आठ टक्के विकासदर राखताना शहरीकरण वाढेल व शहरातली लोकसंख्या ६०-६५ कोटी होईल!
शहरी कचरा आज तरी लगतच्या खेडय़ातच फेकला जात आहे. कालौघात शहराच्या सीमा रुंदावल्यावर घनकचरा आणखी दूर सीमेपलीकडल्या खेडय़ातच पुन्हा नेऊन उपडा केला जातो. राजकीय व प्रशासकीय दट्टय़ा वापरून व विकासकामे करू असे सांगून मधाच्या बोटावर खेडय़ांची बोळवण केली जाते व नव्या विस्तारित कचरापट्टीचा जन्म होतो. कचऱ्याचे जीवनचक्र, कचऱ्याचे अर्थकारण व राजकारण हे थोडय़ाफार फरकाने भारतभर सारखेच आहे.
सार्वजनिक आरोग्य व्यवस्थेपुढचा खरा यक्षप्रश्न हा साथीचा रोग व दूषित पाण्याशी निगडित आहे. आठवून पाहा.. किती साथीचे रोग गेल्या दशकात अस्वच्छ दाटीवाटीच्या शहरी वस्त्या व पाणी-हवा प्रदूषणाशी निगडित होते. आपण कचऱ्याचे घटक जाणतो. प्रक्रिया करून पुनर्वापर व पुनर्चक्रित (रीयूज अँड रीसायकल) करण्याजोगे घटक हे बहुश: ‘न कुजणाऱ्या’ वर्गातील आहेत (उदा. काच, कागद, प्लॅस्टिक). रोज निर्माण होणाऱ्या कुजणाऱ्या कचऱ्याला मात्र कुणी वाली नाही. स्थानिक स्वराज्य संस्थेच्या कचरा व्यवस्थापन यंत्रणेमार्फत जर तो उचलला गेला नाही तर नागरिकांचे अतोनात हाल होतात. दरुगधी, डास, माश्या व उंदीर हे त्याचे वरवरचे दृश्य परिणाम. दूरगामी दुष्परिणाम तर सांगायलाच नकोत!
जैव रासायनिक प्रक्रिया
सूक्ष्मजीवांच्या उपयोगातून जैवरासायनिक प्रक्रियेने कुजण्याजोगे घनकचऱ्याचे रूपांतर उड2 (कार्बन डायऑक्साइड वायू), पाणी व इतर वायू व संयुगांमध्ये होते. जर या रूपांतर प्रक्रियेत कचऱ्यासोबत हवा (मुख्यत: ऑक्सिजन) वापरला गेला तर उड2 व पाणीच तयार होते. ज्वलनशील वायू (उऌ4 म्हणजे मिथेन) तयार होत नाही. कुजणाऱ्या कचऱ्याचे खत (कंपोस्ट) तयार करताना पुन:पुन्हा ढिगारे हलवतात व थरही कमी जाडीचे पसरवून टाकतात आणि त्यातून खत तयार होते. मिथेन वायू नाममात्र तयार होतो. मात्र ऑक्सिजन दूर ठेवून जर जैवरासायनिक प्रक्रिया घडवून आणली तर बायोगॅस (उड2 + उऌ4) व पाणी तयार होते. शिवाय खतही मिळते. या पद्धतीत खत व ज्वलनशील इंधनाचा वायू मिळत असल्याने शक्यतो ऑक्सिजनविरहित रूपांतर करण्याकडे कल असतो. त्याचे शास्त्र समजावून घेऊ.
आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे जैवरासायनिक प्रक्रिया ऑक्सिजनचा अभाव असणाऱ्या परिस्थितीत अनेक गुंतागुंतीच्या बदलांद्वारा कुजण्याजोग्या कचऱ्यातून बायोगॅस तयार करतात. प्रत्येक खाद्य संस्कृतीत वेगवेगळे खाद्यघटक असतात. त्यामुळे कचऱ्यात फेकलेले उष्टे-खरकटे व स्वयंपाक करताना तयार होणारा कचरा वेगळा असतो. त्यांच्यातील कबरेदके, प्रथिने, स्निग्धांश व खनिजे वेगळ्या वेगळ्या गुणोत्तरात आढळतात. त्यामुळे त्यातून निघणाऱ्या बायोगॅसचे प्रमाण व मिथेन कार्बन डायऑक्साइडचे गुणोत्तर निराळे असते. सहसा ५५टक्के मिथेन व ४५ टक्के कार्बन डायऑक्साइड आढळतो. भाजी मंडईतील कुजण्यायोग्य कचरा किंवा घरातील वा हॉटेलातील स्वयंपाकघरातील कचरा वेगळा असतो. भाज्यांमध्ये कबरेदके, शर्करा, लिग्नीन जास्त असेल तर अन्नामध्ये स्निग्धांश व प्रथिने. त्याचा परिणाम प्रक्रियेला लागणारा काळ व मिथेनचा अंश बदलण्यावर होतो.
तंत्रज्ञानाचे वर्ग
