ธิระศักดิ์ เสภากล่อม
ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

เมื่อกล่าวถึงระบบขับเคลื่อนทางเศรษฐกิจปัจจุบันของไทยนั้น แน่นอน เราคงให้ความสำคัญกับกลุ่มอุตสาหกรรมการผลิต มาเป็นอันดับแรก ทั้งอุตสาหกรรมการผลิตอาหาร อุตสาหกรรมการแปรรูปสินค้าทางการเกษตร อุตสาหกรรมทางด้านยานยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ และอีกมากมายที่เกี่ยวข้องกับสิ่งที่อยู่รอบตัวเรา      

แน่นอนว่า เมื่อได้ผลผลิตออกมาจากกระบวนการแล้ว มนุษย์เราได้ใช้ประโยชน์ และทำให้ประเทศมีรายได้จากการจำหน่ายผลผลิตเหล่านั้น แต่จากกระบวนการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรมบางแห่งก็ก่อให้เกิดมลภาวะเป็นพิษตามมามากมาย เช่น ควันพิษ เขม่าควัน ฝุ่น สารเคมี น้ำเสีย ซึ่งถ้ากลุ่มอุตสาหกรรมเหล่านั้นไม่มีการจัดการที่ดี ก็จะก่อให้เกิดปัญหากับสิ่งแวดล้อมของประเทศได้ 

เกริ่นมาพอสมควร ผู้อ่านคงจะเดาออกครับว่าผมจะกำลังจะกล่าวถึงเรื่องของ Biogas นั่นเอง ซึ่ง Biogas ตัวนี้ก็เกิดจากน้ำเสียที่ได้จากกระบวนการผลิตในอุตสาหกรรมหลายแห่ง ซึ่งถ้าน้ำเสียจากอุตสาหกรรมเหล่านั้นไม่ได้นำไปใช้ประโยชน์ หรือปล่อยทิ้งสู่แหล่งน้ำสาธารณะโดยไม่ได้มีการจัดการที่ดีแล้ว แน่นอนว่าจะก่อให้เกิดวิกฤติกับสิ่งแวดล้อมอย่างมากมายเลยทีเดียว 

แต่ยังนับว่าเป็นความโชคดีครับที่โรงงานอุตสาหกรรมหลายแห่งได้ให้ความสำคัญกับสิ่งแวดล้อมและชุมชนมากขึ้น จึงได้มีการจัดการกับน้ำเสียเหล่านั้นให้เป็นน้ำดี ก่อนที่จะปล่อยลงสู่แหล่งน้ำสาธารณะหรือแหล่งชุมชนทำให้เกิดมลภาวะเป็นพิษได้ และนับว่าเป็นความโชคดีอีกเช่นกันครับว่า ในกระบวนการจัดการกับน้ำเสียเหล่านั้น ยังก่อให้เกิด Biogas หรือก๊าซชีวภาพ ซึ่งมีประโยชน์ ใช้เป็นเชื้อเพลิงได้

โรงงานอุตสาหกรรมหลายแห่งได้ใช้ประโยชน์จากก๊าซตัวนี้ โดยนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงทดแทนน้ำมันเตาในการต้มน้ำร้อนให้กับหม้อไอน้ำ ใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้า ซึ่งนับเป็นวิธีการเปลี่ยนวิกฤติให้เป็นโอกาสได้ดีเลยทีเดียว เรามาทำความรู้จักกับก๊าซตัวนี้กันเลยดีกว่าครับ

ก๊าซชีวภาพ เป็นสิ่งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ จากกระบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์ด้วยวิธีทางชีววิทยา (Biological Treatment) ในสภาวะที่ไร้อากาศ (Anaerobic Digestion) แหล่งที่เกิดก๊าซชีวภาพได้แก่น้ำเสียของโรงงานแปรรูปสินค้าทางการเกษตรและเลี้ยงสัตว์ เช่น โรงงานแป้งมันสำปะหลัง โรงงานน้ำตาล โรงงานสกัดน้ำมันปาล์มดิบ โรงงานผลไม้กระป๋อง โรงงานผลิตแอลกอฮอล์ และฟาร์มเลี้ยงหมู เป็นต้น        

