Биогаз

Биогаз – это горючая газовая смесь, состоящая из 50÷70% метана (CH4), которая образуется из органических соединений в процессе микробиологического анаэробного процесса. Также в состав биогаза входят 30÷40% углекислого газа (CO2) и небольшие количества сероводорода (Н2S), аммиака (NН3), водорода (H2) и оксида углерода (CO). Получение биогаза из органического вещества в промышленных объёмах, преимущественно из органических отходов, основано на управляемом процессе разложения органики в анаэробных, т.е. бескислородных условиях. Образование биогаза можно разделить на четыре фазы:

Гидролизная фаза. Во время протекания гидролизной фазы, в результате жизнедеятельности бактерий, устойчивые субстанции (протеины, жиры и углеводы) разлагаются на простые составляющие (аминокислоты, глюкоза, жировые кислоты).

Кислотообразующая фаза. Образованные во время гидролизной фазы простые составляющие разлагаются на органические кислоты (уксусная, пропионовая, масляная), спирт, альдегиды, водород, диоксид углерода, а также такие газы как аммиак и сероводород. Этот процесс протекает до тех пор, пока развитие бактерий не замедлится под воздействием образованных кислот.

Ацитогенная фаза. Под воздействием ацитогенный бактерий, из образованных во время кислотообразующей фазы кислот, вырабатывается уксусная кислота.

Метаногенез. Уксусная кислота разлагается на метан, углекислый газ и воду.

Ключевые параметры производства биогаза.

Анаэробные условия. Бактерии могут активно работать только в условиях отсутствия кислорода. В конструкции биогазовой установки изначально предусмотрено соблюдение этого условия.
Влажность. Бактерии могут жить, питаться, размножаться и производить биогаз только во влажной среде.
оптимальным режимом для всех групп бактерий диапазон 35-40оС. Система автоматического контроля.
Период брожения. Количество произведённого газа постепенно увеличивается по мере увеличения длительности брожения, вначале оно происходит быстрее, по мере возрастания продолжительности брожения – медленнее. Наступает такой момент, когда дальнейшее пребывание в ферментаторе будет нецелесообразно с экономической точки зрения. Наши специалисты используют научный подход и опираются на многолетний опыт при расчёте эффективного времени пребывания в реакторе.
рН. Гидролизные и кислотообразующие бактерии в кислой среде с уровнем pH 4,5-6,3 достигают оптимума своей активности, бактерии, образующие уксусную кислоту и метан могут жить только при нейтральном или слабощелочном уровне pH 6,8-8. Для всех бактерий действительным является правило: если уровень pH превышает оптимальный, то они становятся медленнее в своей жизнедеятельности, что замедляет образование биогаза. Оптимальный уровень pH для жизнедеятельности и метанообразования pH 7.
Подача субстрата. Продукты обмена веществ каждой группы бактерий выступают питательными веществами для последующей группы бактерий. Все они работают с разной скоростью. Бактерии нельзя «перекармливать», т.к. одна из групп не успеет произвести еду для следующей группы. Поэтому в каждом конкретном проекте рассчитывается и программируется периодичность подачи субстрата.
Подготовка сырья. Размер бактерий 1/1000 мм, чем мельче частички субстрата, тем больше поверхность соприкосновения их с бактериями, как результат период брожения будет сокращаться, а метанообразование ускоряться. Для этого при необходимости проводится дополнительное измельчение субстратов перед подачей в ферментатор.
Перемешивание. Важно не только для избегания появления корки и осадка, но и для выведения выработанного газа (помогает пузырькам газа подниматься на поверхность).
Стабильность процесса. Микроорганизмы привыкают к определённому «рациону». Изменения, если они вносятся, должны быть постепенными.
Необходимо. Избегать попадания в ферментатор: антибиотиков, химических и дезинфицирующих средств, кислот и большого количества тяжёлых металлов.