Технологии

Перечень параметров, определяющих процесс получения биогаза. Часть 3

15 февраля 2015

Автор статьи: Игорь Ливен

Статьи по теме:

9. К девятому по счету показателю контроля анаэробных процессов относится контролирование содержания азота и его соединений, к которым в первую очередь принадлежит аммиак и ионы аммония, содержащиеся в растворе. Азот относится к основным биогенным элементам, необходимым для поддержания жизнедеятельности анаэробных бактерий, поэтому крайне важно поддерживать его концентрацию в субстрате на необходимом для этого уровне. Однако, повышенные концентрации аммиака и ионов аммония могут тормозить метаболизм метанобразующих бактерия, снижая тем самым количество метана, выделяемого при биохимическом окислении. В принципе, метанобразующие бактерии могут со временем адаптироваться к изменившимся условиям среды, но только до определенного порога превышения концентрации аммиака, который для каждого конкретного процесса должен быть установлен отдельно. Это связано с тем, что основная роль в подавляющем воздействии на метановые археи принадлежит недиссоциированным в воде аммиачным молекулам, концентрация которых тесно взаимосвязана с условиями их диссоциации, то есть

температурой,
показателями рН
и концентрацией аммиака.

Поэтому, на одинаковое повышение концентрации аммония метановые бактерии при термофильном режиме сбраживания реагируют чувствительнее, чем микроорганизмы, существующие при мезофильной температуре. Хотя при определенных нарушениях процесса анаэробного сбраживания, когда при неизменном объеме выделяемого газа идет увеличение концентрации органических кислот, являющихся промежуточными продуктами реакций брожения, то высокие концентрации аммония могут исполнять роль буферного раствора. При наличии времени на адаптацию, которое может составить до одного года, метанобразующие бактерии могут постепенно приспособиться к действию повышенного содержания аммиака, причем этот процесс происходит значительно быстрее в установках с неподвижным слоем субстрата, чем в реакторе с механическим перемешиванием. То есть более «старые» бактерии быстрее приспосабливаются к изменениям среды, поэтому для лучшей адаптации анаэробных микроорганизмов в случае реакторов с механическим перемешиванием следует увеличить время пребывания субстрата.

Но для каждого определенного случая выводы делаются на основании практических наблюдений, так как до сих пор не еще не выявлено явной зависимости между

допустимой концентрацией аммиака,
объемом субстрата
и временем его пребывания в реакторе.

Следует помнить, что период адаптации анаэробных микроорганизмов к повышенным дозам аммиака может сопровождаться колебаниями производительности биогазовой установки. Измерения концентрации аммиака и ионов аммония может проводиться с помощью

ионочувствительных зондов,
кюветного тестирования,
или же методами титрования и дистилляции.

В основном на практике используются методики лабораторных исследований.

Получить консультацию специалиста Консультация

10. Десятым показателем состояния процесса анаэробного сбраживания является образование плавающих корок на поверхности субстрата, характерное по большей части для сырья с большим содержанием волокон. Это связано в с тем, что при всплытии волокна прочно переплетаются друг с другом, образуя на поверхности плотный корковый слой, толщина которого, если его не разбивать мешалками, может достигнуть нескольких метров, что требует уже ручного удаления. Однако, если в реакторе имеется встроенный газонакопитель и реакции обессеривания осуществляются в реакторной емкости, то некоторая стабилизация поверхности необходима для поддержания жизнедеятельности бактерий, окисляющих сероводород до свободной серы. Величина и прочность коркового слоя обычно определяется визуально, через смотровые окошки реактора.

11. Пена на субстрате служит одиннадцатым контрольным показателем процесса анаэробного сбраживания. Ее образование связано с уменьшением поверхностного натяжения, вызванного действием поверхностно-активных веществ, при этом какие именно продукты реакции анаэробного процесса являются причиной появления пены, точно не удалось определить до сих пор. Обычно же ее появление свидетельствует о нарушениях технологического процесса, связанных с качеством субстрата и перегрузками биогазовой установки в сочетании с высокой концентрацией ионов аммония, поэтому причина появления пены может быть заключена в поверхностном скоплении промежуточных продуктов реакции, обладающих поверхностно-активным действием или бактериальных групп, одновременно с выделением реакционных газов. Пенообразование может стать причиной выхода из строя газопроводов из-за ее выдавливания пены при избыточном давлении газа в реакторе. Временное устранение этой проблемы возможно при использовании пеногасителей, но радикальное требует выяснения и ликвидации нарушений технологии процесса. Определить наличие пены можно визуально, а так же по разности показаний ультразвуковых датчиков уровня и датчиков давления, так как первые из них реагируют на ее появление, как на повышение уровня, а вторыми она не фиксируется.

Для оценки течения процесса анаэробного сбраживания следует использовать показания датчиков и результаты лабораторных анализов отобранных проб по максимальному числу критериев оценки. Естественно, что контроль анаэробного процесса по всем параметрам требует больших финансовых вложений, к тому же на многих установках этого и не требуется. Для этого желательно определить основные, характерные для конкретной биогазовой установки, параметры процесса. Следует учитывать, что лабораторные анализы требуют соблюдения определенных условий отбора проб, а так же задержку результатов во времени, кроме того, они требуют достаточно больших расходов на их проведение. Данные, полученные с помощью датчиков, являются более оперативными, к тому же, благодаря возможности получения большого количества данных, можно проследить динамику их изменения. Но, так как некоторые из параметров, требуемых для определения относительного массового баланса, могут быть определены только лабораторным путем, следует определить оптимальное сочетание обоих систем измерения. Использование датчиков там, где возможно, позволяет автоматизировать контроль протекающего процесса и максимально оперативно отреагировать на критические изменения контрольных величин, а лабораторные анализы - получить более полную картину течения анаэробного процесса.

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.