โดยก๊าซชีวภาพ จะประกอบด้วยก๊าซมีเทนเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งถือว่าเป็นก๊าซเรือนกระจกชนิดหนึ่ง มีอันตรายมากกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 21 เท่า ดังนั้นการปล่อยให้ก๊าซชีวภาพลอยไปสู่บรรยากาศ เป็นการทำลายสภาพแวดล้อมอย่างหนึ่ง ปัจจุบันได้มีเทคโนโลยีในการการบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพ เพื่อนำก๊าซชีวภาพมาใช้งานเช่น เป็นเชื้อเพลิงทดแทนน้ำมันเตา และผลิตไฟฟ้า เป็นต้น 

ก๊าซชีวภาพ เป็นสสารที่อยู่ในรูปของก๊าซ เกิดจากการย่อยสลายของซากสิ่งมีชีวิต ทั้งซากพืช ซากและของเสียจากสัตว์ รวมถึงขยะมูลฝอยที่เป็นขยะอินทรีย์ โดยกระบวนการย่อยสลายทั้งหมดเกิดขึ้นจากการทำงานของจุลินทรีย์ชนิดต่าง ๆ ในสภาวะที่ไร้อากาศ ซึ่งก๊าซชีวภาพสามารถเกิดขึ้นได้เองตามธรรมชาติถ้ามีสภาพที่เหมาะสม หรือเกิดขึ้นในระบบผลิตก๊าซชีวภาพที่สร้างขึ้นโดยมีองค์ประกอบของการเกิดก๊าซชีวภาพดังนี้คือ

1. สารอินทรีย์ ซึ่งเป็นสารอาหารของแบคทีเรีย
2. แบคทีเรีย แบคทีเรียเป็นจุลินทรีย์หรือสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กประเภทหนึ่ง แบคทีเรียมีทั้งกลุ่มที่ใช้ออกซิเจนและไม่ใช้ออกซิเจนในการดำรงชีวิต สำหรับแบคทีเรียที่เราจะกล่าวถึงซึ่งเป็นผู้ผลิตก๊าซชีวภาพนั้นเป็นกลุ่มที่ไม่ใช้ออกซิเจน
3. สิ่งแวดล้อมที่เป็นระบบปิดไร้อากาศ
4. อุณหภูมิและความชื้นที่เหมาะสมสำหรับแบคทีเรียแต่ละประเภท สภาพอากาศของเมืองไทยนับว่าเหมาะสมมากทุกฤดูกาล ในเกือบทุกพื้นที่

สารตั้งต้นของก๊าซชีวภาพ คือ สารอินทรีย์ที่เป็นซากสิ่งมีชีวิตหรือเป็นส่วนประกอบในน้ำเสียและของเสีย จะถูกแบคทีเรียหลายประเภทร่วมกันทำการย่อยสลาย โดยประมาณร้อยละ 80-90 ของสารอินทรีย์จะถูกย่อยสลายและเปลี่ยนเป็นก๊าซชีวภาพ (Biogas) ซึ่งก๊าซชีวภาพประกอบไปด้วยก๊าซหลายชนิด ส่วนใหญ่เป็นก๊าซมีเทน (CH4) 50-70 % และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) 30-50 %

ส่วนที่เหลือเป็นก๊าซอื่น ๆ เช่น แอมโมเนีย (NH3), ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) และไอน้ำ เป็นต้น ก๊าซชีวภาพมีค่าความร้อนประมาณ 21 เมกะจูลต่อลูกบาศก์เมตรที่สัดส่วนของก๊าซมีเทน 60 %

ซึ่งมีเทน เป็นก๊าซที่จุดติดไฟได้จึงสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ดี และเป็นส่วนสำคัญที่ทำให้เราสามารถนำก๊าซชีวภาพไปใช้เป็นพลังงานหมุนเวียน เพื่อทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลได้ ส่วนก๊าซอื่น ๆ คือแอมโมเนียและไฮโดรเจนซัลไฟด์ จะมีปริมาณมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับสารอินทรีย์ตั้งต้นด้วยว่ามีส่วนประกอบของไนโตรเจน (N) และซัลเฟอร์ (S) มากน้อยเพียงใด

การบำบัดน้ำเสียหรือของเสียที่มีสารอินทรีย์เป็นส่วนประกอบหลัก การบำบัดน้ำเสียโดยวิธีชีวภาพ (Biological Wastewater Treatment) มักจะใช้เทคโนโลยีที่อาศัยแบคทีเรียช่วยย่อยสลายสารอินทรีย์เหล่านั้น โดยแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก คือ เทคโนโลยีที่ใช้อากาศ (Aerobic Digestion) และเทคโนโลยีที่ไม่ใช้อากาศ (Anaerobic Digestion)

