Производство биогаза

Как отмечалось ранее, основным способом получения биогаза является анаэробное брожение биомассы. Что же собой представляет процесс анаэробного брожения?
Анаэробное брожение – это разложение органических веществ с помощью микроорганизмов без доступа кислорода в герметических резервуарах – метантенках. Различают до 50 видов метанообразующих анаэробных микроорганизмов, которые образуют симбиотические группировки и формируют микрофлору метантенка.

 

процесс получения биогазаКакие же органические вещества могут подаваться в метантенки?

•    органические отходы различных производств сельского хозяйства;
•    навоз свиней и крупного рогатого скота;
•    помет птиц;
•    отходы жизнедеятельности человека;
•    растительные остатки (солома, ботва, трава и другие остатки, не использованные непосредственно в качестве корма);
•    осадки сточных вод животноводческих и птицеводческих предприятий;
•    стоки перерабатывающих предприятий, содержащих сахар;
•    бытовые отходы;
•    сточные воды городов, спиртовых заводов и тому подобное.


Биометаногенез происходит в четыре этапа:

  • гидролиз - преобразование с помощью бактерий сложных полимерных материалов на простые растворимые соединения, доступные другим микроорганизмам;
  • ацидогенез - превращение сахаров и аминокислот в водород, углекислый газ, аммиак и органические кислоты;
  • ацетогенез - превращение органических кислот в аммиак, уксусную кислоту, углекислый газ и водовод;
  • метаногенеза - превращение археями-метаногенами этих продуктов в углекислый газ и метан.

Составляющие и свойства биогаза


 составляющие и свойства биогаза


Технологические схемы биогазовых установок зависят от объемов переработки и свойств материала, который сбраживается, теплового режима, способов загрузки и сбраживания субстрата и ряда других факторов.
Принципиальная схема анаэробной установки включает навозосборник (приемное устройство), метантенк (биореактор), котел (теплообменник), газгольдер и навозохранилище.
Продуктами биогазовой установки является газ, твердые и жидкие удобрения. При этом, содержание питательных веществ в полученном удобрении увеличивается на 15% по сравнению с привычным навозом. Такое удобрение не содержит гельминтов, болезнетворных бактерий и семена сорняков и может применяться без традиционных выдержек и хранения, а жидкий экстракт используется непосредственно для полива кормовых трав, овощей и т. п. Благодаря использованию вышеупомянутых удобрений можно увеличить урожайность на 50%.


Ориентировочный выход биогаза в зависимости от вида и количества сырья:


 выход биогаза в зависимости от количества сырья


Технология получения биогаза из свалочного газа несколько отличается от стандартного анаэробного брожения, поскольку разложение органической части твердых бытовых отходов (ТБО) происходит непосредственно на свалке (полигоне) в анаэробных условиях, возникающих вскоре после их санитарного захоронения. Биомассу мусорных свалок не обязательно перемещать в отдельную емкость или резервуар (метантенк), поскольку она уже выделяет газ и для ускорения этого процесса достаточно ограничить доступ кислорода и сделать скважины непосредственно на свалке.

 

Принципиальная схема биогазовой установки ТБОПринципиальная схема биогазовой установки ТБО включает: системы добычи, сбора, подачи, осушки и очистки газа и когенерационную установку.

Какие же основные направления использования биогаза?

•    топливо для генерирующих установок (выработка электрической и тепловой энергии);
•    заменитель природного газа;
•    биотопливо для автомобилей;
•    снижение пожарной опасности на полигонах ТБО;
•    факельное сжигание с целью устранения неприятных запахов на полигонах ТБО.