Биотехнология

і зо
!«
X
CO
a
ф
T
1
T
1
Бакылау
I нұсқа
2  нұсқа
25-сурет. Chlorella sp -1
 табиғи түрінің бақылау жэне
ластанган сулардағы өсу динамикасы
11-кесте
Сорбүлақ көлі суларынан алынған үлгілерге 
жасалған  химиялық талдау нәтижелері
1 -ші су қоимадан 
алынған үлгі, мг/л
Химиялық
қосылыстар
Реттік
нөмірі
қоимадан
алынған
ҮЛГІ. 
мг/л
Темір (жалпы)
Мырыш (11+)
Мышьяк
Мүнаи өнімдері
Фторидтер______
Нитрит ион (NO?) 
Нитрат ион (NO,) 
Алюминий
230

Сулардың беткі бөлігін ластаушы заттардыц 
шекті мөлшердегі  концентрациясы 
(ШМК)
12-кесте
Реттік
нөмірі
Химиялық
қосылыстар
Су тогандарын балык 
шаруашылыгына 
пайдаланушыларга 
арналган үлгі мг/л
Ластану
кластары
1
Кадмий
0,005
2
2
Мыс
0,001
3
3
Мырыш (2+)
0,01
3
4
ОБП5
Змг/л 02/л
5
Темір (жалпы)
0,1
3
6
Фторидтер
0,05 (0,75 жогары
болмау керек)
4
7
Нитрит ион
(NO,)
0,08 (IHMK=0,02N)
2
8
Нитрит ион
(NO,)
40,0 (IIIMK=9,1N)
3
9
Сульфаттар
100
4
10
Мұнай өнімдері
0,05
4
11
Хром (VI)
0,02
3
12
Натрий
120
2
Алынған қалдық сулардың құрамындағы мыс 5-6 есе, мырыш 
5 есе, фторид 3  есе жэне сульфаттың 3  есе шекті мөлшердегі кон- 
центрациядан (ШМК) жоғары екені анықталды.
Кейбір  зиянды  заттармен  ШМК-сы  жоғарлаған  қалдық 
суларға биологиялық бақылау жүргізген зерттеу нәтижесінде ауыр 
металл  иондарына сезімтал 
Chlorella-sp-1
 табиги түрінің сезімтал 
екені анықталды. Еліміздің экологиялық ластанган су тогандарына 
биологиялык  бақылау  жүргізуге 
Chlorella-sp-1
  табиги  түрінін 
сезімталдық  қасиетін  моделді  объекті  ретінде  пайдалануга  бола- 
тыны айқындалды.
231

Үлкен  Алматы  өзенінен  алынған  су  үлгілерін 
Chlorella- 
sp-1
 
штамы көмегімен биобақылау
Хлорелла  көмегімен  био-тестілеу  тэсілі  бойынша  ластанган 
суларда клеткалар саны 24 сағат ішінде ыдырап, өсуін тоқтатса, ол 
судың жоғарғы деңгейдегі улылығын, ал 96 сағаттан кейін ыдыра- 
са, судың орташа денгейде улы екенін көрсетеді.
Біз зерттеу жұмысымызды Алматы қаласын басып өтетін үлкен 
Алматы  өзенінің  3  нүктесінен  су үлгілерін  алып,  оларға  микроб- 
алдыр 
Chlorella-sp-1
  көмегімен  биобақылау  жүргіздік.  Бақылау 
ретінде  штамға  су  үлгілерін  қоспай  жеке  стандартты  қоректік 
ортада  өсірдік.  1-нүкте  үлкен  Алматының  басы  (10  км  жоғары), 
2-нүкте  үлкен  Алматыға  өндіріс  сулары  қүйылған  жері,  3-  нүкте 
бірінші Алматы дан кейінгі қаланың аяғы.  1-нүктеден алынған су -  
Ісынама,  2-нүктеден  алынған  су -  2  сынама,  3-нүктеден  алынған 
су -  3 сынама жэне бақылау болып белгіленіп алынды.
Ластанган заттар құрамы; мыстың шекті мөлшерлі концентра- 
циясы (ШМК) -2 есе , мьфыш ШМК-1,5  есе жэне мүнай өнімдері 
ШМК -3,2 есе болатыны анықталған.
Үлкен  Алматы  өзенінің  бұл  алынған  нүкгелердегі  судың 
сапасы  мен  кейбір  параметрлері  14-кестеде  көрсетілді.  Кесте- 
де  корсеткендей  үлкен  Алматы  өзенінің  қаланың  аяғындағы 
ластануының жогары екенін  көруге  болады.  Тәжірибемізде үлкен 
Алматы  өзенінен  алынған  3  түрлі  үлгіге  микробалдыр 
Chlorella- 
sp-1
  штамын  өсіріп  биологиялық  бақьшау  жүргіздік.  Бақылау 
жэне  тәжірибеде 
Chlorella-sp-3
  штамының  алғашқы  клеткалар 
саны  Імл-де  0,3x10б  алынып,  2000люкс  жарықта,  25-28°С  темпе-
ратурада лабораториялық белсенді өсіру қондьфғысында өсірілді. 
Бақылауда 
Chlorella-sp-1
  нггамы  клеткалары  7  тэулікке  12,6х106 
дейін  экспоненциалды  өсіп,  келесі  тэуліктерде  клеткалар  санын 
өсуі тежелгені байқалды. Бақылау жэне эртүрлі су сьгаамаларында 
Chlorella-sp-1
  штамының  клеткалары  өсу динамикасы  салыстыр- 
малы түрде 26-суретте көрсетшген.
232