สารอินทรีย์ถูกย่อยสลายไปเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และมีการสร้างเซลล์จุลินทรีย์ขึ้นจำนวนมาก (ประมาณร้อยละ 50 ของสารอินทรีย์ในน้ำเสียถูกเปลี่ยนเป็นเซลล์ของจุลินทรีย์) ซึ่งมีปฏิกิริยาในการย่อยสลายคือ

ข้อได้เปรียบของกระบวนการบำบัดแบบนี้คือ ระบบมีประสิทธิภาพสูงในการบำบัดน้ำเสีย อีกทั้งใช้ระยะเวลาในการบำบัดสั้น แต่มีข้อเสียคือต้องเสียค่าใช้จ่ายในการบำบัดสูง เนื่องจากต้องมีการพ่นอากาศให้กับระบบ และยังต้องกำจัดตะกอนจุลินทรีย์ส่วนเกิน นอกจากนี้กระบวนการบำบัดแบบนี้ไม่สามารถใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพกับน้ำเสียที่มีปริมาณสารอินทรีย์สูงมาก ๆ เนื่องจากมีข้อจำกัดในการให้ออกซิเจนอย่างเพียงพอกับระบบ

กระบวนการนี้สารอินทรีย์ในน้ำเสียประมาณร้อยละ 80-90 ถูกย่อยสลายเป็นก๊าซมีเธน และคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งรวมเรียกว่า ก๊าซชีวภาพ (Biogas) ซึ่งมีปฏิกิริยาในการย่อยสลายสารอินทรีย์ดังนี้

ระบบดังกล่าวนี้ จุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการย่อยสลายมีการเจริญเติบโตค่อนข้างช้าทำให้ระบบเริ่มต้นได้ช้า อีกทั้งประสิทธิภาพของระบบในการบำบัดต่ำ จำเป็นต้องใช้ระยะเวลาในการกักเก็บของเหลว (Hydraulic Retention Time: HRT) นานขึ้น ระบบบำบัดจึงมีขนาดใหญ่

นอกจากนี้ระบบยังมีการปรับตัวไม่ดีนักต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อม และในระหว่างกำจัดบางครั้งอาจมีก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ (Hydrogen Sulfide) เกิดขึ้นด้วย ทำให้มีกลิ่นเหม็น ระบบนี้จึงมีข้อจำกัดการใช้งาน แต่เมื่อนำมาเปรียบเทียบกับระบบบำบัดแบบใช้อากาศ พบว่า มีข้อดีและข้อเสียดังนี้

ดังนั้นจึงได้มีการพัฒนาระบบนี้ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น และยังมีการนำก๊าซชีวภาพกลับไปใช้เป็นพลังงานในโรงงานอุตสาหกรรม ทำให้มีการนำกระบวนการบำบัดแบบไม่ใช้อากาศมาใช้ในการบำบัดน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมกันมากขึ้น ทั้งนี้เพราะนอกจากช่วยในการบำบัดแล้ว ยังให้ผลิตภัณฑ์ที่นำกลับมาใช้ประโยชน์ได้ด้วย

เป็นถังปฏิกรณ์ (Closed Anaerobic Tank System) ประเภทหนึ่ง ซึ่งเป็นระบบบำบัดไร้อากาศที่ใช้จุลินทรีย์เป็นตัวย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสียภายในถังกลมที่ปิดมิดชิด ไร้อากาศ และติดตั้งวัสดุขูดตะกอน (Scraper) ตรงด้านล่างของถังเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการบำบัด มีจุดเด่นคือการกวนผสมภายในถังตลอดเวลา 

ทำให้จุลินทรีย์ได้สัมผัสกับสารอินทรีย์อย่างทั่วถึง ซึ่งจะเพิ่มความสามารถในการผลิตก๊าซชีวภาพได้อีกด้วย ระบบนี้เมื่อจุลินทรีย์ย่อยสลายสารแขวนลอยในน้ำเสียจะได้ก๊าซชีวภาพเป็นผลพลอยได้ลอยสู่ด้านบน เหมาะกับน้ำเสียที่มีสารแขวนลอยสูง

