Технологии

Предварительная подготовка субстрата для биогазовых установок

15 января 2015

Автор статьи: Игорь Ливен

Статьи по теме:

К обработке субстрата перед анаэробным сбраживанием относится и его аэробное предварительное компостирование. Для этого он подвергается целенаправленному вентилированию примерно от двух до четырех дней, что инициирует начала аэробного окисления, идущего с выделением тепла, то есть процесса компостирования, в результате чего субстрат нагревается до температуры от сорока до пятидесяти градусов Цельсия. Таким образом, предварительное компостирование облегчает процессы дальнейшего разложения, так как при этом идет раскрытие клеток и предварительное прогревание субстрата до температуры сбраживания, что особенно актуально для трудноразлагаемой углеводосодержащей органики. Но в случае присутствия легкоокисляемой органики предварительное компостирование может привести к сокращению выхода биогаза.

В качестве предварительной подготовки субстрата для однофазного процесса применяется и гидролиз субстрата. Это связанно с тем, что при увеличении нагрузки на реактор, скорость образования простых карбоновых кислот может превысить скорость образования метана. Если же к высокой нагрузке добавляется и короткое время пребывания в реакторе с непрерывной или квазинепрерывной загрузкой, то это ведет к уменьшению уровня разложения субстрата, повышению кислотности среды, а в самом критичном случае и к гибели в первую очередь бактерий, образующих метан. Поэтому, для разделения кислотообразующей и метанобразующей фазы процесса анаэробного окисления, гидролиз субстрата и его закисление можно проводить либо в специальной емкости, перед его помещением в реактор, либо в специальной отдельной, предназначенной для этого секции реактора.

Группы бактерий, обеспечивающих гидролиз и реакции кислотообразования, менее чувствительны к условиям среды, поэтому ее рН может находиться в диапазоне от 4,5-7, то быть сдвинутой в более кислую сторону, что уже критично для процессов синтеза метана и проводиться при температуре около 60 градусов Цельсия. Для проведения гидролиза субстрата могут использоваться резервуары различной формы, с мешалками и отоплением в качестве дополнительного оборудования. Необходимо обратить внимание на тот момент, что в газе, образующемся в процессах гидролиза и кислотообразования, содержится большое количество водорода, что является проблемой с точки зрения техники безопасности и снижает объем выхода метана, образуемого метанобразующими бактериями по одному из механизмов его синтеза.

Получить консультацию специалиста Консультация

Перед его подачей в реактор, сырьевой субстрат, имеющий растительное происхождение, можно подвергнуть дезинтеграции, при которой происходит разрушение клеточных стенок, идущее с высвобождением их содержимого. Эта операция позволяет обеспечить гидролизующим и окисляющим микроорганизмам более свободный доступ к питанию, что ведет к увеличению скорости разложения органики. Дезинтеграция клеточных структур субстрата проводится термическими, физическими, химическими и биохимическими методами. Это может быть:

нагрев до температуры более ста градусов при нормальном давлении;
обработка при увеличенном давлении и небольшом повышении температуры;
разрушение клеточной структуры при помощи ультразвука;
добавление энзимов, разрушающих стенки клеток дополнительной ферментацией.

Таким образом, подготовка сырья, перед его использованием в установке для получения биогаза является неотъемлемой частью этого процесса. Выбор способа предварительной обработки субстрата зависит от его состава и свойств, а так же экономической эффективности этого процесса, влияющей на рентабельность использования установки для получения биогаза. Однако, в свете последних постановлений правительства Российской Федерации, для производителей энергии, использующих возобновляемые источники в перечень которых с февраля 2014 года включен в том числе и биогаз, предусмотрены меры по поддержке и субсидированию на государственном уровне, что повышает рентабельность установок по его производству, а так же позволяет установить дополнительное оборудование, повышающее экологическую чистоту этого 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.