ц
5
*Х
Q
2
2
z
T O
о
(Q
£
»-
5
алынған
сынамаларына
жүрпзу
Жалпы  сулардың  сапасын
ластану  индексі  (СЛИ)
бойынша  анықтайды.  Суцың  сапасын  ластану  индексі  бойынша 
әртүрлі сапалық кластарға бөледі (13-кесте).
2004  жылдың  3-ші  мезгілінде  жүргізілген  талдау  нәтижесі 
бойынша  үлкен  Алматы  өзенінде  судың  беткейлі  сапасы  3-ші 
класқа  кіреді,  яғни,  орташа  ластанган,  ал  судың  ластану  индексі 
(СЛИ)  -1,53  көрсетті.  Үлкен  Алматы  өзенінің  судың  беткейлік 
сапасының  гидрохимиялық  көрсеткіші  төмендегідей  болатыны 
анықгалган (14-кесте ).
13-кесте
Судың ластану индексі (СЛИ) өлшемі бойынша су беткейінің
сапалық көрсеткіші
Сапалық
класы
Судың сапалық сипатта-
масы
СЛИ өлшемі
1
Өте таза
II 
"
О
O
J
2
Таза
0,3-1,0
233

3
Орташа ластанган
1,0-2,5
4
Ластанган
2,5-4
—
5
Лас
6
Өте лас
_______ 6-10_______
7
Төтенше ластанган
>10
14-кесте
Үлкен Алматы  өзенінін суды к беткейлік 
сапасының гидрохимиялық көрсеткіші бойынша
жағдайы
е л и
Ингредиент-
тер
Орташа кон­
центрация
ШМК
кебею
есесі
Судын
сапалык
сипатта-
масы
2,51
Мыс
0,002
2,0
3-класс,
Мырыш
0,015
1,5
Орташа
ластанган
Мұнай
0,16
~ \ 2
өнімдері
Тэжірибедегі  3  сынамада 
Chlorella-sp-1
  штамы  клеткалар 
санының судың ластану дәрежесіне байланысты клеткалардың өсу 
жылдамдығының  тежелгені  байқалды.  Үлкен  Алматы  өзенінің  2 
жэне 3 нүктелерінде судын ластануының жоғары екенін көрсетеді. 
Бұл  нүктелерден  алынған  су  сынамаларында  өсірілген  клеткалар 
саны  6,8x106  жэне  4,5x106  ғана  жететіні  судын  орташа  дэрежеде 
улылығын көрсетеді.
Бақылау сұрактары
1.  Биомониторинг дегеніміз не?
2.  Индикатор сапробты организмдердін маңызы қаңдай?
3.  Сапробты зоналарды атаңыз?
4.  Биоиндикация жэне био-тесті айырмашылығын аитыңыз?
5.  Сукоймаларыныц сапробтылыгы бойынша жіктелуі?
234

