生物质
自古以来，许多村庄都以牛粪和农业废弃物作为燃料来烹饪食物。然而，它不是一种有效的能源作为燃料使用，因为它的效率极低，这意味着它们产生的能量极低，燃烧时会产生大量的烟雾。这种烟雾对环境和准备餐点的人都是有害的。众所周知，一个地区会产生大量的农场废弃物和牛粪。那么，有没有一种方法可以将它们变成我们可以用作能源的形式？答案是肯定的，我们可以通过建立沼气厂将其转化为沼气。
什么是生物质？
The dead elements of plants and trees, as well as animal feces, are referred to as biomass. Biomass is organic matter that is used as a fuel to generate energy. Wood, agricultural waste (crop leftovers), and cow dung are all examples of biomass.
太阳能呈现自身的另一种方式是通过生物质。这是因为所有产生生物质的植物和树木，如木材，都是利用太阳能生长的。
甚至动物粪便（如牛粪）也是由牛通过摄取借助阳光能量产生的植物性食物而产生的。由于木材、农业废弃物和牛粪等生物质燃料都是植物和动物产品，因此被称为此类（或生物燃料）。
生物质是一种可再生能源，因为它来源于可以无限复制的植物（或动物）。
从生物质中提取能量的不同方法：
生物质提取的各种方法大致可分为：
固体燃料燃烧：从生物质中提取能量的最简单方法可以直接通过固体物质的燃烧来完成。许多发展中国家，尤其是农村地区，大部分能源需求是通过燃烧木材、动物粪便和其他生物质来获得的。但是燃烧可能效率低下。
气化：气化可以定义为将固体燃料暴露在高温和有限氧气下以产生气态燃料的过程。气化是一氧化碳、二氧化碳、氮气、氢气和甲烷等气体的混合物。与燃烧固体燃料相比，气化具有许多优点。产生的气体之一，如甲烷，可以像天然气一样处理并用于相同的目的。
麻痹：麻痹是一项古老的技术，它涉及加热生物质以驱除挥发性物质，留下称为木炭的黑色残留物。它的能量密度是其原始材料的两倍。木炭将是原始生物质重量的一半，其包含的能量与使燃料更易于运输的能量相同。木炭在比原始生物质更高的温度下燃烧，使其对制造过程更有用。
消化：生物质消化在厌氧菌的作用下进行，这些微生物生活在沼泽底部或有时在其他没有空气的地方，消耗死亡的有机物来产生甲烷和氢气等其他物质。我们可以让这些细菌为我们工作，通过将人类污水或动物粪便等有机物放入称为消化器的罐中并添加这些细菌，我们可以收集可用作能源的排放气体。
发酵：与上述相比，发酵并不是一个新概念。通过发酵过程从生物质中生产燃料只是这一旧过程的延伸。现在可以使用范围广泛的植物或其材料，从甘蔗到木纤维。例如，小麦厂的废物已被用于通过发酵生产乙醇，然后将其与柴油混合以生产“dishelm”。
厌氧消化：厌氧消化可以定义为将复杂的有机物质（如动物粪便）转化为甲烷和其他副产品的生化降解过程。厌氧消化装置促进粪便分解成简单的有机物和气态沼气产品。沼气可由厌氧菌的活动形成。在环境温度下，微生物的生长以及沼气的产生非常缓慢。沼气包含约 60% 的甲烷、40% 的二氧化碳和 0.2 至 0.4% 的硫化氢。
沼气厂
The biogas plant is a dome-shaped building. Organic material, such as waste food waste, lipids, sludge, cow dung, and so on, is combined with water and fed into the digester via the entrance depicted in the image. The digester is a sealed room where organic matter is decomposed anaerobically.
