РОЗДІЛ 27. Технології продуктування біогазу

Є кілька видів анаеробних бактерій, кожен з яких максимально ефективно працює при певній температурі. У зв'язку з цим розрізняють різні температурні режими бродіння. На практиці використовуються два режими: мезофільний (30-40 ° С) і термофільний (51-55 ° С). У термофільному реакція йде в два рази швидше, і відповідно в два рази швидше виділяється біогаз. Також термофільний режим має переваги з точки зору екології, оскільки в цьому режимі знищуються майже повністю всі хвороботворні мікроорганізми. Але термофільний режим вимагає великих енерговитрат на підтримання необхідної температури реакції, а також більшої точності підтримки температури. Крім того, якість біодобрив в цьому режимі виходить гірше, ніж у мезофільному. Мезофільний режим пред'являє менш суворі вимоги до точності підтримки температури, але не завжди може підходити з точки зору екології. Якщо нас цікавлять перш за все біодобрива, то мезофільний режим - це

безальтернативний вибір. Якщо необхідно суттєво заощадити на вартості біогазової установки, то підходить термофільний режим. Адже установка, що працює в термофільному режимі має в два рази більшу пропускну здатність, і, відповідно, може бути зменшена в два рази в порівнянні з установкою, що працює в мезофільному режимі, при переробці тієї ж кількості сировини. Різновиди біогазових установок.

Установки для виробництва біогазу з органічних відходів звичайно підрозділяють на чотири основних типи:

• без підведення тепла і без перемішування зброджуємо!' біомаси:

• без підведення тепла, але з перемішуванням зброджуємої маси;

• з підведенням тепла і з перемішуванням біомаси;

• з підведенням тепла, з перемішуванням біомаси і з засобами контролю і керування процесом зброджування.

Головний критерій при виборі конструкції реактора - це можливість реалізувати його на практиці і зручність з погляду обслуговування й експлуатації. Поза залежністю від вибору конструкції реактор повинний відповідати наступним вимогам:

Водо- і газонепроникність; - водонепроникність потрібна для запобігання витоків і погіршення якості грунтових вод, газонепроникність - для збереження повного обсягу вироблюваного біогазу і для запобігання змішування повітря з газом у реакторі. Теплоізоляція - необхідна умова для ефективної роботи біогазової установки. Мінімальна площа поверхні знижує вартість будівництва і знижує втрати тепла через стінки реактора.

Стабільність конструкції реактора необхідна для витримування всіх навантажень (тиск газу, вага і тиск сировини, вага покрить) і забезпечує довгострокову роботу установки.

Вибір розміру реактора.

Розмір реактора виміряється в кубічних метрах і залежить від кількості, якості і типу сировини, а також від обраної температури і часу зброджування. Є кілька способів визначення необхідного обсягу реактора.

• співвідношення добової дози завантаження сировини і розміру реактора;

• розмір реактора для переробки визначеної кількості сировини.

Форми реактора.

З погляду динаміки рідин, оптимальна яйцеподібна форма реактора, але її спорудження вимагає великих витрат. Другою найкращою формою є циліндр із конічним або напівкруглим дном і верхом. Квадратні реактори з бетону або цегли не рекомендуються до використання, тому що в кутах утворяться тріщини через тиск сировини, а також збираються тверді частки, що порушує процес зброджування. Реактор може розділятися за допомогою внутрішніх перегородок на кілька секцій для запобігання появи кірки на поверхні сировини і для забезпечення більш повного зброджування сировини.

Матеріали для спорудження реакторів.

Реактори можуть споруджуватися з наступних матеріалів:

Сталеві ємності мають перевагу герметичності, можуть витримувати великий иск і порівняно легкі у виготовленні. Великою проблемою, однак, є чутливість до іржі, яку необхідно запобігати підходящими покриттями. Економічно такі ємності вигідні тільки у випадку використання вже готових ємностей. При наявності металевої цистерни достатнього обсягу необхідно перевірити внутрішню і зовнішню поверхні стінок на предмет наявності раковин, якості зварювання, наявності отворів і інших ушкоджень, що повинні бути усунуті. Потім ці поверхні повинні бути очищені і пофарбовані. Пластикові ємності, використовувані як реактори, бувають м'які і тверді. М'які ємності легко зашкодити і складно утеплити для круглорічної роботи. Тверді пластикові ємності відрізняються стабільністю конструкції і не піддаються корозії, тому рекомендуються до використання для психофільної переробки органічних відходів. Бетонні ємності придбали велику популярність у країнах, що розвиваються, в останні роки. Необхідна газонепроникність вимагає обережного будівництва і спеціальних покрить, з метою запобігання тріщинам в кутах реактора, але великими плюсами є недороге будівництво і практично необмежений термін експлуатації. Кладка • найбільше часто використовуваний метод конструкції для маленьких реакторів. Можна використовувати тільки добре обпалені цеглини, бетонні блоки або кам'яні цеглини гарної якості.

Забезпечення герметичності реактора.