IX БӨЛІМ
БИ О ЭН ЕРГЕТИ К А
9.1.Экологиялық таза отын алу -  XXI ғасыр талабы
Биоэнергетика 
-   биологиялық  объектілер  жэне  олармен 
түзілетін  үрдістерді  қолдану  негізінде  энергия  өндіру  (биогаз 
алу,  биомасса  өндіру,  биодизель,  сутегі  биосинтезі  жэне  т.б.),  ол 
сарқылмайтын  қуат  көзіне  жатады. 
Биоэнергетика 
—  биомас- 
саны  тиісті  өңдеуден  өткізу  арқылы  отын  ретінде  қолдану.  Био- 
массаны  энергетикада  қолдану  негізі  фотосинтез  кұбылысы.  Се- 
бебі,  күн  сэулесі  эсерінен  барлық  фотосинтездеуші  организмдер 
комірсулардың  элемдік  айналымына  қосылады.  Органикалық 
қалдықтар биомассасының қуатын қолданатын биоэнергетиканың 
болашагы  зор.  Органикалық  массаның  жалпы  молшері  элемдік 
көмір,  мұнай  және  газдың  шамасынан  бірнеше  есе  асып  түседі. 
Биомассаның  анаэробты  ашуы  барысында  60-70%  метаннан 
тұратын  биогаз  (жылу  шыгару  қабілеті  1  м3  5000  ккал)  алуга  бо­
лады  жэне  газ  шыгымы  үздіксіз,  қалган  қалдық  -   шлам  жақсы 
тыңайтқыш.  Биоэнергетика  экологиялық  жэне  экономикалық 
келешегі  мол  сала.  Нэтижесінде  қалдықгарды  шикізат  ретінде 
қолданып, қоршаган ортаның ластануы азаяды жэне табиги ресур- 
стар сақталады. Бұл багытта биоэнергетиканың болашагы зор.
Биосфера  энергетикасы 
дегеніміз  жылу,  космос  жэне  би­
осфера  арасы  кеңістігіндегі  энергетикалық  баланс,  экожүйедегі 
энергетикалық  үрдіс,  тірі  заттардагы  антиэнтропиялық  (энергия 
агыныньщ  реттілігіне  багытталган)  үрдіс,  жеке  тірі  организмдер 
энергетикасы (биоэнергетика).
Энергия  агыны  моделінің  негізгі  компоненттерін  толықтай 
қарастыру қажеттілігі туындайды. Қоректік тізбектер немесе тұтас 
экожүйенің  биоэнергетикасы.  Ол  биогаз  кұрылғыларында  метан- 
ды  ашу  жолымен  түзіледі.  Биогаз  шетелдерде  үйлерді  жылыту, 
тагам дайындау үшін кеңінен қолданылады.
Қауымдастықтагы кооперативтік трофикалық қатынас сапалы 
деңгейде  субстрат ретінде  функционалды  блокқа түседі.  Көмірсу 
айналымда  ыдыратушылық  касиетті  белсенді  жүзеге  асыратын 
органотрофтар  тобының  кооперативті  қатынасынан  байқауга  бо-
235

