Биомасса как источник энергии стр.154

Обобщенная схема процесса получения метана путем анаэробного

Рис. 3. Схема получения метана ферментацией морских водорослей.

Рис. 4. Схема процесса образования метана ферментацией биомассы.

перегнивания биомассы представлена на рис. 4. После сбора биомасса измельчается, истирается и, если требуется, подвергается предварительной обработке для усиления глубины биоразрушения. Затем сырье разбавляется 5-10% воды, и суспензия подается в первичный перегниватель вместимостью обычно 14 150 м3 со скоростью загрузки 1,6-6,4 кг летучей части твердых веществ/м3 в сутки и при времени гидравлического удержания 10-20 сут. В такой системе обеспечивается полное перемешивание и поддержание анаэробных условий при температуре 35°С. Отходящие вещества оседают во втором анаэробном перегнивателе. Они могут рециркулироваться и после предварительной обработки и обезвоживания использоваться в качестве удобрения или корма для животных. Плавающая рециркулирующая часть из вторичного перегнивателя после обезвоживания также может быть использована для извлечения экстрагированием неорганических компонентов либо удаляется. Газ, полученный ферментацией, часто обрабатывают с целью удаления диоксида углерода и сероводорода. Возможен ряд вариантов этого технологического процесса, в том числе периодический, непрерывный с разделением метаногенных и неметаногенных фаз и с удержанием микроорганизмов в неподвижном слое.

3.1. Эксплуатационная характеристика системы

Оценку эксплуатационной характеристики системы биометаногенеза обычно производят после того, как процесс достиг устойчивого состояния. Для этого используются такие показатели, как выход газа и содержание в нем метана, скорость производства метана, наличие летучих жирных кислот, pH, щелочность и конверсия органического вещества.

Несмотря на то что в анаэробные перегниватели сырье поступает дважды в день, метаногенез происходит при непрерывном изменении кинетики вследствие медленного роста бактерий. Для смены содержимого перегнивателя на 90 или 99% соответственно требуется 2,3 и 4,6 гидравлического времени удержания [уравнение (1), рис. 5]. Поэтому считается, что перегниватели находятся в неустойчивом состоянии до тех пор, пока не изменятся времена гидравлического удержания и коэффициент изменения производства метана и концентрации летучих кислот не станет меньше 12%. Последнее требование отражает то обстоятельство, что для достижения утойчивого биологического состояния может потребоваться больше времени.

Производство газа. Конечными продуктами биометаногенеза являются метан и диоксид углерода, поэтому производство газа рассматривают как одну из важнейших характеристик системы. Для стандартизации измерений газа в условиях данной температуры и давления можно использовать уравнение (2) (рис. 5).

Измерение количества конечного продукта производилось ежедневно из расчета среднего выхода газа за каждую неделю по среднесуточному выходу с помощью уравнения (3) (рис. 5). Затем средний выход метана рассчитывался на основе недельных данных с помощью уравнения (4) (рис. 5). Этот показатель характеризует отношение производимого количества метана к количеству добавленного органического вещества и представляет конечный выход, соответствующий длительному времени гидравлического удержания.


⇐ вернуться назад | | далее ⇒