หลักการของระบบนี้จะให้น้ำไหลขึ้น น้ำเสียที่ประกอบไปด้วยสารอินทรีย์ซึ่งเป็นสารอาหารของจุลินทรีย์จะถูกป้อนเข้าจากทางด้านล่าง ระหว่างที่ลอยขึ้นสู่ด้านบนของถังนั้น สารอินทรีย์จะสัมผัสกับเม็ดตะกอนจุลินทรีย์ ก๊าซชีวภาพที่ถูกจุลินทรีย์ผลิตขึ้นจากการย่อยสลายจะลอยขึ้นสู่ด้านบนของถัง 

ลักษณะเด่นของจุลินทรีย์ที่ทำหน้าที่ย่อยสลายคือ จุลินทรีย์จะจับตัวเป็นเม็ดเล็ก ๆ (Floc/Granule) เส้นผ่านศูนย์กลางราว 1-2 มิลลิเมตร มีคุณสมบัติในการตกตะกอนได้ดีมาก 

ภายในระบบจะแบ่งออกเป็น 2 ชั้น คือ ชั้นน้ำและชั้นตะกอน โดยจะมีระบบแยกน้ำใสภายในถัง และมีระบบเก็บรวบรวมก๊าซที่ผลิตขึ้นมาได้เพื่อนำออกจากถัง วิธีการนี้ เม็ดตะกอนจุลินทรีย์สามารถกระจายอยู่ทั่วไปในระบบโดยไม่ต้องเกาะยึดกับวัสดุตัวกลาง (Inert Media) จึงประหยัดค่าใช้จ่ายสำหรับวัสดุตัวกลางได้ ระบบนี้เหมาะกับน้ำเสียที่มีสารแขวนลอยต่ำ

หลักการของระบบนี้คือการจัดวางวัสดุตัวกลางไว้ในถังปฏิกรณ์เพื่อให้เป็นที่อาศัยของจุลินทรีย์ เกิดเป็นฟิล์มชีวะ (Biofilm) ขึ้นมา วัสดุตัวกลางนี้อาจมีลักษณะเป็นท่อ หรือตาข่าย ที่มีความพรุน เมื่อน้ำเสียถูกป้อนเข้าสู่ระบบ สารอินทรีย์จะเคลื่อนตัวไหลผ่านฟิล์มชีวะแต่ละชิ้น ทำให้จุลินทรีย์ทำการย่อยสลายไปทีละน้อย เหมือนผ่านการกรอง ผลพลอยได้จากการย่อยสลายคือก๊าซชีวภาพจะลอยสู่ด้านบน ระบบนี้เหมาะกับน้ำเสียที่มีสารแขวนลอยต่ำ

หากวัสดุตัวกลางถูกบรรจุไว้ในถังแบบสุ่ม จะเรียกระบบนี้ว่า Anaerobic Filter แต่ถ้าการจัดวางวัสดุเป็นไปอย่างเป็นระเบียบ จะเรียกระบบว่า Anaerobic Fixed Film 

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบนี้มีลักษณะเป็นถังที่มีแผ่นกั้นขวางหลายแผ่นติดตั้งไว้ในถังยาว การไหลของน้ำเสียเข้าสู่ระบบจะเป็นในลักษณะไหลขึ้นไหลลง (หรือซ้ายขวา) สลับกันไปหลายครั้ง 

เมื่อน้ำเสียไหลไปตามช่องทางที่ออกแบบไว้ภายในบ่อ สารอินทรีย์ในน้ำเสียจะสัมผัสกับจุลินทรีย์ระหว่างการเดินทางภายในบ่อ จนความสกปรกลดลงตามลำดับก่อนจะออกจากระบบ

ขั้นตอนที่ 1 Hydrolysis ขั้นตอนนี้สารอินทรีย์ยังอยู่ในรูปโมเลกุลใหญ่ ไม่สามารถจะย่อยสลายได้ทันที จำเป็นที่จะต้องมีการทำให้เกิดการแตกตัวเป็นโมเลกุลเล็กเสียก่อน โดยมีแบคทีเรียกลุ่มแรกปล่อยเอนไซม์มาช่วยเร่งการแตกตัวของโมเลกุล แบคทีเรียกลุ่มนี้จะได้รับสารอาหารบางชนิดจากสารอินทรีย์ผ่านการดูดซึมเข้าสู่เซลล์ได้โดยตรง