лады. Микроорганизмдердің жүзеге асыратын химиялық реакция- 
лары  организмнің тіршілігі  үшін  қажетті  энергиямен  қамтамасыз
етуі керек. 
и: 
•
Клетка  биоэнергетикасы.  Бұл  жерде  эртүрлі  реакцияларды 
жүзеге  асыратын  түрлердің  қарым-катынасы  туралы  сөз  болады. 
Микробты  қауымдастықтың  трофикалык  жүйесінде  химиялык 
реакциялардың қарым-қатынасы түзіледі. Органикалык қалдықтар 
биомассасының 
энергиясын 
қолданатын 
биоэнергетиканың 
болашағы зор.
Жайылым, егістік үшін жаңа жерлерді игеру барысында адам- 
зат  оның  қүнарлығын  қайта  қалпына  келтіру туралы  ойланбаған, 
нәтижесінде  1500  жыл  шамасында  ол  жерлер  жарамсыз  болып
қалған. 
V  -
Табиғи экожүйе балансының бұзылғаны соншалык, редуцент-
тер биосфераны ластаушылардан тазартып үлгермейді.
Сонымен  бірге,  соңғы  100-150  жылда дәстүрлі  табиғи  энер­
гия ресурстардың таусылатындай қаупі бар. Қазіргі таңда қуаттың 
жалпы  элемдік  қолданысы  келесі  қатардағыдай:  мұнай  -   36,1%, 
көмір -  27,2%,  газ -  22,9%,  биологиялық отын  (  ағаш,  шымтезек 
т.б.)  -   5,4%,  атом  электростанция  (АЭС)  мен  су  электростанци- 
ясы  (СЭС)  ресурстары  -   8,4%.  Бұл  аталған  ресурстар  СЭС-тен 
басқалары,  сарқылатын  ресурстарға  жатады.  Жаңа  қуат  көздерін 
жасау  жэне  дамыту  (  гелиоэнергетика,  геотермальді,  жел  энерге- 
тикасы,  биоэнергетика  жэне  т.б.)  игерілу  үстінде.  Олардың  үлесі 
қуат бойынша  1 %.
9.2. Биогаз өндіру технологиясм
Соңғы  жылдары  халыктың  шаруашылық  жэне  түрмыстық 
кажеттіктерін қанагаттандыру үшін энергия көздерінің жетіспеуіне 
қарай  оларга теңдес  алмастырғыш  іздестірілуде.  Осы  энергиялык 
дағдарыска  байланысты  соңгы  кезде  органикалык  қалдыкгардан 
отын  есебінде  қолдануға  болатын  биогаз  алуға  үлкен  үміт  арты-
луда.
Биогаз  дегеніміз  органикалык  калдықтардың  немесе  басқа 
да тұрмыстык органикалык калдықтардың  ыдырау процестерінде 
пайда болатын  газдардың  қосындылары.  Өнеркәсіптік  биогаз  алу 
әдістері 
XIX гасырдың аяғынан белгілі. Дүние жүзінде қазіргі кезде
236

биогаз алу үшін 8 млн. қондырғы жұмыс істейді. Биогаз өндірісінде 
шйкізат көзі ретінде тезек, дэн жэне мелассаның спирттен кейінгі 
барда, сыра өндірісінің қалдықтары,  қызылша сығындысы, балық 
және ет өндірісінің (ішек, қан, май т.б.) қалдықтары, шөп, өндірістік 
қалдықтар,  сүг өнімінің  қалдықтары  — ащы  жэне тэтті  сүт  сары- 
суы,  биодизель  өндірісінің  қалдықтары  — техникалық  глицерин, 
шырын  өндірісінің  қалдықтары,  крахмал  жэне  сірне  өндірісінің 
қалдықтары,  майга  қуырган  картоп  өндірісінің  қалдықтары  т.с.с. 
Бұл өте арзан шикізат көзі. Сонда да шикізат көздеріне белгілі бір 
талаптар қойылады. Олар біріншіден, бактериялардың дамуы үшін 
қолайлы болуы қажет, орта бейтарап болуы қажет жэне қүрамында 
антибиотиктер,  сабын  жэне  кір  жуатын  ұнтақ,  бактерияларга  ке- 
дергі келтіретін заттар болмауы қажет.
Биогаз -  анаэробты  жагдайда (метантенктерде)  органикалық 
қалдықтардың  (биомасса),  қатты  тұрмыстық  қалдықтардың 
органикалық фракцияларының,  көң т.б.  шірігендегі  өнімі.  Ол  ме­
тан жэне көмірқышқыл газы қоспасынан түрады. Метаноген клас- 
сына  жататын  бактериялардың  көмегімен  биомасса  ыдырайды. 
Биоэнергетиканың бүл нүсқасы экологиялық тұрғьщан таза, себе- 
бі, отын өндірісі үшін өндірістік шикізат қолданылмайды.
Жылы елдерде биогаз алу кұрылгылары кеңінен қолданылады.
Биогаз  алуда  алдыңгы  көшбасшы  -   Қытай  Халық  Республикасы 
(ҚХР).  Бұл  елде  10  млн  аса  биогаз  құрылгылары  жүмыс  істейді. 
Ол  ауыл  тұргындарын  қуатпен  қамтамасыз  етеді.  Сонымен  қоса, 
64 мың биогаз станциялары  190 электростанциялар мен биогазбен 
жұмыс істейтін автобус парктерінің 60 % қамтамасыз етеді.
Үндістанда биогаз өндірісі қарқынды дамуда.  Көңнен биогаз 
алуда екі мәселе шешіледі: арзан қуат көзі жэне құс фабрикасынан 
шыгатын қүс  саңгырыгы  мен  ірі  қара малдардың көңі утилизаци- 
яланады.
Әлемде көңнен биогаз өндіретін  100 аса зауыттар бар. Герма- 
нияда 500 ( шикізат ретінде 70% аюқүлақ жэне 30% қүс саңгырыгы 
қоспасы),  АҚШ-да  ірі  биогаз  зауыты  бар,  онда  115  мыңга  жуық 
сиырдың  көңі  утилизацияланады.  Бұл  тәжірибе  Ресей  үшін  өте 
пайдалы,  себебі,  ірі  қара  малдарды  өсіруге  арналган  қүрылыс 
басталган. Одан шығатын көң қоймага жинақталуда.
Швецияда  дэстүрлі  емес  энергетиканы  қолдану  бойынша 
көшбасшылардың біріне айналган, оларда биогаз ет комбинатынан
237

