Технологии

Условия оптимального протекания процесса анаэробного сбраживания

17 июля 2014

Автор статьи: Игорь Ливен

Статьи по теме:

Мы уже рассматривали влияние состава органического субстрата на объемы и состав биогаза, выделяющегося при анаэробной минерализации, в этой статье мы подробнее остановимся на некоторых условиях, соблюдение которых необходимо для оптимального течения этого процесса и достижения максимальной стабилизации обрабатываемого осадка. В первую очередь, осадок можно считать стабильным, если он сбраживается до 90% от предела распада составляющих его органических веществ. Одним их показателей является также изменение концентраций основных биогенных элементов. В результате процесса анаэробного сбраживания, в органическом субстрате понижается содержание углерода, происходящее вследствие его трат на образование метана и углекислого газа, а так же в карбонаты и бикарбонаты и на построение клеточной массы микроорганизмов анаэробного ила. Общий азот уменьшается незначительно, однако большая его часть переходит из органических соединений в аммиак, который при растворении в воде образует ионы аммония, что сдвигает реакцию среды в щелочную сторону. Соотношение между содержанием общего углерода и общего азота уменьшается.

Для оптимального течения процесса выделения метана в результате анаэробного сбраживания это соотношение должно составлять от шестнадцати до девятнадцати. При больших значениях этого соотношения будет недостаточно азота, а при меньших - начнется интенсивное выделение аммиака, который, растворяясь в воде, может создать неблагоприятные условия для жизнедеятельности бактерий анаэробного ила, особенно метаногенных, предпочитающих нейтральные значения рН. Достижения оптимального соотношения между концентрациями этих биогенных элементов можно достичь смешиванием отходов с разным преобладанием того, или иного элемента, например, навоза с растительными отходами, такими, как кукурузные початки или солома. Помимо достижения оптимального соотношения между концентрациями углерода и азота в этом случае происходит и увеличение выхода биогаза на десять-тридцать процентов от общего объема. При глубоком сбраживании, ведущем к максимальной минерализации осадка, соотношение между углеродом и азотом уменьшается до десяти.

Так же важно для течения процесса анаэробной минерализации и соотношение между содержанием летучих жирных кислот, содержанием бикарбонат-ионов и значением рН среды. При разложении белков до аммиака, который сразу же растворяется в воде, и реагирует с растворенным в ней углекислым газом, так же являющимся продуктом разложения, идет образование ионов аммония и гидрокарбоната, чья концентрация определяет значение бикарбонатной щелочности среды. С их помощью происходит нейтрализация летучих жирных кислот, что позволяет не допустить увеличения кислотности среды, отрицательно влияющей на жизнедеятельность бактерий, участвующих в образовании метана. При нормальных условиях течения анаэробного процесса, выделяющиеся в результате реакций ацитогенеза летучие жирные кислоты нейтрализуются бикарбонат-ионами. При нарушении баланса системы бикарбонатная щелочность уменьшается, что сопровождается увеличением концентрации ацетат-ионов и снижением рН среды.

Таким образом, показателем нормальной работы системы анаэробного сбраживания является высокая бикарбонатная щелочность среды. При разбалансировании системы ее можно, в принципе, поднять за счет добавления химических реагентов, содержащих ионы бикарбоната, но самым правильным шагом считается восстановление системы за счет ее саморегуляции, которая постепенно происходит при прекращении нагрузки.

Таким образом, к основным условиям, которые необходимо поддерживать для поддержания жизнедеятельности анаэробных микроорганизмов и оптимального течения процесса сбраживания, идущего с выделением максимального объема биогаза, относятся:

предел распада;
содержание и соотношение между концентрациями биогенных элементов;
поддержание необходимого уровня рН среды за счет контроля на содержанием летучих жирных кислот и бикарбонатной щелочности.

Контроль и обеспечение этих параметров анаэробного сбраживания позволит обеспечить сбалансированное течение 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.