几天后，有机物完全分解，释放出甲烷、二氧化碳、氢气和硫化氢等气体。然后这些气体通过管道从消化器上方的储罐中抽出，并通过分散路径送到周围的中心供使用。
建设沼气厂：
沼气厂是砖和水泥结构，具有以下部分：
- 消化器：消化器是一个没有氧气的封闭室，因此在室内进行消化器厌氧氧化。
- 气罐：在蒸煮器中进行厌氧氧化后，气体被释放到气罐中。
- 混合罐：在混合罐中加入一些水，将牛粪和农场废弃物混合。
沼气厂的工作：
从沼气厂中提取沼气和粪便的步骤如下使用多个图进行讨论：
第1步：
首先要制作沼气厂，在土壤中钻孔，然后形成这种排列方式。
第2步：
现在取一部分牛粪和农场废物，并将三部分水混合到这部分。它们在混合罐中混合得很好，混合物的浆料被送入蒸煮器的口中。
第 3 步：
当牛粪和水的混合物被称为泥浆进入消化器时，微生物进入无氧环境，因此它们开始将有机物分解成更简单的物质。
第4步：
分解过程需要几天的时间。甲烷、二氧化碳、氢气、硫化氢等气体分解后，统称为Bio-gas，被送入储气罐。
第 5 步：
沼气富含甲烷，约占沼气的 75%。随着这个过程在几天后继续进行，分解后留下的浆液中含有非常丰富的氮和磷。
第 6 步：
这种泥浆被取出，然后作为“肥料”提供给农场。
它可以通过建立一个沼气厂并将牛粪和农场喂养到这个工厂，我们可以获得非常好的燃料来源，即ebiogas。此外，我们还获得了富含氮和磷的肥料来源。
沼气的优势
- 由于印度的农村人口非常多，因此燃料将很容易获得。
- 这种燃料燃烧时没有烟雾。
- 浆渣用作农场的肥料。
- 它是环保的。
- 优良的燃油质量和合理的加热效率。
- 印度等许多国家也为沼气厂提供补贴。
沼气的缺点
- 与其他资源相比，燃料的加热能力较小。
- 由于沼气由二氧化碳、甲烷、氢气和硫化氢组成，它会腐蚀沼气厂的部件。
- 它不容易建造，因为牛粪大多只能在村庄获得。
示例问题
问题一：为什么木炭比燃料和木材好？
解决方案：
There are several reasons where we can say charcoal is better than charcoal. They are:
- Charcoal has a very high calorific value than wood i.e the amount of heat produced by charcoal is much higher than wood.
- Charcoal doesn’t produce smoke, whereas wood and fuel produce smoke and cause pollution.
- Charcoal is much convenient to use than wood.
问题2：列出使用牛粪的两个优点和两个缺点？
解决方案：
Advantages
- Cow dung gives clean fuel which is called Biogas.
- Used dung can be used as manure for the farms.
Disadvantages
- Cow dung produces a lot of smokes which can lead to pollution.
- Cow dung contains important elements like nitrogen and phosphorous, which is getting wasted after burning them.
问题3：制造生物燃料的方法有哪些？
解决方案：
Ethanol and Biodiesel are two types of biofuels. By fermentation process ethanol is produced on Biomasses and used in producing biological crops. Whereas Biodiesel is used in combination with gasoline for machines.
问题4：沼气厂的投入产出是什么？
解决方案：
A biogas plant is used mainly to produce biogas which is a very pure form of gas. Now let’s look into the inputs and outputs of the biogas plant:
Inputs: Cow dung and farm waste.
Outputs: Biogas and manure.
问题 5：列出沼气的一些用途？
解决方案：
The uses of Biogas are listed below:
- Biogas is comparatively very cheaper than other common fuels.
- There is no storage problem of gas because it is directly supplied from the plant through pipelines.
- In biogas, even the residue is very useful because it used as manure in farms
- It is used for lighting and for generating electricity.
- At last, biogas burns without smoke. Hence, it doesn’t cause any air pollution.
问题 6：产生的沼气中存在哪些元素？
解决方案：
After the process of anaerobic oxidation, the biogas is produced and taken through pipes. The biogas majorly consists of methane element constituting 75% and thereafter carbon dioxide, hydrogen and hydrogen sulphide with minimal contributions.