Промышленное получение биогаза

Процессы биометаногенеза применяются в промышленности для получения биогаза – заменителя природного газа. Метаногененный консорциум, применяемый в промышленности, несмотря на сложность своего состава, обладает достаточно надежной авторегуляцией, дающей эффективные результаты при получении биогаза.

Метанотенк простейшей конструкции. Простейшей конструкцией метанотенка является обычная бродильная яма в грунте с фиксированным объемом газа. Очень важно обеспечить достаточное, но слабое перемешивание. Обычно время сбраживания отходов пищевой и микробиологической промышленности составляет около 5-14 суток. Растительные отходы перерабатываются дольше (20 суток и более; рис. 14.5).

Рис. 14.7.Двухстадийный метанотенк

Рис. 14.6.Метанотенк для промышленности

Рис. 14.5.Метанотенк в грунте

Аппараты второго поколения. Метантенки второго поколения (для разбавленных субстратов) имеют конструкцию, обеспечивающую высокий выход биогаза (до 4-5 м ³ в сутки на 1м³ объема реактора) за счет почти полной (на 90-95%) биоконверсии отходов – в основном пищевой и микробиологической промышленности (рис. 14.6).

Работа при повышенных температурах требует затрат энергии для начального прогрева биореактора во время его запуска, но скорость процесса в 2-3 раза выше по сравнению с мезофильными условиями.

Двухстадийная установка. В двухстадийном метантенке(рис. 14.7)разделены стадии метаногенеза. В первом аппарате происходит процесс анаэробного разложения органики с образованием кислот, окислов углерода и водорода (кислотная стадия (1). Полученная бражка поступает во второй аппарат, в котором происходит процесс образования метана (2). В такой системе можно независимо варьировать условия ферментации (скорость протока, Рн, температуру) в каждом аппарате с учетом создания оптимальных условий для развития микроорганизмов-деструкторов в первом и метаногенов во втором. Применение такой биосистемы позволяет интенсифицировать процесс в 2-3 раза.