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:

Особенности почек помогают легче переносить высоту 18.01.2025

Высокогорные регионы всегда привлекали внимание исследователей, изучающих, как человек адаптируется к жизни в условиях разреженного воздуха. Недавнее исследование группы ученых из Университета Маунт-Ройал в Канаде, возглавляемое доктором Тревором Деем, проливает свет на важную роль почек в акклиматизации к большим высотам. Работы канадских ученых объясняют, почему представители народности шерпа, которые веками живут в высокогорных районах Тибета, значительно лучше переносят высокогорье. В своем исследовании ученые наблюдали за дыханием и составом крови участников во время их подъема на высоту 4300 метров в Гималаях, в Непале. Эксперимент проводился с участием двух групп: одна состояла из жителей низменностей, не привыкших к горной среде, а другая - из шерпов, чей организм приспособлен к жизни на большой высоте. Основное различие между этими группами было в том, как их организмы реагировали на дефицит кислорода в воздухе. У шерпов наблюдалась более быстрая и масштабная адаптация к ...>>

Производство электричества с помощью термоядерного синтеза 18.01.2025

Американская компания Commonwealth Fusion Systems (CFS) нацелена на создание первой в мире термоядерной электростанции, способной подключаться к электрической сети. Этот амбициозный проект, известный как ARC (Affordable, Robust, Compact), будет построен вблизи города Ричмонд, штат Вирджиния. В соответствии с планами, новая электростанция сможет производить до 400 мегаватт чистой энергии, что вполне хватит для обеспечения электричеством 150 тысяч домохозяйств. Прогнозируется, что станция начнет работу в 2030-х годах. Принцип работы термоядерной электростанции основан на процессе термоядерного синтеза, который происходит в ядре звезд. В отличие от традиционной атомной энергетики, где используется деление ядер атомов с образованием радиоактивных отходов, термоядерный синтез создает в качестве побочного продукта безопасный гелий. Для того чтобы удерживать плазму с температурой свыше 100 миллионов градусов Цельсия, установка будет использовать мощные магнитные поля. Тем не менее, н ...>>

Экологическая защита для овощей и фруктов 17.01.2025

Исследователи из женского колледжа Шри Нараяна в Колламе, Керала, Индия, разработали инновационный способ продления свежести фруктов и овощей. Группа под руководством Пурнимы Виджаян предложила использовать съедобное покрытие, созданное на основе целлюлозных нановолокон (CNF), полученных из луковой шелухи. Этот подход не только продлевает срок хранения продуктов, но и способствует их безопасности благодаря включению нанокуркумина, известного своими антимикробными свойствами. Основным компонентом покрытия являются CNF, полученные из переработанных отходов лука. Эти нановолокна соединяются с синтетическим биополимером, который улучшает структуру покрытия, устраняя проблемы с водостойкостью и термической стабильностью, ранее свойственные материалам на основе CNF. Кроме того, добавление нанокуркумина усиливает антимикробные свойства покрытия, делая его особенно эффективным для предотвращения порчи. Для проверки эффективности этой разработки ученые провели эксперимент с апельсинами. П ...>>

Случайная новость из Архива Шесть правил для систем искусственного интеллекта 02.07.2016 Генеральный директор Microsoft Сатья Наделла (Satya Nadella) высказал свое мнение о базовых принципах построения систем искусственного интеллекта. Как считает специалист, однажды люди и машины начнут работать сообща. И он верит, что это сотрудничество поможет справиться с такими проблемами человечества, как болезни, бедность и безграмотность. Наделла сформулировал шесть принципов, которые, по его мнению, обеспечат нам светлое будущее. 1. Системы искусственного интеллекта должны создаваться для помощи человечеству. Например, они должны выполнять опасную работу, но при этом "уважать самостоятельность человека". 2. Искусственный интеллект должен быть понятным. Люди должны знать, как работает технология, каким правилам она следует и как именно она анализирует мир. 3. Искусственный интеллект должен способствовать повышению эффективности процессов, при этом не разрушая человеческое достоинство. "Индустрия не должна навязывать ценности и принципы будущего", - пишет Наделла. Поэтому системы должны разрабатываться с уважением к разнообразию культур, а к процессу их создания нужно привлекать больше народов. 4. Искусственный интеллект должен гарантировать безопасность личных данных. 5. Работа систем искусственного интеллекта должна быть прозрачна, чтобы люди могли исправить вред, нанесенный машинами по непредвиденным обстоятельствам. 6. Искусственный интеллект должен быть лишен предубеждений. Дискриминация недопустима. Развитие систем искусственного интеллекта пока находится только на начальных этапах и сейчас, на взгляд главы Microsoft, очень важно определиться с этическими нормами, которых необходимо будет придерживаться при дальнейшей работе над технологиями. И тогда машины могут стать для нас надежными помощниками.

Другие интересные новости:

▪ Электростанция на энергии морских волн

▪ Однокристальные системы Dimensity 920 5G и Dimensity 810 5G

▪ Электроскутер NIU Gova C0

▪ Марсианский грунт - защита от радиации

▪ Тепловой след откроет пин-код смарфона

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта История техники, технологии, предметов вокруг нас. Подборка статей

▪ статья Кино- и видеосъемка: как добиться точной передачи цвета. Искусство видео

▪ статья Почему Фридриху Ницше приписывают антисемитские взгляды? Подробный ответ

▪ статья Работа на волоконно-оптических кабелях связи. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Звуковой сигнализатор с неповторяющимся звуком. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Воздух толкается. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025