Популярно о биогазе. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

Получение биогаза из органических отходов основано на их свойствах выделять горючий газ в результате так называемого "метанового сбраживания" в анаэробных (без доступа воздуха) условиях. Биогаз, образующийся при метановом сбраживании, представляет собой смесь, состоящую из 50-80% метана, 20-50% углекислого газа, примерно 1% сероводорода, а также незначительного количества некоторых других газов (азота, кислорода, водорода, аммиака, закиси углерода и др.). Напомним, что 1 м2 метана при сгорании выделяет энергию, равную примерно 20-25 МДж.

В свою очередь, "метановое сбраживание" происходит при разложении органических веществ в результате жизнедеятельности двух основных групп микроорганизмов. Одна группа микроорганизмов, обычно называемая кислотообразующими бактериями, или бродильными микроорганизмами, расщепляет сложные органические соединения (клетчатку, белки, жиры и др.) в более простые, при этом в сбраживаемой среде появляются первичные продукты брожения - летучие жирные кислоты, низшие спирты, водород, окисид углерода, уксусная и муравьиная кислоты и др. Эти менее сложные органические вещества являются источником питания для второй группы бактерий - метанообразующих, которые превращают органические кислоты в требуемый метан, а также углекислый газ и др.

В этом сложном комплексе превращений участвует великое множество микроорганизмов, по некоторым данным - до тысячи видов, но главные из них все-таки матанообразующие бактерии. Отметим, что они значительно медленнее размножаются и более чувствительны к изменениям окружающей среды, чем кислотообразующие микроорганизмы-бродильщики, поэтому вначале в сбраживаемой среде накапливаются летучие кислоты, а первую стадию метанового сбраживания называют кислотной. Потом скорости образования и переработки кислот выравниваются, так что в дальнейшем разложение субстрата и образование газа идут одновременно. И естественно, от условий, которые создаются для жизнедеятельности метанообразующих бактерий, зависит интенсивность газовыделения.

Как кислотообразующие, так и метанообразующие бактерии встречаются в природе повсеместно, в частности в экскрементах животных. Считается, что в навозе крупного рогатого скота имеется полный набор микроорганизмов, необходимых для его сбраживания. И подтверждением этому является то, что в рубце и кишечнике жвачных животных постоянно идет процесс метанообразования. Следовательно, нет необходимости применять для получения биогаза чистые культуры метанообразующих бактерий для того, чтобы вызвать процесс брожения. Достаточно лишь обеспечить уже имеющимся в субстрате бактериям подходящие условия для их жизнедеятельности.

Для создания таких условий органические отходы сбраживаются в специальных бродильных камерах (биореакторах), где поддерживают строго анаэробную среду, а также соответствующие температурный и кислотный (рН) режимы, давление и др.

А теперь, прежде чем перейти к рассмотрению различных конструкций биогазовых установок, остановимся коротко на основных факторах, влияющих на эффективность работы подобных установок. Знание этих факторов позволит сделать биоустановку по-настоящему рентабельной и не превратит работу по получению столь необходимого газа в бесполезное перелопачивание навоза!

Установки для производства биогаза из органических отходов обычно подразделяют на четыре основных типа:

• без подвода тепла и без перемешивания сбраживаемой биомассы:
• без подвода тепла, но с перемешиванием сбраживаемой массы;
• с подводом тепла и с перемешиванием биомассы;
• с подводом тепла, с перемешиванием биомассы и со средствами контроля и управления процессом сбраживания.

Понятно, что обязательные компоненты биогазовой установки - сам биореактор и газгольдер для сбора биогаза, ну а устройства для подогрева биомассы, ее перемешивания, а также средства контроля - вещи весьма полезные, но можно обойтись и без них.

Автор: Шомин А.А.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Открыта самая маленькая черная дыра 24.02.2020 Ученые, возможно, обнаружили самую маленькую черную дыру из когда-либо открытых. Это стало возможным благодаря новой методике, которая объединяет несколько наборов данных. Исследователи полагают, что черная дыра примерно в 3,3 раза массивнее Солнца и находится в двойной системе J05215658, которая расположена на расстоянии около 10 000 световых лет от внешнего края диска Млечного пути. Хотя для подтверждения малой массы черной дыры требуются дополнительные исследования, существует вероятность того, что этот объект является частью таинственного класса маленьких черных дыр. Эти объекты не были обнаружены в прошлом, так как никто не понимал как именно их искать. Большинство наблюдаемых черных дыр примерно в 5-15 раз массивнее Солнца, однако это не значит, что все черные дыры во Вселенной такого размера. Отчасти дело в том, что массивные и сверхмассивные черные дыры намного проще обнаружить. Когда такие объекты вращаются вокруг звезд в двойных системах, то притягивают к себе материал от своих спутников. Этот процесс аккреции испускает рентгеновское излучение, которое можно наблюдать в телескопах. Маленькие черные дыры, которые всего лишь в два-пять раз массивнее Солнца, при условии, что они существуют, похоже, не производят эту рентгеновскую сигнатуру, что делает эти объекты невидимыми для ученых. Когда звезда становится сверхновой, последующая эволюция звезды определяется ее массой. Небольшие звезды становятся нейтронными звездами - самыми плотными объектами во Вселенной , в то время как большие звезды коллапсируют в черные дыры. Однако исследователи пока не могут сказать, насколько массивной должна быть звезда, чтобы стать черной дырой. Не исключено, что существует промежуточный процесс, в котором звезда временно становится нейтронной звездой, а затем эволюционирует в черную дыру. Несмотря на то, что масса равная 3,3 массы Солнца, объект может J05215658 потенциально может оказаться примерно в пять раз массивнее Солнца. Ранее были обнаружены несколько других черных дыр, о массе которых исследователи спорят до сих пор, поэтому в данный момент нельзя с уверенностью сказать о том, что новый объект - самая маленькая из всех известных сегодня черных дыр. Тем не менее, само предположение о том, что самые загадочные объекты во Вселенной могут быть еще таинственнее, вероятно, не должен нас удивлять.

Другие интересные новости:

▪ Стирание воспоминаний

▪ Световые волны вывернули наизнанку

▪ Дрон-трансформер от Samsung

▪ Искусственное небо

▪ Смартфон со встроенным тепловизором

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Эффектные фокусы и их разгадки. Подборка статей

▪ статья Служить Маммоне. Крылатое выражение

▪ статья Как быстро разгоняются бегуны? Подробный ответ

▪ статья Парк Арки. Чудо природы

▪ статья Сабвуфер на динамике Magnat. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Пролезть через лист. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025