दोन प्रकारचे तंत्रज्ञान वापरले जाते. संयंत्र तुटक पद्धतीने (बॅच ऑपरेशन ) किंवा विश्रांतीशिवाय (कंटिन्युअस ऑपरेशन) वापरता येणारे योजता येतात. दोन्ही तंत्रामध्ये स्वत:चे फायदे व तोटे असतात. तुटक पद्धतीचे तंत्रज्ञान विकसनशील देशात जास्त प्रचलित आहे. त्यातही दोन टप्प्यांतील योजना खर्चीक पण जास्त खात्रीलायक मानल्या जातात. पहिल्या टप्प्यामध्ये बऱ्याचशा प्रक्रिया करून घेऊन, दुसऱ्या टप्प्यामध्ये मेथॅनोजेनेसिसची अंमळ हळू चालणारी प्रक्रिया स्वतंत्र रिअ‍ॅक्टरमध्ये करता येते. मेथॅनोजेनेसिस्चा टप्पा जर विश्रांतीशिवाय चालवला तर मिथेनचा टक्का वाढवता येतो व रिअ‍ॅक्टर छोटा करून (तुलनेने) संयंत्र चालवण्याचा खर्च कमी करता येतो.
याउलट काही तंत्रज्ञानात‘कोरडी’ तर काही ठिकाणी ‘ओली’ प्रक्रिया केली जाते. कोरडय़ा पद्धतीत जसा असेल तसा कचरा कूट करून ‘मिक्सर-ग्राइंडर’सारख्या संयंत्रात टाकला जातो. मात्र ओल्या संयंत्रात कूट केलेला कचरा सुमारे आठपट वजनाच्या पाण्याबरोबर मिसळून संयंत्रात टाकला जातो. सहसा प्रक्रिया न केलेले सांडपाणी वापरण्याची प्रथा आहे. ओल्या प्रक्रिया नाजूक पण मोठा फायदा देणाऱ्या असतात. कोरडी प्रक्रिया वेळखाऊ पण बऱ्यापैकी तगडेपणाने कचऱ्याच्या घटकातील बदल, इतर विषारी द्रव्ये, वायू व तापमानातील चढउतार इ. गोष्टी सहन करतो.
जगात वर सांगितलेले सर्व प्रकारचे तंत्रज्ञान मोठय़ा प्रमाणात वापरले जाते. ऑक्सिजनच्या सहवासात कॉम्पोस्टिंग करून केवळ खत मिळवण्यापेक्षा ऑक्सिजनविरहित खत व बायोगॅसनिर्मिती बहुतेकांच्या पसंतीस उतरते. छोटय़ा वस्त्या, हॉटेल्स, होस्टेल्स, पर्यटनस्थळे, कारखान्यांच्या कॉलनीज, सैन्यदळे, प्राणिसंग्रहालय, जहाजे, शेती व्यावसायिकांच्या वसाहती किंवा मोठय़ा इमारती, गृहनिर्माण संस्था वा घरगुती वापरासाठी बायोगॅसचा उपयोग स्वयंपाकासाठी व घर उष्ण करण्यासाठी फायदेशीर ठरतो. प्रति माणशी २०० ते ४०० ग्राम कुजणारा कचरा रोज तयार होतो. त्याचा उपयोग करून जर बायोगॅस व खत तयार केले तर त्या समूहाच्या १५ ते ३० टक्के इंधनाची सोय होते व बहुतेक वेळा बागबगीच्याला लागणाऱ्या खताची सुमारे १००टक्के सोय होते!
वर वर्णन केलेले बायोगॅसचे तंत्रज्ञान वेगवेगळ्या संयंत्रांच्या नावाने प्रचलित आहे. उदा. यू.ए.एस.बी. रिअ‍ॅक्टर, बायोगॅस प्लान्ट, डायजेस्टर व बायोमेथेनेशन संयंत्र, निसर्गऋण, इ. या सगळ्या संयंत्रामध्ये थोडय़ाफार फरकाने सारख्याच पद्धतीच्या प्रक्रिया होतात. बायोगॅसचा उपयोग करून वीजनिर्मिती करता येते. मात्र त्यात ऊर्जेची थोडी तूट सहन करावी लागते. खेडी, दूरवरच्या वाडय़ा, शहरापासून तुटलेल्या व्यावसायिक वस्त्या अशा प्रकारे वीजही निर्माण करतात व त्याचा उपयोग करून रस्त्यावरचे दिवे व पाण्याचे पंप चालवायला लागणारी ऊर्जा निर्माण करतात.
न कुजणाऱ्या कचऱ्यापासून इंधननिर्मितीविषयी पुढल्या लेखात.

 

प्रा. श्याम आसोलेकर
लेखक आयआयटी-मुंबई येथील ‘पर्यावरणशास्त्र व अभियांत्रिकी केंद्रा’त प्राध्यापक आहेत.
ईमेल asolekar@gmail.com 

 

First Published on April 21, 2016 3:47 am

Web Title: biogas production procedure
टॅग Biogas
Just Now!
X