шығатын  қалдықтардан  (жануарлардың  ішкі  мүшелері)  алынады. 
Тіпті,  биогазбен  жүретін  поездарда  бар.  Поезд  4  шакырым  жүру 
үшін бір сиырдың ішкі мүшесінен алынатын газ жеткілікті.
Орталық 
жэне 
солтүстік 
климатта 
метантенктерде 
биохимиялық  үрдістер  жүру  үшін  оларды  қыздыру  қажет.  Мур­
манск  облысында  реактор  көлемі  50  м3  болатын  екі  ірі  биогаз
құрылғылары жүмыс жасайды.
Биогазга  жақын  үйінді  қалдықтар  газы,  қаланың  қалдык
үйінділерінен бөлінетін ірі «метантенкалардагы» газ.
Биогаз  — биомассаның  метанды  ашуы  кезінде  бөлінетін  газ. 
Биомассаның  ыдырауына  бактериялардың  үш  түрінің  қатысында 
жүзеге  асады.  Бактериялардың  қоректік  тізбегінде  алдыңгы 
бактерияның  тіршілігінен  калган  өнімдермен  келесі  бактерия 
қоректенеді.  Бірінші  түрі  — гидролизді  бактериялар,  екіншісі  — 
қышқылтүзгіш,  үшіншісі—метантүзгіш.  Биогаз  өндірісінде,  мета- 
ноген  бактериялары  гана  емес,  үшеуі  де  қатысатынын  байкауга
болады.
Биогаздың  орташа  ңұрамы:
  метан  (СН4)  —  55-60%, 
көмірқышқыл газы (С 0 2) -  35-40%, азот, сутек, оттек, күкіртгі су- 
тек қосындылары да болады. С02-ден биогазды тазарткан соң би­
ометан  алынады.  Биометан  — табиги  газдың  толыктай  баламасы,
тек шығу тегі эртүрлі.
Биогаз шикізаттары
Биогаз  өндірісіндегі  органикалык  қалдықтарга:  коң,  қүс 
саңгырыгы,  қызылша  тобі,  сьфа  бытырасы,  қызылша  болжыры, 
фекал  тұнбалықгары,  балык  жэне  сою  цехы  калдықтары  (қан, 
май,  ішек,  каныга),  шөптер,  түрмыстык  калдыктар,  сүт  зауыты 
қалдыктары,  биодизель  өндірісі  қалдыктары-техникалық  глице­
рин,  шырын  өндірісі  калдыктары,  крахмал  өндірісі  қалдыктары,
картоп өндеу калдыктары т.б.
Биогаз  шыгымы  қүргак  зат  мөлшеріне  жэне  шикізат  түріне
тәуелді  болып  келеді.  Ірі  кара  малдың  бір  тонна  көңінен  50-65
м3  биогаз  алынады.  Оның  құрамындагы  метан  60%,  эртүрлі
өсімдіктерден  150-500  м3  биогаз  алынса,  ондагы  метан  молшері
70%  жетеді.  Майдан  алынатын  биогаздын  максималды  мөлшері
1300 м3, метан мөлшері 87%.
Газ  шыгымы теориялық (физикалық тұргыдан  мүмкін)  жэне 
техникалык тұргыдан алынатын деп екіге ажыратылады.
238