ขั้นตอนที่ 2 Acidogenesis แบคทีเรียอีกกลุ่มจะทำการย่อยสลายโมเลกุลที่แตกตัวแล้วจากขั้นตอนแรกให้เป็นกรดอินทรีย์ (Organic Acid) ซึ่งได้แก่ Acetic Acid, น้ำ (H2O) และ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เป็นต้น แบคทีเรียทีกลุ่มนี้เรียกว่า Acid Forming Bacteria เป็นแบคทีเรียที่อยู่ได้ทั้งในสภาพที่มีออกซิเจนหรือไม่มีออกซิเจน 

ขั้นตอนที่ 3 Methanogenesis ในขั้นตอนนี้แบคทีเรียอีกกลุ่มหนึ่งซึ่งเรียกว่า Methanogens หรือ Methane Forming Bacteria จะทำการเปลี่ยน Acetic Acid และไฮโดรเจน (H) เป็นก๊าซมีเทน (CH4) และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แบคทีเรียพวกนี้เป็นชนิดที่ต้องอยู่ในสภาพที่ไร้ออกซิเจนจริง ๆ (Obligate Anaerobic Bacteria) ปริมาณก๊าซมีเธนที่เกิดขึ้นในขั้นตอนนี้จะขึ้นอยู่กับปริมาณของ Acetic Acid จากปฏิกิริยาก่อนหน้านี้ 

จะเห็นได้ว่ากระบวนการผลิตก๊าซชีวภาพจะต้องอาศัยการทำงานร่วมกันของแบคทีเรียหลาย ๆ กลุ่มดังที่กล่าวมาแล้ว โดยความสามารถในการย่อยสลายของแต่ละกลุ่มก็จะมีผลซึ่งกันและกัน และมีผลต่อความสามารถในการผลิตก๊าซชีวภาพ 

* การทดแทนทางด้านพลังงาน โดยเทียบจากปริมาณ ก๊าซชีวภาพ 1 ลูกบาศก์เมตร
   - พลังงานไฟฟ้า  1.20 กิโลวัตต์-ชั่วโมง
   - LPG   0.46 ลิตร
   - น้ำมันเตาเกรด A  0.55 ลิตร
   - น้ำมันดีเซล  0.60 ลิตร
   - น้ำมันเบนซิน  0.60 ลิตร
   - ฟืนไม้   1.50 กิโลกรัม

ในปัจจุบันกิจการอุตสาหกรรมในประเทศไทยมีการใช้น้ำประมาณ 2 พันล้านลูกบาศก์เมตรต่อปี และมีโรงงานที่อาจก่อให้เกิดมลพิษทางน้ำจำนวนมากขึ้นทุกปี ซึ่งทั้งนี้พบว่าโรงงานอุตสาหกรรมที่ก่อให้เกิดน้ำเสียในระดับรุนแรงนั้น ส่วนใหญ่แล้วเป็นอุตสาหกรรมการเกษตร อันได้แก่อุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมเครื่องดื่ม อุตสาหกรรมแปรรูปผลิตภัณฑ์ทางเกษตรกรรม เป็นต้น 

น้ำเสียจากอุตสาหกรรมการเกษตรส่วนใหญ่เป็นน้ำเสียประเภทอินทรีย์ และจำเป็นต้องบำบัดโดยระบบชีวภาพ ซึ่งแบ่งเป็นแบบใช้อากาศและไม่ใช้อากาศ ในส่วนของการบำบัดโดยไม่ใช้อากาศนั้นจะมีผลิตผลพลอยได้เป็นก๊าซชีวภาพ ซึ่งมีองค์ประกอบหลักคือก๊าซมีเธนในปริมาณต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับลักษณะน้ำเสียนั้น ๆ ก๊าซมีเธนนี้สามารถติดไฟได้ ดังนั้นจึงสามารถนำมาใช้เป็นพลังงานทดแทนได้ 

ด้วยเหตุนี้ถ้าสามารถปรับปรุงระบบบำบัดน้ำเสียเพื่อนำก๊าซชีวภาพมาใช้เป็นเชื้อเพลิงทดแทนในโรงงาน ก็จะสามารถลดปริมาณการใช้เชื้อเพลิงในเชิงพาณิชย์ เป็นการใช้ทรัพยากรธรรมชาติให้มีประโยชน์และลดปัญหามลภาวะได้อีกด้วย 

