Главная | Обратная связь

Микробиология анаэробного сбраживания

Получение биогаза и биоудобрений из органических отходов основано на свойстве отходов выделять биогаз при разложении в анаэробных, т.е. безкислородных условиях. Этот процесс называется метановым сбраживанием и происходит в три этапа в результате разложения органических веществ двумя основными группами микроорганизмов - кислотными и метановыми.

Процесс производства биогаза может быть разделен на три стадии: гидролиз, окисление и образование метана. В этом сложном комплексе превращений участвует множество микроорганизмов, главными из которых являются метанобразующие бактерии.

На первом этапе (гидролиз) органическое вещество ферментируется внеклеточными ферментами (клетчатка, амилаза, протеаза и липаза) микроорганизмов. Бактерии разлагают длинные цепочки сложных углеводородов — протеины и липиды - в более короткие цепочки.

Кислотопродуцирующие бактерии, которые принимают участие во втором этапе образования биогаза, расщепляют сложные органические соединения (белки жиры и углеводы) в более простые соединения. При этом в сбраживаемой среде появляются первичные продукты брожения — летучие жирные кислоты низшие спирты, водород, окись углерода, уксусная и муравьиная кислоты и др. Эти органические вещества являются источником питания для метанобразующих бактерий, которые превращают органические кислоты в биогаз.

Метанопроизводящие бактерии, вовлеченные на третьем этапе, разлагают соединения с низким молекулярным весом. Они утилизируют водород, углекислоту и уксусную кислоту. В естественных условиях метанобразующие бактерии существуют при наличии анаэробных условий, например, под водой, в болотах. Они очень чувствительны к изменениям окружающей среды, поэтому от условий, которые создаются для жизнедеятельности метанобразующих бактерий, зависит интенсивность газовыделения.

Метано- и кислотообразующие бактерии взаимодействуют в симбиозе. С одной стороны, кислотообразующие бактерии создают атмосферу с идеальными параметрами для метанобразующих бактерий (анаэробные условия, химические структуры с низким молекулярным весом). С другой стороны, метанобразующие микроорганизмы используют промежуточные соединения кислотопроизводящих бактерий. Если бы не происходило этого взаимодействия, в реакторе развились бы неподходящие условия для деятельности обоих типов микроорганизмов.

Основное преимущество анаэробного сбраживания заключается в сохранении в органической или аммонийной форме практически всего азота, содержащегося в исходном сырье.

Метод анаэробного сбраживания наиболее приемлем для переработки животноводческих отходов с точки зрения гигиены и охраны окружающей среды, так как обеспечивает наибольшее обеззараживание остатка и устранение патогенных микроорганизмов.

Жидкая фаза навоза после анаэробной переработки обычно отвечает требованиям, предъявляемым к качеству сточных вод органами охраны природы. Отработанная жидкая органическая масса поступает через выгрузочную камеру в резервуар сброженной массы, а оттуда перекачивается в цистерны, с помощью которых вносят на поля обычную навозную массу.

Тепловая и электроэнергия из биомассы в странах ЕС.

Таблица 3