\ 
1950-70  жылдары  газдың  техникалық  мүмкін  болатын 
шығымы  теориядан  20-30%  құраған.  Қазіргі  кезде  бустер,  эн- 
зимдерді  қолдану  арқылы  шикізатты  (мысалы,  ультрадыбыстық 
немесе  сұйық  кавитатор)  жасанды  деградациялау  нэтижесінде 
қарапайым  құрылгыда  60%-дан  95%-ға  дейін  биогаз  шығымын 
арттыруға болатыны  анықталды.  Биогазды  есептегенде  кұрғақзат 
(ҚЗ немесе ағылшын TS) немесе кұрғақ қалдық (ҚҚ) түсінігі бола­
ды.  Биомассадағы су газ  бермейді.  Практикада  1  кг құрғақ заттан 
300-ден  500  литрге  дейін  биогаз  алуға  болады.  Нақты  шикізат 
түрінен  биогаздың  шыгымын  есептеу  үшін  зертханалық  сынақ 
жүргізілу  қажет немесе  көмірсулардың,  белоктар  мен  майлардың 
мөлшерін  анықау  қажет.  Соңгысын  анықтаганда  тез  ыдырайтын 
(фруктоза, сахар, сахароза, крахмал) немесе қиын ыдырайтын (мы­
салы,  целлюлоза,  гемицеллюлоза,  лигнин)  заттардың  пайыздық 
мөлшерін білу маңызды.
Үііінді  газ  —
  биогаздың  бір  түрі.  Тұрмыстық  қалдықтардан 
алынатын газ
Экология. 
Биогаз  өндірісі  атмосферага  метанның  бөлінуін 
азайтады.  Метан  парниктік  эффектінің  түзілуіне  С 0 2  қараганда 
21  есе көбірек эсер етеді жэне атмосферада  12 жылдай сақталады. 
Метанды  атмосферага  шыгармау,  элемдік  жылынудың  ең  негізгі 
алдын-алу шараларының біріне жатады.
Көң,  басқа да қалдықтар  ауылшаруашылыгында тыңайтқыш 
ретінде қолданылады.  Ол химиялық тыңайтқыштарды қолдануды 
төмендетеді.
Volvo
  жэне 
Scania
  сияқты  биогазда  жұмыс  істейтін  двига- 
телі  бар  автобустар  шыгарылуда.  Ондай  автобустар  Швейца­
рия  қалаларында:  Берн,  Базель,  Женева,  Люцерн  и  Лозанна  бар. 
Швейцария  Газ  Индустриясы  Ассоциациясы  болжамы  бойынша 
2010  жылы  Швейцариядағы  автокөліктің  10  %  биогазда  жүретін 
болады. Осло муниципалитет! 2009 жылдыц басында 80 кала авто- 
бу старый биогазга ауыстырган.
Биомассаныц ыдырауы үш түрлі бактерияның әсерімен жүреді. 
Қоректену  тізбегінде  бұл  бактериялар  алдыңғы  бактериялардыц 
соцғы  өнімдерімен  қоректенеді.  Бірінші  түрі  -   гидролизді,  екін- 
ші  -   қышқылтүзуші,  үшінші  -   метантүзуші  бактериялар.  Био­
газ  алу  үрдісі  екі  сатылы  анаэробты,  ягни  ауасыз  жагдайда 
жүргізіледі.  Бірінші  сатыда  қышқыл  түзуші  бактериялар  аркылы
239

