Биогаз – разграждане на биомаса

bioБиогаз – газ, получен чрез водородно или метаново разграждане на биомасата. Метановото разграждане на биомасата се осъществява под въздействието на три вида бактерии. По хранителната верига следващите бактерии се хранят с продукти от жизнената дейност на предходните. Първият вид са хидролитичните бактерии, вторият – кислородните и третият вид – метанооразуващите. В производството на биогаз участват не само метаногенните бактерии, а общо трите вида.

Процесът на минерализиране, свързан с метановата ферментация, е важен етап от кръговрата на веществата в природата. Чрез метановата ферментация органичният материал е подложен на минерализиране, при което се получава метан и въглероден диоксид. Неметановите микробни популации хидролизират органичните макромолекули до нискомолекулни вещества, които след това ферментират до ацетат с отделяне в средата на водород и въглероден диоксид. Крайните продукти на ферментационния процес са изходен субстрат за метаногенните бактерии, които ги трансформират до метан. По-голямата част от биомасата се разгражда посредством процесите на хидролиза и ферментация, без предварителна химична или физична обработка.

Още през XVII век белгийският учен Ян Баптист Ван Хелмонт открил, че разлагащата се биомаса отделя запалим газ. В 1776 година италианският физик и химик Александър Волта стигнал до извода за съществуващата зависимост между количеството разграждащата се органична маса и отделеното количество газ. Химикът Хември Деви през 1808 година открил метан в биогаза. През 1930 година, с развитието на микробиологията, са открити бактериите, участващи в процеса на получаване на биогаз.

Химическият състав на получения биогаз е метан ( 50 – 80 % ), въглероден диоксид ( 25 – 40 % ) и незначителни количества водород, азот и сероводород. Тъй като само метана доставя енергия целесъобразно е качеството, количеството, произхода на газта да се отнасят за метана и съответно за неговите показатели. Обемът на газа зависи от температурата и налягането. Високите температури водят до разширяване на газта и до намаляване нивото на калоричност. Освен това при увеличаване на влажността калоричността на газта също намалява. Данните за производството на газ се изразяват в литри или кубически метри. От 1 кг биомаса ( като сухо вещество ) се получават от 200 до 1200 литра биогаз в зависимост от нейния състав и условията за ферментация. Въглеродният диоксид, който съпътства метана, не е повече от този, който се получава при естествената ферментация на отпадъците. Остатъчните продукти от метаногенната ферментация са вода и обеззаразен биологичен тор с по-висока концентрация на минерали и микроелементи в него. Остатъчният азот е в по-лесно усвоима от растенията форма. Това позволява да се намали употребата на химически торове в селското стопанство и да се запази чистотата на почвата и водите.

You may also like...