MUHIMU: ujue mtambo wa biogas

Utangulizi

Bayogesi (biogas) ni kitu gani?

Bayogesi ni mchanganyiko wa gesi inayoundwa na viasilia mbalimbali vinavyotengenezwa katika mazingira ya kutokuwepo hewa (oksijeni) ambayo asilimia kubwa ni gesi ya methane (CH₄). Bayogesi ambayo aghalabu hutokana na kinyesi cha wanyama, masalia ya mimea na kinyesi cha binadamu inaweza kuzalishwa na kutumika kupikia na hata matumizi mengine kama vile kuendeshea mitambo mbalimbali. Matumizi ya gesi hii kwa mtu ambaye ana mifugo kama vile nguruwe, ng’ombe yanaweza kusaidia kuondokana na gharama za kununua nishati ya kuni, mkaa, umeme na hata gesi asilia inayochimbwa ardhini. Gesi hii inapunguza gharama za watumiaji wa vyanzo vingine vya nishati. Mfano, gharama za nishati ya umeme na gesi asilia ni ghali sana hasa kwa mtumiaji atakayedhamiria kutumia jiko la umeme au jiko la gesi lakini kwa gesi hii ya samadi mtumiaji itamgharimu muda wake tu kujaza samadi na maji kila siku na atakuwa hana malipo ya pesa kila mwezi kama itakavyomlazimu kulipia umeme na gesi asilia kila mwezi, na hata kuni ambazo watumiaji wengine hununua.

Mnyambulisho wa viambata Vya bayogesi

Kimsingi, bayogesi huwa na mchanganyiko wa gesi za aina mbalimbali, lakini inayopatikana kwa kiwango kikubwa ni gesi ya methane. Mgawanyiko huo kwa asilimia ni kama ifuatavyo:-

Methane (50%)

Carbondioxide (25%)

Naitrojeni (10%)

Sulphur dioxide ( 5%)

Haidrojeni (1%)

Gesi nyingine (9%)

Zingatia kwamba asilimia zilizooneshwa katika mabano zinaweza kubadilika kutokana na malighafi inayotumika kutengeneza bayogesi (samadi, majani, masalia ya chakula n.k.) na hali ya unyevunyevu wa malighafi hizo.

Uzalishaji wa bayogesi

Samadi ghafi inayotokana na kinyesi cha wanyama (kama vile kuku, nguruwe, ng’ombe na punda) kinaundwa na viasili vya Kaboni, Haidrojeni, Oksijeni Naitrojeni na Salfa. Viasili hivi hutengeneza sukari, mafuta na protini. Kinyesi au samadi humeng’enywa na bakteria ambao huvunjavunja kinyesi hicho kutoka katika hali ya protini, mafuta na sukari na kutengeneza muunganiko wa viasili ulio rahisi zaidi. Mmeng’enyo wa samadi (kinyesi) kwa kutokuwepo wa gesi ya oksijeni hutengeneza hewa ya ukaa (carbóndioxide). Mmengenyo wa samadi bila ya uwepo wa oksijeni huzalisha gesi ya methane (CH₄) ambayo ndio inayowaka hasa. Gesi hii itokanayo na kinyesi huzalisha kilojuli 5,200 hadi 5,800 kwa meta moja ya ujazo.

Bayogesi huweza pia kuzalishwa kutokana na masalia ya mimea, kama vile masalia ya zao la mkonge, masalia ya kakao au masalia ya kahawa baada ya kutolewa ganda na nje. Malighafi hizi zote huweza kuzalisha bayogesi iwapo zitachachushwa katika mazingira yasiyo na hewa (anaerobic condition).

Aina za Mitambo ya Kuzalishia Bayogesi

Kuna aina kadhaa za mitambo ya kuzalishia bayogesi, ambayo inapatikana Tanzania. Aina hizi ni kama ifuatavyo.

Fixed Dome Biogas Digester (CAMARTEC/Hydraulic/Chinese)

Mitambo ya aina hii ilianza kutengenezwa nchini China kuanzia mwaka 1936 na ikasamabaa India mnamo mwaka 1937. Aina hii ya mitambo ya bayogesi hujengwa katika maumbo ya mviringo wa nusu duara, na huwa na sehemu kuu tano. Sehemu ya kwanza huwa ni sehemu ya kuchanganyia samadi na maji, sehemu ya pili ni ya kuchachushia, sehemu ya tatu huwa ya kuhifadhia gesi, sehemu ya nne ni ya kuhifadhia samadi ambayo imeshatumika kuzalisha gesi. Sehemu ya tano ni ile ya matumizi, yaani jiko au oveni, au jenereta.

Aina hii ya mitambo hujulikana sana kama CAMARTEC (kufuatia kusambazwa kwa wingi na kituo hiki cha kuhawilisha teknolojia za kilimo kwa ajili ya matumizi vijijini, kituo hiki kipo mkoani Arusha). Lakini pia, mpango wa serikali wa Miradi ya Gesi ya Samadi Dodoma (MIGESADO) ulijenga kwa wingi sana aina hii ya mitambo katika mkoa wa Dodoma. Shirika lingine linalohusika na ujenzi wa mitambo ya aina hii ni Shirika la Maendeleo na Uholanzi (SNV), lenye tawi lake mkoani Arusha. Nao wanajenga kwa wingi sana mitambo ya aina hii. Chanzo cha malighafi kwa mitambo hii ni samadi ya wanyama na kinyesi cha wanadamu.