การผลิตก๊าซชีวภาพเพื่อใช้เป็นพลังงานทดแทนในโรงงานอุตสาหกรรมนั้น ต้องพิจารณาว่าน้ำเสียมีคุณสมบัติและปริมาณเหมาะสมที่จะผลิตก๊าซชีวภาพหรือไม่ และต้องพิจารณาด้วยว่าก๊าซชีวภาพที่ผลิตได้สามารถนำไปใช้ทดแทนพลังงานในกระบวนการผลิตได้มากน้อยเพียงไร โดยวิธีการนำก๊าซชีวภาพไปใช้มีอยู่หลายวิธีด้วยกัน ได้แก่ 

แรงดันจากระบบจะดันก๊าซชีวภาพไปเข้าหัวเผา (Burner) ซึ่งต้องออกแบบพิเศษสำหรับใช้ก๊าซชีวภาพหรือใช้ร่วมกับเชื้อเพลิงอื่น ก๊าซชีวภาพ 1 ลูกบาศก์เมตร สามารถใช้แทนน้ำมันเตาได้ประมาณ 0.6 ลิตร ก๊าซชีวภาพนี้ไม่จำเป็นต้องกำจัดไฮโดรเจนซัลไฟด์ เนื่องจากก๊าซชีวภาพจากน้ำเสียทั่ว ๆ ไปมีไฮโดรเจนซัลไฟด์ปริมาณต่ำ การนำก๊าซชีวภาพไปใช้เป็นเชื้อเพลิงหม้อไอน้ำเป็นวิธีการที่เหมาะสมที่สุดสำหรับอุตสาหกรรมโดยทั่วไปเนื่องจากมีค่าใช้จ่ายต่ำและโรงงานโดยทั่วไปต้องการไอน้ำสำหรับการผลิต 

ในกระบวนการผลิตหลายอย่างอาจมีความต้องการเชื้อเพลิงหรือไฟฟ้าในการต้มน้ำร้อน ทำให้น้ำมันร้อน เตาเผา เป็นต้น สามารถนำก๊าซชีวภาพมาใช้ได้โดยตรงและไม่ต้องแยกหรือกำจัดสารใดในก๊าซชีวภาพก่อนใช้ วิธีการนี้มีความเหมาะสมมาก เนื่องจากง่ายและเสียค่าใช้จ่ายต่ำในการปรับปรุงระบบจ่ายก๊าซ

วิธีการนี้ต้องมีการกำจัดก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ในก๊าซชีวภาพ เพราะไฮโดรเจนซัลไฟด์จะทำให้เครื่องยนต์ผลิตไฟฟ้าถูกกัดกร่อนได้ โดยทั่วไปเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้า มีประสิทธิภาพรวมประมาณ 1.6–1.9 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อลูกบาศก์เมตรของก๊าซชีวภาพ วิธีนี้จะให้ผลตอบแทนต่ำกว่าการนำไปใช้กับหม้อไอน้ำ และราคาเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้ามีราคาสูง แต่กรณีที่โรงงานมีความต้องการไอน้ำต่ำหรือผลิตก๊าซชีวภาพได้มากเกินความต้องการ สามารถนำก๊าซชีวภาพมาผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 

ก๊าซชีวภาพสามารถนำมาใช้ประโยชน์ในภาคขนส่งได้ โดยนำมาใช้ทดแทนน้ำมันเชื้อเพลิงที่ใช้กับเครื่องยนต์ หรือใช้เป็นระบบสองเชื้อเพลิง โดยการติดตั้งระบบเก็บก๊าซชีวภาพเพิ่มเติมเข้าไป แต่ทั้งนี้จะต้องมีระบบการอัดก๊าซชีวภาพใส่ในถังความดันสูงเพื่อให้ใช้งานได้นาน ซึ่งในปัจจุบันนี้ยังไม่มีความคุ้มทุนที่จะทำ

ก๊าซชีวภาพสามารถนำไปใช้ประโยชน์ด้านอื่น ๆ เช่น ใช้หุงต้มในโรงอาหารของโรงงานและบ้านพัก เป็นต้น ซึ่งสามารถทำได้ถ้าอยู่ไม่ห่างไกลจากระบบผลิตก๊าซชีวภาพมากนัก 

