Безвідходна анаеробна біоконверсія органічних відходів у біогаз, дигестат та супутні продукти: ст.

Abstract

Аналіз теоретичних основ анаеробного зброджування органічних відходів засвідчує, що ефективність даного процесу зале- жить від багатьох чинників – температурного режиму, рівня pH, співвідношення Карбону до Нітрогену (C/N), активності мікро- бних консорціумів, тривалості гідролізу та метаногенезу. Успішне застосування таких біотехнологій вимагає комплексного під- ходу до підготовки сировини, вибору оптимального типу біореактора, контролю параметрів середовища та якісного очищення кінцевого продукту – біогазу. Анаеробне зброджування, в екологічному плані, забезпечує зниження рівня забруднення навколишньо- го середовища шляхом ефективної переробки органічних відходів, які у разі їх нераціонального використання призводять до утво- рення шкідливих парникових газів та забруднення ґрунтів. Біогаз, отриманий у результаті анаеробного зброджування органічних відходів, містить не тільки метан (CH4) – основний енергетичний компонент, а й значну частку домішок, які знижують його енергетичну цінність і спричиняють корозію обладнання. До супутніх продуктів, яких необхідно позбутися відносять наступні компоненти: CO2 (вуглекислий газ) – знижує теплоту згоряння біогазу; H2S (сірководень) – токсичний і викликає сильну корозію; NH3 (амоніак) – утворюється при зброджуванні протеїновмісних субстратів; волога та пил – утворюють кислотні розчини у контактних поверхнях. Окрему увагу приділено технологіям очищення біогазу від вуглекислого газу, сірководню та аміаку, які є критичними для підвищення енергетичної цінності біогазу та забезпечення безпечної експлуатації обладнання. Розглянуто фізич- ні, хімічні та біологічні методи очищення, зокрема адсорбцію, мембранні технології, скрубування, біофільтрацію, які довели свою ефективність у промисловій практиці. Дигестат – цінний побічний продукт процесу біоконверсії – має високий вміст макро- та мікроелементів, органічної речовини та мікробіологічної активності, що робить його конкурентоздатним органічним добривом. Його правильне зберігання, дозування та внесення у ґрунт дозволяє покращити структуру ґрунтів, підвищити врожайність сіль- ськогосподарських культур та сприяти зменшенню використання хімічних мінеральних добрив. Дигестат збагачується мікробною органічною масою на 30-50%, а в процесі мінералізації утворюються доступні для рослин мінеральні компоненти, у кількості: для рідкої фракції (Нітроген – 6,6 кг/м3, Фосфати – 1,9 кг/м3, Калій – 6,2 кг/м3, Цинк – 8,2 мг/кг, Купрум – 14,1 мг/кг та Кобальт – 7,2 мг/кг); для твердої фракції (Нітроген – 6,8 кг/м3, Фосфати – 3,1 кг/м3, Калій – 2,7 кг/м3, Цинк – 12,5 мг/кг, Купрум – 34,5 мг/кг та Кобальт – 18,1 мг/кг).