Айтбаева З.К.

Тараз мемлекеттік университеті, Казахстан

МЕТАНТЕНКТЕ БИОГАЗ ҚҰРЫЛУЫНЫҢ ФЕРМЕНТАЦИЯСЫН ОҢТАЙЛАНДЫРУ

ҚТҚ-ң органикалық субстратының ыдырау үрдісін бөлу мен анаэробты үрдістің динамикасы мен кинетикасын зерттеу негізіндегі кинетикалық модель 3 сатыға бөлінеді: гидролиз, қышқыл түзілу (ацидогенез) және метаногенез. Органикалық заттардың анаэробты тазалануы 1-суретте келтірілді. Анаэробты ыдырау үрдісінің мерзімділігін шартты уақытқа бөлудің екі фазасы әртүрлі микроорганизмдердің физиологиялық тобының белсенділігін көрсетуге негізделген.

Сурет 2. – Периодикалық анаэробты үрдістің параметрлерінің өзгеруі:

1 -Еһ; 2 - рН; 3 —Ғг газ бөлінуі

Сурет 2 - Кезенді ашу кезінде ақуыздардың (7), майлардың (2), көмірсудың (3) ыдырауы жэне органикалық көміртектің құрамының өзгеруі (4)

Ақуыз, май және көмірсудың ыдырауы (2 сурет) толық жүрмейді, графикте келтірілген мәліметтер мерзімдік ферментация үрдісінде анаэробты реактордан культуральды сұйықты сынауды талдау нәтижелері келтірілген.

Ашу тереңдігі: Е = (8₀ - §к/$о)> мұндағы $о жэне 8_К сәйкес алғашқы шоғырлану және субстраттың әртүрлі компоненттері үшін үрдістің толық тоқталғаннан кейінгі мәндері. Мысалы ақуыздар үшін 54 тен 60 %, майлар үшін - 15-тен 40 %. Басқа субстраттардың ашу нәтижелері ақуыз бен майдың ашуының максимал мәнінен ерекшеленеді. Ашудың ең жоғарғы тереңдігі көрсетілген қосылыстардың әр класы үшін тұрақты шама емес, ал биохимиялық қышқылды-қалпына келтіру үрдісіне катысатын ашитын шикізаттағы басқа компоненттердің қатынасына тәуелді өзгереді. Әрбір нақты жағдайда субстрат компонентінің конверсия тереңдігі ондағы донорлар мен электрон акцепторларының қатынасынан тәуелді.

Ұшатын май қышқылдарының өзгеру динамикасының суретте келтірілген. I фаза (ашу) ЛЖК жинақталуының максимал мерзіміне сәйкес келеді, ал II фазада оның мазмұны төмендейді. I фазада көмірсутек диоксиді көбірек бөлінеді, ары қарай метагонездің дамуымен ашыған газдарда метан мөлшері көбейеді. Биогаз алу үшін қажетті шарт оттегінің жеткіліксіздігі, рН фактор 6,5 -тен 7,5 және тұрақты температура 15 °С тан 55 °С. Ол метан бактериясы бар органикалық қалдықтарда болатын метабомуш өнімі. Ферментация мерзімі 10 нан 120 күнге дейін.

Осы күнде ең жиі қолданылатын технологияға ұзақтығы 25-30 күн температурасы 35 °С -37 °С анаэробты ферментация жатады.

Дайындалған органикалық шикізат метантенкке жіберіледі, онда шикізат ферментациясы жүреді. Метантенкті шартты түрде үш бөлікке бөлуге болады: жоғарғы газ көпіршектерімен көтерілетін ірі бөлшек қабықтары, орташа- сұйық және төменгі тұнбаға түсетін лас тәріздес массалар. Уақыт өтуіне байланысты жоғарғы қабықшасы өте қатаяды да, биогаз шығуына кедергі келтіреді, сондықтан ферментацияның дұрыс жүруі үшін әр мезгілде араластырып тұру қажет. Оны метантенкті қыздыру арқылы жүзеге асырады және бактерияның өмір сүруін жылдамдатады.

Метан өндіретін бактериялар шикізаттың өзінде болады, газ шыққанша. Ол екі-үш аптада жетіледі, шығу жылдамдығын жеделдетуге (2-3 есе) болады, егер алдыңғы ашыған шикізаттан "ашытқы" қосылатын болса. Бактериялар +5 тен +75°С аралығында белсенділік танытады және өсу жылдамдығы оптимал температурадан тәуелді.