УСЛОВИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ НОРМАЛЬНОГО
СУЩЕСТВОВАНИЯ МЕТАНОВЫХ БАКТЕРИЙ

Баймуханбетова Н.Б. – магистрант КарГТУ (гр. ТЭМ 16-1)
Омар А.Қ. – магистрант КарГТУ (гр. ТЭМ 16-1) Науч. Рук. – к.т.н., профессор Кызыров К.Б.

УСЛОВИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ НОРМАЛЬНОГО
СУЩЕСТВОВАНИЯ МЕТАНОВЫХ БАКТЕРИЙ

Биогаз образуется в результате разложения органических соединений животного и растительного происхождения. В составе биогаза основным компонентом является метан, который образуется в результате жизнедеятельности метанообразующих бактерий. Но метаногены не способны в одиночку преобразовать органические соединения в метан и углекислый газ, поэтому сначала в процессе участвуют кислотообразующие бактерии. Эти микроорганизмы способны преобразовывать сложные органические соединения в более простые, к примеру, белки расщепляются до пептидов и аминокислот, углеводы становятся простыми сахарами, а жиры преобразуются в глицерин и жирные кислоты. После окончания первой фазы брожения образуются масляная, уксусная и пропионовая кислоты, спирты и альдегиды, а также ряд других неорганических соединений (сероводород, водород и аммиак). Только после этого к работе приступают метаногены. Под действием ферментов и коферментов, вырабатываемых метанобразующими бактериями, завершается цикл брожения, в результате образуется метан и углекислый газ, входящие в состав биогаза. Метанобразующие бактерии относятся к разряду архебактерий. Они имеют особый аппарат синтеза белка и состав клеточных стенок, что позволяет им получать энергию и усваивать углекислоту. Размножаются метаногены очень медленно и проявляют повышенную чувствительность к изменениям окружающей среды. Интенсивность газовыделения зависит от условий, созданных для жизнедеятельности бактерий. Низкая кислотность среды подавляет рост метаногенов, тем самым уменьшая полезный выход биогаза. Количество метана, содержащегося в биогазе, зависит от состава перерабатываемых органических веществ. Если в их составе содержатся жиры и протеины, то в результате получится биогаз с высоким содержанием метана. Но если биомасса состоит из растительных компонентов с большим содержанием углеводов, то содержание метана будет не высоким.
Для того, чтобы бактерии, необходимые для получения биогаза могли хорошо работать в таком многоступенчатом анаэробном процессе, для них нужно создать определенные подходящие жизненные условия, описанные нами чуть ниже.
Влажная среда и её значение для метановых бактерий
Метановые бактерии способны жить и размножаться в том случае, когда субстраты растворены в воде в достаточной мере (в составе субстрата должно быть минимум 50% воды). Основным отличием их от аэробных бактерий является то, что они не могут долго существовать в твердой фазе. По этой причине для так называемых технологий получения биогаза из твердых субстратов есть необходимость в небольшом увлажнении материала, хотя вначале процесса совершенно несущественно, является ли используемый субстрат изначально влажным или же стал таковым путем орошения или смешивания.
Исключение проникновения в установку для получения биогаза воздуха
В процессе анаэробного расщепления органических субстратов участие принимает целый ряд микроорганизмов. Причем, около 50% всех участвующих бактерий являются аэробными, и требуют, либо же хорошо переносят кислород. Только одни метановые бактерии являются полностью анаэробными. Если в используемом субстрате еще присутствует кислород, допустим, в свежем навозе, то все аэробные бактерии используют в первую очередь его. Данный процесс происходит непосредственно на первом этапе процесса производства биогаза. Весьма значительным фактором в процессе получения биогаза является окислительно-восстановительный потенциал. Он представляет собой степень готовности положительно заряженных ионов принимать электроны. Чтобы обеспечить рост анаэробных бактерий данный потенциал должен находиться на довольно низком уровне. А поскольку кислород имеет довольно высокий окислительно-восстановительный потенциал, то это в самом начале вредит анаэробным бактериям. Но если в субстрате имеется достаточно веществ, обладающих низким окислительновосстановительным потенциалом, то тогда анаэробный процесс может свободно происходить и в присутствии в установке кислорода.
Исключение попадания в установку света
Хотя дневной свет вовсе не является для метановых бактерий смертельным, он существенно замедляет процесс их роста. Исключить влияние света на анаэробный процесс на практике легко можно с помощью использования светонепроницаемой крышки.
Равномерная температура — залог жизни метановых бактерий
Все метановые бактерии осуществляют свою жизнедеятельность в температурных пределах 0-70 С. Если в биогазовой установке температура выше, то они начинают гибнуть, за исключением некоторых видов штаммов, которые могут существовать при температуре среды вплоть до 90 С. А при минусовой температуре бактерии выживают, но полностью прекращают свою жизнедеятельность. Скорость процесса брожения также очень зависит от температуры в установке. Принципиально важным является тот факт, что чем выше температура в ней, тем быстрее будет происходить разложение и тем выше будет производство газа. Таким образом, при высокой температуре сокращается время разложения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *