2. Аэробная и анаэробная ферментация отходов.

ФЕРМЕНТАЦИЯ, метаболический процесс, протекающий с выделением энергии, в результате которого молекулы сахара и крахмала без поступления воздуха разлагаются на углекислый газ и этанол. Этот процесс катализируется при помощи энзимов. Обычно он протекает в микроорганизмах (прежде всего в дрожжах). Ферментация (иначе называемая брожением) применяется при изготовлении теста для хлеба, в виноделии и пивоваренном деле, а также для выдержки сыра.

ФЕРМЕНТАЦИЯ: Существуют два основных типа разложения органических веществ: аэробная (в присутствии кислорода) и анаэробная (при отсутствии кислорода). Все органические материалы, как животные и растительные могут быть подвергнуты этим двум процессам, но продукты разложения будут различны при разных типах разложения. Аэробное разложение (брожение) будет производить углекислый газ, аммиак и некоторые другие газы, в небольших количествах, тепло в больших количествах, и конечный продукт, который может быть использован в качестве удобрения. Анаэробный распад будет производить метан, диоксид углерода, водорода и некоторые другие газы, очень мало тепла и конечный продукт с более высоким содержанием азота, чем производимый путем аэробной ферментации. Анаэробный распад происходит в два этапа. На первом этапе, кислые бактерии демонтируют сложные органические молекулы на пептиды, глицерин, спирт и простые сахара. Когда эти соединения получены в достаточном количестве, второй тип бактерий, начинает преобразовывать эти простые соединения в метан.  КИСЛОТНОСТЬ: Анаэробное разложение происходит в диапазоне рН от 6,8 до 8,0. При более высокой кислотности процесс брожения будет происходить с более низкой скоростью. Брожение будет резко замедлятся или вовсе остановится, пока бактерии поглощают кислоты. Высокое значение рН будет стимулировать производство углекислого газа, чтобы нейтрализовать смесь. Углерод к азоту Бактерии, ответственные за анаэробный процесс, как и все живые организмы потребляют углекислый газ. Если все условия благоприятны для производства биогаза, а основные условия соотношения углерода к азоту примерно 30 – 1, такое соотношение позволит предотвратить потерю качества удобрений и поднимет процент содержания метана в получаемом биогазе. ТЕМПЕРАТУРЫ: Анаэробный распад отходов происходит при температурах, лежащих в диапазоне от 0 ° C и 69 ° С. Добыча газа является наиболее продуктивной при температурах между 29 ° C до 41 ° С и от 49 ° C до 60 ° C. Это связано с тем, что два различных типа бактерии размножаются лучше всего в этих двух диапазонах, но при высокой температуре бактерии гораздо более чувствительны к внешнему влиянию. Температура от 32 ° C до 35 ° С оказалась наиболее эффективной для стабильного и непрерывного производства метана. Биогаз, произведенный за пределами этого диапазона будет иметь более высокий процент двуокиси углерода и других газов, что ухудшает качество производимого газа. ПРОЦЕНТ ТВЕРДЫХ ТЕЛ: Анаэробное сбраживание органических веществ будет проходить лучше, если входящий материал состоит из примерно 8% сухого вещества. В случае производства биогаза из свежего коровьего навоза, вложенное количество «чистого» навоза разводят примерно равным количеством воды.

Процесс аэробной твердофазной ферментации можно разделить на два периода. Первый — климация микрофлоры. Эта фаза при соответствующих условиях может быть сокращена с 32 до 12 часов путем принудительного подогрева органической массы искусственными источниками тепла (горячее водоснабжение, продувка горячим воздухом, использование электротенов перед вентиляторами).

Вторая фаза — интенсивное развитие и размножение мезофильных, а затем и термофильных бактерий (22—54 часа), сопровождающееся выделением биологического тепла и повышением температуры компостируемой массы до 30—80 °С.

Таким образом, аэробная твердофазная ферментация — биотермический процесс минерализации и гумификации веществ, происходящий под воздействием в основном термофильных (теплолюбивых) микроорганизмов. Сначала температура компостируемой массы повышается с 10 до 47 °С. На этой стадии усиленно размножаются мезофильные микроорганизмы (оптимальная температура их развития — 30—45 °С). Затем температура поднимается до 55-80 "С, что приводит к гибели мезофилов и росту числа термофилов. Это самая важная фаза компостирования, во время которой окислительные процессы достигают наибольшей интенсивности.