
- •2. Теоретичні основи метанового шумування
- •2.1. Загальні відомості.
- •Розмноження бактерій.
- •Розмноження бактерій.
- •Утворення метану.
- •Вуглекислий газ, вода.
- •2.2.Вплив фізико-технологічних факторів на процес шумування органічної речовини.
- •2.2.1. Час витримки сировини до завантаження в реактор.
- •2.2.2.Склад органічної речовини.
- •2.2.3Співвідношення вуглець-водень.
- •2.2.4.Зміна лужних властивостей середовища.
- •2.2.5.Температурний режим.
- •2.2.6.Разова доза завантаження.
- •2.2.7.Час перебуванн субстрату у метантенку.
- •2.2.8.Перемішування.
- •2.2.9.Інгібітори процесу.
- •2.3. Властивості та хімічний склад продуктів метанового шумування.
- •2.3.1.Склад газу.
- •2.3.2.Зшумований субстрат(шлам).
- •2.3.3.Вихідна сировина та її властивості.
- •2.3.4.Властивості екскрементів, рідкого гною і стоків.
- •2.3.5.Вихід біогазу з сільськогосподарських відходів.
- •2.4. Наявні ресурси та якісний склад сирої біомаси.
2.2.9.Інгібітори процесу.
Ряд речовин, які можуть потрапити в метантенк з сировиною, можуть пригнічувати діяльність мікроорганізмів, що істотно впливає на вихід біогазу.Дія таких речовин проявляється при розчиненні їх в субстраті, так як розчинена речовина може проникати через оболонки клітин мікроорганізмів. При перетворенні в нерозчинний стан токсична дія цих речовин припиняється, тому що в цьому випадку дані речовини не можуть проходити через стінки мікроорганізмів. До речовин, які при певних умовах перешкоджають життєдіяльності мікроорганізмів, відносять тяжкі метали та їх солі, лужні метали, лужноземельні метали, аміак, нітрати, сульфіди, органічні розчинники, антибіотики. При поступовому збільшенні концентрації токсичної речовини біологічні організми можуть в деяких межах мобілізувати свої ресурси для блокування дії токсичних речовин.
При погіршенні процесу шумування, пов’язаного з наявністю розчинених сполук тяжких металів і зменшення газовиділення, в метантенк вводять деяку кількість сульфатів або сульфітів, при цьому утворюються нерозчинні сполуки металів. Завдяки цьому, коректування процесу досягається за декілька днів.
В табл.2.9 наведено значення допустимих концентрацій деяких шкідливих сполук, що надходять в метантенк, встановлені СН 173-61.
Слід зауважити, що використання в тваринництві дезинфікуючих речовин для знезараження приміщень може також негативно впливати на процес шумування.
Таблиця 2.9. Значення ГДК деяких інгібіторів.
Інгібітори |
Гранично допустимі концентрації мг/л |
Амоній сірчанокислий |
5 |
Мідь |
10 |
Нікель |
500 |
Свинець |
50 |
Хром тривалентний |
25 |
Хром шестивалентний |
3 |
Ацетон |
800 |
Ціанисті з’єднання |
30 |
Бензол |
200 |
Спирт |
100 |
Спирт метиловий |
5000 |
Толуол |
200 |
Калій |
8000 |
Натрій |
8000 |
Нітрати |
50 |
2.3. Властивості та хімічний склад продуктів метанового шумування.
2.3.1.Склад газу.
До головних компонентів біогазу відносять СН4 та СО2, співвідношення яких залежить від вихідного субстрату і умов процесу зшумовування (температури, часу перебування маси в реакторі, завантаження робочого простору). Окрім цих важливих компонентів, біогаз містить незначну кількість Н2, Н2S, N2, (табл.2.10).
Таблиця2.10.Склад і характеристика біогазу.
Характеристика |
Компоненти бiогазу |
Біогазова суміш (60%СН4+40%СО2) |
|||
CН4 |
СО2 |
Н2 |
Н2S |
||
Об’ємна частка,% |
55…70 |
27…44 |
<1 |
<3 |
100 |
Об’ємна теплота згоряння,МДж/м3 |
35,8 |
- |
10,8 |
22,8 |
21,5 |
Межа спалаху (вміст у повітрі,%) |
5..15 |
-- |
4…80 |
4…45 |
6…12 |
Температура спалаху,0С |
65…750 |
- |
585 |
- |
650…750 |
Критичний тиск,МПа |
4,7 |
7,5 |
1,3 |
8,9 |
7,5…8,9 |
Критична температура,0С |
-82,5 |
31,0 |
- |
100,0 |
-2,5 |
Нормальна густина,г/л |
0,72 |
1,93 |
0,09 |
1,51 |
1,2 |
Критична густина ,г/л |
102 |
468 |
31 |
349 |
320 |
Густина відносно повітря |
0,55 |
2,5 |
0,07 |
1,2 |
0,83 |
Об'ємна теплота згоряння визначається, в цілому, вмістом СН4, так як незначні кількості Н2 та Н2S на цей показник практично не впливають. Відповідно, температура спалаху також залежить від вмісту СН4. При зрідженні газової суміші необхідно враховувати критичні значення тиску і температури окремих компонентів. Ці значення показують, що зрідження біогазу практично недоцільне. При використанні біогазу слід враховувати різницю в густині окремих його компонентів. В прохідних невентильованих приміщеннях це може призвести до накопичення СО2 та Н2S у нижніх шарах повітря. Окрім цього, накопичення СН4 пов’язане з небезпекою вибуху.