बायोगैस उत्पादन का मुख्य स्रोत है

Question

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D: उपरोक्त सभी

Explanation & Concepts:
बायोगैस का उत्पादन कार्बनिक पदार्थों के अवायवीय (anaerobic) पाचन द्वारा किया जाता है, जिसमें पशुओं का मल, मानव अपशिष्ट और कृषि अवशेष शामिल हैं। सूचीबद्ध सभी विकल्प बायोडिग्रेडेबल कार्बनिक पदार्थों से समृद्ध उच्च गुणवत्ता वाले फीडस्टॉक का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो मेथेनोजेनिक जीवाणु गतिविधि के लिए उपयुक्त हैं।

Working Principle: बायोगैस का उत्पादन एक डाइजेस्टर टैंक में होता है जहाँ अवायवीय जीवाणु कार्बनिक जटिल पॉलिमर को एसिटिक एसिड, $H_2$, और $CO_2$ जैसे छोटे अणुओं में तोड़ते हैं। इसके बाद मेथेनोजेनिक आर्किया (archaea) द्वारा इन्हें मीथेन ($CH_4$) और कार्बन डाइऑक्साइड ($CO_2$) में परिवर्तित किया जाता है। यह प्रक्रिया चार चरणों में होती है: हाइड्रोलिसिस, एसिडोजेनेसिस, एसीटोजेनेसिस और मेथेनोजेनेसिस।

Key Formulas: $C_n H_a O_b + (n - \frac{a}{4} - \frac{b}{2}) H_2O \rightarrow (\frac{n}{2} + \frac{a}{8} - \frac{b}{4}) CH_4 + (\frac{n}{2} - \frac{a}{8} + \frac{b}{4}) CO_2$ — मीथेन उत्पादन के लिए सामान्य स्टोइकोमेट्री

Key Points: बायोगैस में आमतौर पर 50-70% मीथेन ($CH_4$), 30-50% कार्बन डाइऑक्साइड ($CO_2$), और कम मात्रा में $H_2S$ होती है।; मेथेनोजेनेसिस प्रक्रिया pH, तापमान और फीडस्टॉक के कार्बन-नाइट्रोजन ($C/N$) अनुपात के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती है।; प्रभावी अवायवीय पाचन के लिए इष्टतम $C/N$ अनुपात आमतौर पर 20:1 और 30:1 के बीच होता है।

Advantages: मीथेन को कैप्चर करके ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करता है।; उप-उत्पाद (digestate) के रूप में उच्च गुणवत्ता वाली जैविक खाद प्रदान करता है।; अपशिष्ट प्रबंधन के लिए एक स्थायी समाधान प्रदान करता है।

Disadvantages: प्राकृतिक गैस की तुलना में कम ऊर्जा घनत्व।; दहन उपकरणों में हाइड्रोजन सल्फाइड ($H_2S$) संक्षारण की संभावना।; जैविक प्रक्रियाएं पर्यावरणीय उतार-चढ़ाव के प्रति संवेदनशील होती हैं।

Applications: ग्रामीण घरों में खाना पकाने और हीटिंग के लिए।; बायोगैस से चलने वाले आंतरिक दहन इंजन के माध्यम से बिजली उत्पादन।; वाहन ईंधन के लिए संकुचित बायोगैस (CBG) का उत्पादन।

Additional Info: मानव, गाय और अन्य पशुओं का अपशिष्ट उत्कृष्ट स्रोत हैं क्योंकि उनमें विघटन प्रक्रिया शुरू करने के लिए आवश्यक मेथेनोजेनिक बैक्टीरिया की बड़ी संख्या होती है।. इस प्रक्रिया को अक्सर 'बायो-मेथेनेशन' कहा जाता है।

Answer: D सही है — मानव अपशिष्ट, गोबर और सामान्य पशु अपशिष्ट सभी समृद्ध कार्बनिक सबस्ट्रेट्स हैं जो बायोगैस उत्पादन के लिए आवश्यक अवायवीय सूक्ष्मजीवों को बनाए रखते हैं।

Exam Tip: प्रतियोगी परीक्षाओं में याद रखें कि कोई भी बायोडिग्रेडेबल कचरा (रसोई का कचरा, कृषि अवशेष, सीवेज) बायोगैस फीडस्टॉक के रूप में योग्य है। मुख्य कारक कार्बनिक कार्बन की उपलब्धता और ऑक्सीजन की अनुपस्थिति है।

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Option A: मानव अपशिष्ट

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Option B: गीला गोबर

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Option C: गीला पशु अपशिष्ट

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