Перечень параметров, определяющих процесс получения биогаза. Часть 2

5. Пятый фактор, требующий учета, это качественный и количественный состав используемого субстрата. Для их оценки используются определенные суммарные характеристики, к которым относятся

• содержание сухого вещества 
• органического сухого вещества.

У жидких субстратов, помимо этого, оценивается уровень ХПК и в некоторых случаях содержание общего углерода. В целом, у всех субстратов, ориентирование идет на первые два показателя. Определение содержания сухого вещества может проводиться путем высушивания пробы субстрата при температуре 105оС до постоянного веса, разность в начальном и конечном весе покажет содержание воды, а постоянная навеска - сухого вещества. Кроме того, можно использовать более современные способы измерения, с помощью инфракрасных и микроволновых датчиков. Оценить дальнейшую разлагаемость субстрата можно путем определения доли органических веществ, содержащихся в сухом остатке. Для этого высушенная проба прокаливается при температуре 550оС, в результате чего происходит разложение органических веществ и по потере массы прокаленной пробы определяется содержание сухого органического вещества. Это суммарный показатель, который не может лечь в основу оценки выхода биогаза из исследуемого субстрата. Однако, существуют ориентировочные показатели, позволяющие определить по известному составу субстрата и содержанию органического сухого вещества возможный выход биогаза, с учетом поправки на испарение летучих органических веществ. Состав субстрата классифицируется в соответствии с принятым подразделением на

• сырую клетчатку,
• сырой белок,
• сырой жир
• и экстрактивные вещества, не имеющие в своем составе азота,

которые в сочетании с коэффициентами перевариваемости определяют, насколько он подходит в качестве пищи для анаэробных бактерий. Составные части определяют вид промежуточных продуктов реакций биохимического разложения, используемых популяциями определенных видов бактерий. Поэтому, при резких переходах на другой состав субстрата, происходит накопление специфических промежуточных продуктов, так как необходимая популяция потребляющих их бактерий не успевает развиться, или сформироваться, что существенно сказывается на понижении выхода биогаза. Для реальной оценки материального баланса между расходом субстрата и выходом биогаза следует по необходимости также определять качественный состав используемого органического сырья и концентрации разных видов разлагаемой сложной органики.

Впрочем, основным показателем нормального течения процесса анаэробного сбраживания является постоянный уровень концентрации карбоновых кислот. При этом следует обратить внимание на долю уксусной кислоты, так как ее уменьшение в сравнении с долей более сложных органических кислот свидетельствует о нарушении третьей стадии процесса кислотообразования, на которой происходит получение уксусной кислоты. Иногда в качестве показателя протекания эндогенного процесса используется соотношение между концентрациями пропионовой и уксусной кислоты, присутствующих в субстрате. Для определения концентрации органических кислот в субстрате отбирается проба, которая может быть исследована несколькими методами. С помощью дистилляции в токе водяного пара определяется общее содержание органических кислот, или же методами спектрального анализа, и титрованием определяется содержание летучих органических кислот. С помощью спектральных методов, а именно газовой и жидкостной хроматографии можно определить концентрации отдельных жирных кислот, входящих в состав субстрата. В последнее время для оценки процесса используется показатель концентрации летучих органических кислот, полученный с помощью определенной методики титрования исследуемой пробы.

7. Седьмой по счету показатель работы реактора – это уровень рН среды. Это связано с тем, что метанобразующие бактерии очень чувствительны к повышенному содержанию ионов водорода, поэтому оптимальный для их жизнедеятельности диапазон рН составляет 7-7,5.

• Если биохимическое окисление проходит в реакторе одной ступени, то этот уровень реакции среды устанавливается в результате естественного регулирования биоценоза.
• Если процесс анаэробного сбраживания разделен на две ступени, то на этапе гидролиза и кислотообразования уровень рН смещается в кислую сторону и составляет около 5-6,5, так как он является оптимальным для жизнедеятельности бактерий, осуществляющих окисление на стадиях гидролиза, ацетогенеза и ацидогенеза. На второй ступени, где преобладают популяции метанобразующих бактерий, он повышается до оптимального для них уровня.

Стабильность уровня рН обычно поддерживается с помощью буферной емкости среды, обеспечиваемой в основном за счета ионов гидрокарбоната и аммония.

Известно, что добавление ионов железа в виде гидроокиси, или хлорида, может оказать стабилизирующее действие на отклонения от оптимального течения анаэробного процесса. Это связано в основном тем, что выделяющийся сероводород связывается в этом случае в основном с железом, образуя труднорастворимый сульфид, а не с другими ионами более тяжелых металлов, являющихся необходимыми для обеспечения жизнедеятельности бактерий микроэлементами. Однако, при добавление других микроэлементов следует помнить, что избыток тяжелых металлов может привести к подавлению активности в первую очередь особенно чувствительных к их действию метанобразующих бактерий.

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.