И у нас биогаз

Теперь мы уже знаем, что самые обычные органи­ческие отходы сельского подворья — навоз жи­вотных, огородная ботва, сорняки и другая «ор­ганика» — в определенных условиях смогут стать источником столь необходимого в домашнем хозяйстве горючего газа, который сгодится для приготовления пищи, отопления поме­щения и получения горячей воды. Назовем его биогазом.

Биогаз если не полностью, то хотя бы частично может обеспечить потребности сельских жителей, владельцев дачных и садовых участков в топливе. Кроме того, при про­изводстве биогаза отходы полностью идут в дело, в резуль­тате не только улучшается санитарное состояние территории, уничтожаются возбудители инфекционных заболеваний, ис­чезает неприятный залах гниющих растений, гибнут семена сорняков, но и образуются ценнейшие высококачественные органические удобрения, обладающие повышенным гу-мусным потенциалом.

Но чтобы каждый желающий мог соорудить на своем подворье простейшую биогазовую установку собственными руками, полезно иметь представление об основных особен­ностях технологии получения биогаза из органических отхо­дов, а также о факторах, влияющих на производительность биогазовых установок, и конструкциях этих установок.

3.1. ЧТО ЗА ГАЗ БИОГАЗ?

Получение биогаза из органических отходов основано на их свойствах выделять горючий газ в результате так на­зываемого «метанового сбраживания» в анаэробных (без доступа воздуха) условиях. Биогаз, образующийся при метановом сбраживании, представляет собой смесь, состо­ящую из 50—80 % метана, 20—50 % углекислого газа, при­мерно 1 % сероводорода, а также незначительного коли­чества некоторых других газов (азота, кислорода, водоро­да, аммиака, закиси углерода и др.). Напомним, что 1 м2 метана при сгорании выделяет энергию, равную пример­но 20—25 МДж.

В свою очередь, «метановое сбраживание» происходит при разложении органических веществ в результате жизне­деятельности двух основных групп микроорганизмов. Одна группа микроорганизмов, обычно называемая кислотообра­зующими бактериями, или бродильными микроорганизмами, расщепляет сложные органические соединения (клетчатку, белки, жиры и др.) в более простые, при этом в сбраживаемой среде появляются первичные продукты брожения — ле­тучие жирные кислоты, низшие спирты, водород, окисид уг­лерода, уксусная и муравьиная кислоты и др. Эти менее слож­ные органические вещества являются источником питания для второй группы бактерий — метанообразующих, которые превращают органические кислоты в требуемый метан, а так­же углекислый газ и др.

В этом сложном комплексе превращений участвует ве­ликое множество микроорганизмов, по некоторым данным — до тысячи видов, но главные из них все-таки матанообразующие бактерии. Отметим, что они значительно медленнее размножаются и более чувствительны к изменениям окружа­ющей среды, чем кислотообразующие микроорганизмы-бродильщики, поэтому вначале в сбраживаемой среде накапли­ваются летучие кислоты, а первую стадию метанового сбраживания называют кислотной. Потом скорости образования и переработки кислот выравниваются, так что в дальнейшем разложение субстрата и образование газа идут одновременно. И естественно, от условий, которые создаются для жиз­недеятельности метанообразующих бактерий, зависит ин­тенсивность газовыделения.

Как кислотообразующие, так и метанообразующие бак­терии встречаются в природе повсеместно, в частности в экскрементах животных. Считается, что в навозе крупного рогатого скота имеется полный набор микроорганизмов, необходимых для его сбраживания. И подтверждением этому является то, что в рубце и кишечнике жвачных животных пос­тоянно идет процесс метанообразования. Следовательно, нет необходимости применять для получения биогаза чистые культуры метанообразующих бактерий для того, чтобы вызвать процесс брожения. Достаточно лишь обеспечить уже имеющимся в субстрате бактериям подходящие условия для их жизнедеятельности.

Для создания таких условий органические отходы сбраживаются в специальных бродильных камерах (биореакто­рах), где поддерживают строго анаэробную среду, а также соответствующие температурный и кислотный (рН) режимы, давление и др.

А теперь, прежде чем перейти к рассмотрению раз­личных конструкций биогазовых установок, остановимся ко­ротко на основных факторах, влияющих на эффективность работы подобных установок. Знание этих факторов позволит сделать биоустановку по-настоящему рентабельной и не превратит работу по получению столь необходимого газа в бесполезное перелопачивание навоза!

Дата добавления: 2015-06-28