Floating Drum/Gobar Biogas Digester

Aina hii ya mitambo sio maarufu sana kwa hapa kwetu Tanzania. Mitambo hii hutengenezwa kwa kutumia matanki makubwa ya plastiki (ya kuanzia ukubwa wa lita 1000), yanayobebana. Tanki kubwa huwa linatangulia chini na ndilo ambalo huwa na malighafi kwa ajili ya kutengenezea gesi. Tanki dogo hubebwa na hili kubwa, na huwa jepesi kwa sababu linakuwa linabeba gesi, kwa hiyo huwa linaelea juu ya hili kubwa. Tanki hili dogo huwa na kitu kizito cha kulikandamiza kwa juu yake, ili lisiweze kutumbishwa na upepo uvumao. Malighafi inayotumika kuzalishia gesi kwa mitambo ya aina hii ni masalia ya chakula yatokayo majumbani na mahotelini

< 3.Vacvina Biogas Digester

Asili ya mtambo huu ni nchini Vietnam, na inapatikana nchini Tanzania. Aina hii ya mitambo huwa na sehemu kuu nne ambazo ni tanki la kuchanganyia samadi na maji, tanki la kuchachushia samadi na kuzalishia gesi, tanki la kuhifadhia samadi iliyokwishatumia, mirija ya kusafirishia gesi kwenda katika vihifadhio, vihifdahio vya gesi (karatasi za nailoni ngumu) na sehemu ya kutumia gesi (jiko, oveni au jenereta). Matanki ya mtambo huu hujengwa kwa matofali ya kuchoma na saruji au matofali ya mchanga na saruji. Vitako vyaa matanki haya hujengwa kwa zege, ili kuongeza uimara na kuhimili uzito wa mchanganyiko wa samadi na maji.

Picha hiyo hapo juu inaonesha matanki ya kuchachushia masalia ya mkonge kwa ajili ya kuzalishia bayogesi, katika kiwanda cha mkonge kilicho Hale mkoani Tanga

4. Plastic Bag Biogas digester

Hii ni aina nyingine ya mitambo ya bayogesi ambayo inapatikana Tanzania. Uchachushaji wa malighafi kwa ajili ya kuzalisha gesi kwa kutumia mtambo huu hufanyika kwenye mfuko mgumu sana wa plastiki, ambao huwa na sehemu ya kuingizia mchanganyiko wa samadi na maji, na sehemu ya kutolea gesi kwwenda kwenye matumizi. Mfuko huu mgumu wa plastiki aghalabu hufukiwa ardhini ili kuulinda dhidi ya jua kali na kutoboka kutokana na shughuli za kibinadamu. Kwa aina hii ya mtambo, gesi huhifadhiwa katika sehemu ya juu ya mfuko huu, kabla haijasafirishwa kwenda kwenye matumizi. Mtambo huu ni wa gharama rahisi kidogo ukilinganisha na mingine ambayo imeorodheshwa hapo juu, kutokana na kutohitaji ujenzi unaohusisha matofali, zege ama saruji. Lakini shida yake ni kwamba mifuko hii haipatikani kwa urahisi hapa Tanzania, mara nyingi huagizwa kutoka nje ya nchi.

Picha: Vihifadhio vya bayogesi, kutoka katika mtambo wa Vacvina

Matumizi ya Bayogesi

Nishati katika Majiko

Bayogesi kutumika kama nishati katika majiko, kuendeshea mitambo kama vile magari na jenereta za kuzalishia umeme. Kwa Tanzania, bayogesi imekuwa ikitumika katika majiko maalum ya gesi kwa kupikia aghalabu na watu wenye mifugo ambao wana uhakika na upatikanaji wa samadi.

Picha: Majiko yanayotumia bayogesi

Nishati ya Kuendeshea Mitambo (mashine, magari, jenereta za kuzalishia umeme)

Bayogesi hutumika kuzalisha umeme. Mfano mzuri ni mtambo wa kuzalisha umeme ulio katika mashamba ya Katani Limited yaliyo katika mji wa Hale mkoani Tanga. Mahali hapo kuna jenereta ya ukubwa wa kilowati 150 kwa ajili ya kuzalisha umeme, ambayo huendeshwa kwa kutumia bayogesi. Kabla ya gesi kutumika katika mitambo, kwanza huchujwa kwanza katika chujio maalum lililo na kemikali za madini ya chuma, ili kuondoa gesi ya ‘hydrogen sulphide’ (H2S) ambayo huathiri sana mitambo kwa kusababisha kutu. Hali kadhalika, hewa ukaa (CO2) nayo huondolewa katika mfumo huu wa uchujaji huu, ili kufanya gesi ya methane iwe safi kabla ya kutumika katika mitambo husika. Kwa gesi inayotumika kuendeshea magari, yenyewe hupozwa kabisa na kuwa katika mfumo wa kimiminika, ili iwe rahisi kuhifadhiwa na kutumika. Magari ya namna hii yanapatikana nchini Sweden.

Picha: Jenereta ya kuzalisha umeme, inayoendeshwa kwa kutumia bayogesi. Ina ukubwa wa kilowati 150 na inapatika katika kiwanda cha mkonge cha Katani Limited, kichopo Hale Mkoani Tanga. Aliyesimama hapo kwenye jenereta ni Mhandisi Gilead Kissaka, meneja wa kiwanda .

Mbolea Itokanayo na Samadi Iliyokwishameng’enywa

Baada ya bayogesi kuzalishwa, masalia ya samadi ambayo huwa imemeng’enywa hutolewa nje ya tanki la kuchachushia mara samadi mpya inapowekwa katika tanki, kupitia chemba maalum ya kuingizia mchamganyiko wa samadi. Samadi iliyomeng’enywa hutumika kama mbolea ya kukuzia mimea. Inafaa sana kwa kustawisha mimea ya aina mbalimbali.