Узнайте о биогазе, его происхождении, преимуществах и способах использования, а также о его влиянии на окружающую среду и перспективах развития в будущем.
Биогаз – это горючая газовая смесь, состоящая из 50–70% метана (CH₄), которая образуется из органических соединений в процессе микробиологического анаэробного процесса.
Также в состав биогаза входят 30–40% углекислого газа (CO₂) и небольшие количества сероводорода (H₂S), аммиака (NH₃), водорода (H₂) и оксида углерода (CO).
Получение биогаза из органического вещества в промышленных объёмах, преимущественно из органических отходов, основано на управляемом процессе разложения органики в анаэробных, т.е. бескислородных условиях.
Узнайте о преимуществах биогаза для экологической устойчивости и экономии средств.
Биогаз сокращает выбросы парниковых газов, способствуя значительному улучшению состояния окружающей среды.
Использование биогаза может существенно снизить затраты на энергопотребление по сравнению с традиционными источниками энергии.
Биогаз позволяет превратить органические отходы в ценный энергетический ресурс, снижая их негативное воздействие на природу.
Собственная генерация способствует снижению зависимости предприятия от внешних поставок и колебаний цен на энергоресурсы.
Герметичное производство биогаза помогает полностью устранить неприятные запахи, связанные с естественным разложением органики.
Процесс образования биогаза из органических отходов можно разделить на четыре последовательные фазы:
В результате жизнедеятельности бактерий устойчивые субстанции (протеины, жиры и углеводы) разлагаются на простые составляющие: аминокислоты, глюкозу, жировые кислоты.
Простые составляющие разлагаются на органические кислоты (уксусная, пропионовая, масляная), спирт, альдегиды, водород, диоксид углерода, аммиак и сероводород. Процесс идёт до замедления развития бактерий под воздействием кислот.
Под воздействием ацетогенных бактерий из образованных во время кислотообразующей фазы кислот вырабатывается уксусная кислота, подготавливая среду для финальной стадии.
Финальная стадия: уксусная кислота разлагается на метан, углекислый газ и воду. Именно на этом этапе формируется целевой энергоноситель.
Для стабильного и эффективного процесса необходимо строгое соблюдение следующих условий:
Полное отсутствие кислорода является обязательным условием для жизнедеятельности метаногенных архей.
Бактерии могут жить и производить газ только во влажной среде. Оптимальным режимом для всех групп бактерий является диапазон 35–40 °C (мезофильный режим), поддерживаемый системой автоматического контроля.
Количество произведённого газа постепенно увеличивается по мере увеличения длительности брожения: вначале оно происходит быстрее, по мере возрастания продолжительности – медленнее.
Гидролизные и кислотообразующие бактерии активны при pH 4,5–6,3. Метаногенные бактерии живут только при нейтральном или слабощелочном уровне pH 6,8–8,0. Оптимум для метанообразования: pH 7,0.
Продукты обмена веществ каждой группы бактерий выступают питательными веществами для последующей группы. Все они работают с разной скоростью, требуя баланса.
Размер бактерий ~1/1000 мм. Чем мельче частички субстрата, тем больше поверхность соприкосновения с бактериями. Результат: сокращение периода брожения и ускорение метанообразования.
Важно не только для избегания появления корки и осадка, но и для выведения выработанного газа (помогает пузырькам газа подниматься на поверхность).
Микроорганизмы привыкают к определённому «рациону». Изменения в составе сырья, если они вносятся, должны быть постепенными.
Попадания в ферментатор: антибиотиков, химических и дезинфицирующих средств, агрессивных кислот и большого количества тяжёлых металлов, которые угнетают или уничтожают бактериальную культуру.
| Вид сырья | Выход биогаза (м³/тонну) | Особенности применения |
|---|---|---|
| Навоз КРС (свежий) | 40 – 60 | Базовое сырьё, требует смешивания для баланса C/N |
| Помёт птичий | 50 – 80 | Высокий выход газа, требует контроля уровня аммония |
| Кукурузный силос | 180 – 220 | Отличный ко-субстрат для повышения энергоотдачи |
| Пищевые отходы | 100 – 150 | Требует предварительной сортировки и измельчения |
| Осадки сточных вод | 30 – 50 | Решает проблему утилизации для очистных сооружений |
Оставьте заявку на бесплатный технико-экономический расчёт окупаемости для вашего предприятия.