Отходы с/х производства - источник получения топлива, электроэнергии и биоудобрений

Образование биогаза

Биогаз образуется в природе только в том случае, если органические соединения разлагаются в анаэробных (без доступа воздуха) условиях, например, в болотах, на берегах водоемов и в пищеварительных трактах определенных животных.

Технология переработки отходов методом анаэробной ферментации известна с древних времен, но только сейчас, используя современные материалы, конструктивные решения, приборы контроля и компьютерное управление, удалось создать новые биогазовые установки, обладающие очень привлекательными технико-экономическими показателями.

Для промышленного производства биогаза требуется разработка комплексной технологии, включающей в себя такие компоненты, как накопитель биомассы, метантенк (ферментатор), в котором происходит сбраживание, и резервуар для биогаза с системой очистки газа.

Производство электрической энергии при использовании биогаза

Биогаз образуется в анаэробных условиях в многоступенчатом процессе – процессе сбраживания или разложения. Практически все органические вещества можно разложить в процессе сбраживания. Микроорганизмы, задействованные в данном процессе, адаптируются к исходному субстрату. В связи с тем, что сбраживание происходит во влажной среде, биосубстрат должен содержать прибл. 50% воды. Биологическое разложение происходит при температуре от 35С до 40С. В случае анаэробного сбраживания происходит многоступенчатый процесс преобразования органических веществ из высокомолекулярных соединений в низкомолекулярные соединения, которые можно растворить в воде.

На втором этапе растворенные вещества разлагаются, образуя органические кислоты, низкоградусный алкоголь, водород, аммиак, сероводород и углекислый газ. На следующем этапе бактерии преобразуют вещества в уксусную кислоту и муравьиную кислоту, и в процессе метаногенеза метанобразующие бактерии расщепляют кислоту и образуют метан.

Одновременно содержание CO2 уменьшается за счет водорода, в результате чего тоже образуется метан.

В качестве субстрата для производства биогаза часто используется жидкий навоз или навоз, образующийся в животноводческих хозяйствах. Для увеличения выхода газа можно добавить так называемые коферменты, за счет которых гомогенизируется производство газа. Объем производства газа варьируется в зависимости от вещества, на рис. представлен список возможных веществ и показатели выхода газа.