เทคโนโลยีการแปรรูปของเสียให้เป็นพลังงาน (Waste-To-Energy Technology)

การแปรรูปของเสียให้เป็นพลังงานจะอาศัยเทคโนโลยีในการแปรรูปชีวมวลมาใช้ ซึ่งเทคโนโลยีการผลิตพลังงานจากชีวมวล มีหลายประเภท อาทิ การสันดาป (combustion) การผลิตเชื้อเพลิงเหลว (liquidifcation) การผลิตก๊าซเชื้อเพลิง (gasifcation) การผลิตก๊าซโดยการหมัก(fermentation) การผลิตไฟฟ้าโดยใช้ชีวมวลเป็นเชื้อเพลิง และเตาแก๊สชีวมวล เป็นต้น

1) กระบวนการอัดแท่ง (densifcation): เป็นกระบวนการทางกายภาพของการแปรรูปของเสียให้เป็นเชื้อเพลิง โดยเปลี่ยนวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำให้เป็นวัสดุที่มีความหนาแน่นสูงและช่วยลดความชื้นในของเสีย ขณะเดียวกันก็ยังสามารถปรับปรุงขนาดและรูปร่างของของเสียให้เหมาะสมกับอุปกรณ์ที่จะนำไปใช้งานด้วย กระบวนการอัดแท่งสามารถแปรรูปของเสียให้เป็นเชื้อเพลิงได้ในหลายรูปแบบ เช่น อัดเป็นเม็ดหรือแท่งเล็ก ๆ (pelleting) อัดเป็นก้อนรูปลูกบาศก์ (cubing) และอัดเป็นแท่งฟืน (extruded log) เป็นต้น

2) การสันดาป (combustion): การสันดาปเป็นปฏิกิริยาการรวมตัวกันของเชื้อเพลิงกับออกซิเจนอย่างรวดเร็ว พร้อมเกิดการลุกไหม้และคายความร้อน ในการเผาไหม้ส่วนใหญ่จะไม่ใช้ออกซิเจนล้วน ๆ แต่จะใช้อากาศแทนเนื่องจากอากาศมีออกซิเจนอยู่ร้อยละ 21 โดยปริมาณหรือ ร้อยละ 23 โดยน้ำหนัก  การนำชีวมวลหรือของเสียมาเผาโดยตรง ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะเป็นก๊าซร้อนที่มีความร้อนตามค่าความร้อนของของเสียที่นำมาเผา ก๊าซร้อนที่ได้สามารถนำไปใช้ผลิตไอน้ำที่มีอุณหภูมิและความดันสูง ไอน้ำนี้จะถูกนำไปขับเคลื่อนกังหันไอน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้าต่อไป

3) กระบวนการเผาไหม้ในสภาพไร้ออกซิเจน (pyrolysis): เป็นกระบวนการให้ความร้อนสูง (อุณหภูมิ 500–600 องศาเซลเซียส) ในสภาพไร้ออกซิเจน เพื่อทำลายพันธะทางเคมีของโมเลกุล ได้เป็นผลิตภัณฑ์จำพวกของเหลวและก๊าซต่าง ๆ โดยของเหลวที่เกิดขึ้น ได้แก่ น้ำกรดอะซิติก กรดฟอร์มิก อะซิโตน เมธานอล เมทิลอะซิเตท     ฟีนอลส่วนก๊าซต่าง ๆ ได้แก่คาร์บอนมอนออกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และไฮโดรเจน รวมทั้งพวกทาร์และถ่านชาร์ หลังจากนั้นเมื่อมีการให้ความร้อนเพิ่มขึ้นไปอีกจนมีอุณหภูมิ ประมาณ 900 – 1,100 องศาเซลเซียส ประกอบกับมีการเติมตัวออกซิไดส์ให้แก่ระบบจะทำให้ทาร์และถ่านชาร์เกิดการแตกตัวได้เป็นผลิตภัณฑ์ก๊าซต่อไป

4) กระบวนการผลิตก๊าซเชื้อเพลิง (gasifcationprocess): เป็นกระบวนการเปลี่ยนของเสียให้เป็นก๊าซเชื้อเพลิง (fuel gas) หรือ ก๊าซชีวภาพ (biogas) ด้วยปฏิกิริยาเคมีชนิดที่มีความร้อนเข้ามาเกี่ยวข้อง ประกอบด้วย 4 ขั้นตอนย่อย ได้แก่ กระบวนการอบแห้ง กระบวนการไพโรไลซิส กระบวนการเผาไหม้ และ กระบวนการรีดักชัน ก๊าซเชื้อเพลิงที่ได้ประกอบด้วยก๊าซที่สามารถเผาไหม้ได้ (combustiblegases) ได้แก่ มีเทน (CH₄) ไฮโดรเจน (H₂) และ คาร์บอนมอนนอกไซด์ (CO) ส่วนก๊าซที่ไม่สามารถเผาไหม้ได้ (noncombustible gases) ได้แก่ ไนโตรเจน (N₂) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) และยังสามารถนำไปใช้กับกังหันแก๊ส (gas turbine) ได้ด้วย

5) การหมัก (fermentation): เป็นการนำของเสียมาหมักด้วยแบคทีเรียในสภาวะไร้อากาศเพื่อย่อยสลายสารอินทรีย์ประเภทแป้ง น้ำตาลและเซลลูโลสซึ่งเป็นองค์ประกอบในของเสีย เพื่อให้เป็นเอทานอลซึ่งเป็นเชื้อเพลิงเหลวหรือเกิดเป็นก๊าซชีวภาพ (biogas) ที่มีองค์ประกอบของก๊าซมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์  โดยก๊าซมีเทนสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์สำหรับผลิตไฟฟ้า

6 ) กระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน (tranesterifcation): เป็นการสกัดน้ำมันออกจากของเสียอินทรีย์ที่มีน้ำมันเป็นส่วนประกอบ ผ่านปฏิกิริยาเปลี่ยนโมเลกุลไตรกลีเซอไรด์ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของน้ำมันพืชหรือไขมันสัตว์ให้เป็นโมโนแอลคิลเอสเทอร์และกลีเซอรอล จากนั้นจะนำน้ำมันที่ได้ไปผ่านกระบวนการทางเคมีเพื่อผลิตเป็นไบโอดีเซล