Каталог товаров
Каталог продукции Весь каталог >>
Корзина пуста

Стадия ацетогенеза при выработке метана путем сбраживания

Каталог очистных сооружений

ok.pngНачало темы: Биохимия метанового сбраживания



В продолжение прошлой публикации рассмотри ацетогенез. Стадия ацетогенеза осуществляется двумя следующими группами бактерий. Первая из них представленная ацетогенными бактериями, проводящими ферментативное воздействие на летучие жирные кислоты, идущее с образованием ацетатов и выделением водорода, а вторая группа бактерий занимается синтезом уксусной кислоты путем ее восстановления из углерода и углекислого газа.

вопрос.pngЧетвертая, заключительная стадия анаэробного сбраживания, производится с участием пятой группы бактерий, образующих метан. Синтез метана, осуществляемый этими метаногенными бактериями, идет двумя путями:

  • расщеплением уксусной кислоты на метан и углекислый газ;
  • восстановлением углекислоты водородом.

восклицание.pngПо первому механизму идет образование порядка 72% метана, по второму же образуются остальные 28%.

Метаногенные бактерии представлены пятью родами. Доминирование одной из них определяется продолжительностью, рН среды и температуры, определяющих условия протекания данного анаэробного процесса. Все бактерии, участвующие в получении метана путем биохимического воздействия являются строгими анаэробами, не переносящими присутствие кислорода и нитратов. Губительной для них является уже концентрация кислорода, составляющая 0,1 мг/л.

вопрос.pngОни так же весьма чувствительны к рН среды, которая должна находиться в диапазоне 7,0-7,5. Некоторое время, впрочем, метагенные бактерии способны работать и при рН 9,0-10,0, но только при условии их возраста не менее двадцати суток.

Основные биогенные элементы, необходимые для их роста, метагенные бактерии извлекают из кислотного остатка уксусной кислоты и углекислого газа, служащих в качестве источника углерода; аммиака, откуда ими извлекается азот; сульфидов или сульфатов, откуда ими берется сера. Кроме того, для успешной жизнедеятельности метаногенов требуется наличие микроэлементов, в число которых входят калий, натрий. Кальций, магний, кобальт, медь, бор, цинк и молибден, являются токсичными в высоких концентрациях.

восклицание.pngНикель для метаногенов является необходимой составляющей фермента, служащего для переноса водорода в процессе восстановления углекислого газа до метана. В состав прочих ферментов, осуществляющих прохождение окислительно-восстановительных реакций, входят железо, магний и кобальт.

В анаэробной экосистеме наблюдается другой принцип взаимодействия, в отличие от биоценоза активного ила аэробных систем, в которых представители низшего трофического уровня служат пищей для микроорганизмов, стоящих на следующих ступенях развития.

В ней разные группы бактерий используют в качестве пищи продукты жизнедеятельности им предшествующих. К первичным анаэробам относятся те группы бактерий, благодаря которым идет осуществление стадий гидролиза и расщепления его продуктов до жирных кислот.

вопрос.pngВторичные анаэробы питаются продуктами жизнедеятельности первичных, потребляя и преобразуя их на стадиях ацетогенеза и метаногенеза. В их число входят так же и сульфатовосстанавливающие бактерии, образующие сероводород. Они начинают проявлять активность при повышении концентрации сульфатов, конкурируя метаногенами за водород и ацетат-ионы, необходимые им для восстановления сульфатов до сульфидов и Н2S.

Накапливающие сульфиды являются фактором подавления развития метаногенных бактерий, так как являются их конкурентами в борьбе за питательный субстрат. Водород, являющийся продуктом второй и третьей стадии анаэробного брожения, при его накоплении, приводит к сдвигу в кислую сторону рН среды, что может отрицательно сказаться на жизнедеятельности и воспроизводстве метаногенов. Однако, в стабильно работающей экосистеме он активно потребляется как в процессе ацетогенеза, так и некоторыми родами метаногенных бактерий.

Помимо этого, для оптимальной работы бактерий необходимо обеспечить им тесное физическое взаимодействие с обрабатываемым субстратом, что особенно важно для первой группы бактерий, благодаря который проходит стадия гидролиза.

восклицание.pngТак же важно поддержание и тесного симбиотического контакта между группами ацетогенных и метаногенных бактерий, благодаря чему у вторых интенсифицируются процессы потребления продуктов биохимического окисления первых. Следовательно, для обеспечения лучших условий функционирования биоценоза анаэробной экосистемы следует избегать сильного перемешивания, ведущего с сильным динамическим нагрузкам, являющимся следствием турбулентностей, которое может нарушить симбиотические связи между микроорганизмами.

Поэтому при выборе систем перемешивания, которое необходимо для лучшего контакта бактерий первой группы с обрабатываемым субстратом, подвергаемым гидролизу, нельзя допускать динамических нагрузок, которые могут привести к разрывам связей между четвертой и пятой группами бактерий.

Равновесие всех стадий процесса анаэробного сбраживания и его эффективность зависит не только от скорости производства бактериями продуктов реакции на каждой из первых трех его стадий, но и от скорости их потребления микроорганизмами, питающимися ими. Накопление продуктов разложения на одной из стадий анаэробного процесса автоматически ведет к торможению и подавлению последующих.

восклицание.pngПоэтому, для эффективности процесса анаэробного сбраживания, следует создать и поддерживать работу сбалансированной системы, определяемой физиологическими особенностями каждой из пяти групп бактерий, связанных между собой потреблением продуктов реакции предыдущего уровня.



Связаться с нами вы можете по телефону 8 (495) 268-0-242 или же по электронной почте info@nomitech.ru. Будем рады вашим сообщениям и комментариям!

Автор

Автор: Ирина Гудилина

Дата: 6 Июл 2014 00:00

2 комментария
Петр У. опубликовано 27.03.2015 в 08:32
Вам нужно авторизоваться, чтобы голосовать0 Вам нужно авторизоваться, чтобы голосовать0

Примерно можно рассчитать процент получаемого метана?
Примерно можно рассчитать процент получаемого метана?


Ольга Борисова
Ольга Борисова опубликовано 30.03.2015 в 15:09
Вам нужно авторизоваться, чтобы голосовать0 Вам нужно авторизоваться, чтобы голосовать0

Добрый день, Петр. Да такой расчет всегда проводится в период расчета системы в целом. Если у Вас есть заинтересованность в биогазовой установке - напишите на почту info@nomitech.ru информацию о вашем предприятии. Будем рады сотрудничеству.
Добрый день, Петр. Да такой расчет всегда проводится в период расчета системы в целом. Если у Вас есть заинтересованность в биогазовой установке - напишите на почту info@nomitech.ru информацию о вашем предприятии. Будем рады сотрудничеству.



  Читайте также Заниженное качество теплопередачи при образовании конденсата в теплообменнике Смотровые стёкла для контроля за работой конденсатоотводчиков Критерии, определяющие выбор флокулянтов Заключение. Результаты применения конденсатоотводчиков Трубы Wieland — общая оценка Вернуться назад