Як зазначалося раніше, основним способом отримання біогазу є анаеробне зброджування біомаси. Що ж собою являє процес анаеробного зброджування?
Анаеробне зброджування – це розкладання органічних речовин за участю мікроорганізмів без доступу кисню у герметичних резервуарах – метантенках. Розрізняють до 50 видів метаноутворюючих анаеробних мікроорганізмів, які утворюють симбіотичні угрупування та формують мікрофлору метантенка.
Які ж органічні речовини можуть подаватися в метантенки?
• органічні відходи різноманітних виробництв сільського господарства;
• гній свиней та великої рогатої худоби;
• послід птахів;
• відходи життєдіяльності людини;
• рослинні рештки;
• осади стічних вод тваринницьких та птахівничих підприємств;
• стоки переробних підприємств, що містять цукор;
• побутові відходи;
• стічні води міст, спиртових заводів тощо.
Біометаногенез відбувається в чотири етапи:
• гідроліз – перетворення за допомогою бактерій складних вхідних полімерних матеріалів на прості розчинні сполуки, доступні іншим мікроорганізмам;
• ацидогенез – перетворення цукрів та амінокислот на водень, вуглекислий газ, аміак і органічні кислоти;
• ацетогенез – перетворення органічних кислот на аміак, оцтову кислоту, вуглекислий газ та водень;
• метаногенез – перетворення археями-метаногенами цих продуктів на вуглекислий газ та метан.
Складові та властивості біогазу
Технологічні схеми біогазових установок залежать від об'ємів переробки і властивостей матеріалу, який зброджується, теплового режиму, способів завантаження і зброджування субстрату та ряду інших чинників.
Принципова схема анаеробної установки включає гноєзбірник (приймальний пристрій), метантенк (біореактор), котел (теплообмінник), газгольдер і гноєсховище.
Продуктами біогазової установки є газ, тверді і рідкі добрива. При цьому, вміст живильних речовин в одержаному добриві збільшується на 15% у порівнянні зі звичним гноєм. Таке добриво не містить гельмінтів, хвороботворних бактерій і насіння бур’янів та може застосовуватися без традиційних витримок і зберігання, а рідкий екстракт використовується безпосередньо для поливу кормових трав, овочів тощо. Завдяки використанню вищезазначених добрив можливо збільшити врожайність на 50%.
Орієнтовний вихід біогазу в залежності від виду та кількості сировини:
Технологія отримання біогазу зі звалищного газу дещо відрізняється від стандартного анаеробного зброджування, оскільки розкладання органічної частини твердих побутових відходів (ТПВ) відбувається безпосередньо на звалищі (полігоні) в анаеробних умовах, що виникають невдовзі після їхнього санітарного поховання. Біомасу сміттєвих звалищ не обов'язково переміщувати в окрему ємність або резервуар (метантенк), оскільки вона вже виділяє газ і для прискорення цього процесу досить обмежити доступ кисню і зробити свердловини безпосередньо на звалищі.
Принципова схема біогазової установки ТПВ включає: системи видобутку, збору, подачі, осушки і очистки газу та когенераційну установку.
Які ж основні напрямки використання біогазу?
• паливо для генеруючих установках (вироблення електричної та теплової енергії);
• замінник природного газу;
• біопаливо для автомобілів;
• зниження пожежної небезпеки на полігонах ТПВ;
• факельне спалювання з метою усунення неприємних запахів на полігонах ТПВ.