นอกจากการนำก๊าซชีวภาพไปใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ แล้ว กากตะกอนที่เหลือ (Excess Sludge) จากกระบวนการผลิตก๊าซชีวภาพยังสามารถนำมาใช้และจำหน่ายเป็นปุ๋ยได้อีก ซึ่งจะมีคุณภาพที่ดีกว่าปุ๋ยคอก (มูลสัตว์สด) รวมทั้งยังมีคุณสมบัติที่ดีกว่าปุ๋ยเคมีในการปรับปรุงสภาพของดินให้ดีขึ้นอีกด้วย 

นอกจากนี้ การใช้ประโยชน์จากก๊าซชีวภาพนอกเหนือจากพลังงาน ยังสามารถนำไปใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมเคมีได้ โดยเป็นสารตั้งต้นเพื่อการผลิตเคมีภัณฑ์ต่าง ๆ เช่น

1. Acetylene
2. Carbon Disulphide
3. Carbon Tetrachloride
4. Hydrogen Cyanide
5. Methyl Chloride
6. Methylene Chloride

นอกจากประโยชน์หลักทางด้านการนำไปใช้งานเป็นพลังงานทดแทนแล้ว ผลพลอยไปจากกระบวนการบำบัดน้ำเสียในโรงงานอุตสาหกรรม ยังส่งผลดีต่อสถานประกอบการและสิ่งแวดล้อมอีกด้วย เช่น

1. ลดการเน่าเสียของแหล่งน้ำตามธรรมชาติ แม่น้ำลำคลอง
2. ลดมลภาวะและการระบาดของแมลงที่เป็นพาหะนำโรค
3. ลดการเกิดกลิ่นเหม็นในสถานประกอบการ/โรงงาน ทำให้ไม่มีกลิ่นรบกวนเพื่อนบ้านใกล้เคียง
4. ลดค่าใช้จ่ายสำหรับค่าไฟฟ้าในการบำบัดน้ำเสียที่ต้องใช้ระบบเติมอากาศ (Aerated Lagoon และ Activated Sludge Process)
5. ลดการใช้พื้นที่ของระบบบำบัดน้ำเสีย เมื่อเทียบกับระบบบ่อเปิด (Open Pond)
6. ลดค่าใช้จ่ายในการขนถ่ายกากอินทรีย์เหลือทิ้ง (Solid Waste) ในกรณีที่นำ Solid Waste ไปหมักในระบบก๊าซชีวภาพ
7. ถ้ามีการรวบรวมและนำก๊าซชีวภาพมาใช้ประโยชน์ จะช่วยลดปริมาณการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจก (Greenhouse Gas) อาทิ ก๊าซมีเทน (CH4) และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) สู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำเกิดภาวะโลกร้อน

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่ามลภาวะทางน้ำเป็นปัญหาหนึ่งที่จำเป็นต้องดำเนินการแก้ไข การระบายน้ำเสียทั้งจากชุมชนและโรงงานอุตสาหกรรม เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้น้ำในแหล่งรับน้ำธรรมชาติเน่าเสีย ซึ่งส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศน์วิทยา ตลอดจนต่อการอุปโภคและบริโภคของประชาชน การบำบัดน้ำเสียจึงเป็นมาตรการที่จำเป็นในการแก้ไขมลภาวะทางน้ำ

แต่การบำบัดน้ำเสียก่อให้เกิดค่าใช้จ่ายต่อชุมชนและโรงงานอุตสาหกรรม ดังนั้นการนำเทคโนโลยีที่สามารถลดค่าใช้จ่ายให้ต่ำลง และวิธีการอื่นที่สามารถใช้ประโยชน์จากน้ำเสีย จึงได้รับความสนใจอย่างมาก เทคโนโลยีการผลิตก๊าซชีวภาพ เป็นวิธีการที่ได้รับความสนใจและนำมาประยุกต์ใช้ร่วมในการบำบัดน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม

โดยก๊าซชีวภาพที่ผลิตได้นี้ ประกอบด้วยก๊าซมีเธนและคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งมีคุณสมบัติจุดไฟติดและให้พลังงานความร้อน ดังนั้นก๊าซชีวภาพนี้จึงสามารถใช้เป็นสารพลังงานได้โดยตรง จึงช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานของโรงงาน นอกจากนี้ยังสามารถช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบำบัดน้ำเสียได้อีกด้วย

- มูลนิธิพลังงานเพื่อสิ่งแวดล้อม (www.efe.or.th)
- กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน (www.dede.go.th)