күрделі органикалык заттектер (калдыктарда бар белоктар, майлар 
мен  көмірсулар)  арнайы  биореакторларда  майлы  кышкылдарға, 
спирттерге,  сутекке,  көміртек  оксидіне  жэне  тағы  баска  біркатар 
жай заттарға дейін ыдыратылады. Екінші сатыда метан түзуші бак­
териялар  қолданып,  бірінші  сатыда  түзілген  қосылыстардан  ме­
тан,  көміртек  диоксиді  мен  шамалы  мөлшерде  баска  косылыстар 
алынады.  Метантүзуші  бактериялар  — ерекше  клеткалык  кабатқа
ие, өзіне тән зат алмасу үрдісі бар ерекше микроорганизмдер.
Осы үрдістің нәтижесінде бөлінген энергия жылу энергиясы-
на ауыстырылып субстратты жылытуға қолданылады.
Биогаз  алу  үрдістерін  зерттей  отырып  көп  елдердің  (АҚШ, 
Франция,  Жапония)  ғалымдары  бактериялардың  метандық  және 
баска  түрлерін  алу  әдістерін  жасады;  кейбір  фирмалар  осы  ми- 
кроорганизмдерді  сатумен  айналысуда.  Осы  жасанды  бактерия- 
ларды колдану ашыту мен биогаз алу процестерін жылдамдатады, 
алынған  биогаз  фермаларда  суды  жылытуға,  АҚШ-та,  Қытайда, 
Бразилияда, Үндістанда, Жапонияда тамак пісіруге қолданылады.
Ресейде  де  биогаз  алу  әдісі  жасалып,  ол  Воронеж  облысын- 
да  шошқа  өсіретін  фермаларда  қолданылып  келе  жатыр.  Басқа 
жануарлардікіне қарағанда,  шошқа көңдерінен биогаз  1,5  есе көп 
алынады.  Қалдықтардан  басқа  биогаз  алу  үшін  арнайы  өсірілген 
энергетикалық  дақылдардан  алуға  болады.  Мысалға,  сүрлемді 
жүгеріден  немесе  сульфиядан,  сондай-ақ балдырлардан  алуға  бо­
лады. Газдың шығу көлемі 1 тоннадан 500м3. Қалдықтардан қандай 
көлемде биогаз алынатындыгы  15-кестеде көрсетілген.
15-кесте
Қалдықтардан биогаздың шығу көлемінің
көрсеткіші
Бір тонна субстраттан 
бір  м3 газдың шығу
көлемі
Субстрат
Ірі қара мал тезегі 
Шошка тезегі
Жүгері сүрлемі
240

1___________ Жаңа ш е п ____
___________ 500___________
ч 
Сүт өнімінің қалдықтары 
\ 
Дән
___________ 50___________
560
Жеміс сығындысы
70
Қызылша сыгындысы
50
Меласса
430
Қызылша сабагы
400
Дэнді төп
70
Мелассалы төп
50
Ашытқы бытырасы
160
Май
1300
Май жинагыш қалдық майлары
250
Ет өндірісінің қалдықтары
300
Түйнекті жемістер
400
Техникалық глицерин
500
Балық калдыктары
300
Биогазды технологиялар  негізін  органикалық заттардың ана­
эробты  бактериялар  тобымен  биологиялық  ыдырау  үрдісі  жата­
ды.  Бұл  үрдістер  азотты,  фосфорлы  жэне  калийлі  органикалық 
косылыстардың  минерализациялануымен  жүреді.  Нәтижесінде 
калий,  фосфор  жэне  азот  түзіледі.  Онда  патогенді  микрофло­
ра,  гельмит  жұмырткасы,  арамшөп  дэндері  жойылады.  Биогаз 
үрдісі арнайы  метантенк-биореакторларда жүреді.  Жануарлардьщ 
карыны  табиги  биореактор  сияқты.  Мысалға,  бір  сиыр  тэулігіне 
500 литр метан түзеді. Жер бетіндегі биогаздың төртген бір бөлігі 
жануардан  алынады.  Ол  шамамен  100-200  млн  тонна  көлемінде. 
Бір  сиырдың тезегінен тэулігіне  4,2  м3  биогаз  алуга болады.  1  м3 
биогаз  табиги  жангыш  газдың  0,6  м3  энергиясына,  мұнайдын
0,74 л-не,  дизельді  отынның  0,65  л-не,  бензиннің  0,48  л-не  экви­
валента.  Сондай-ак  биогаз  қолданганда  мазут,  көмір,  электро­
энергия  және  басқа  да  энергия  тасымалдаушылар  үнемделеді. 
Биогазды  қондыргылар  жануар,  кұс  фермаларындагы  жэне  оның 
айналасындагы  аймақтардың  экологиялык  жагдайына  эсер  бер- 
мейді. Себебі бұл аймақтарды қалдыктармен ластанудан қоргайды.
241

Биогаз  кондырғыларыныц  өндірістік  жэне  кішігірім  түрлері  бар. 
Өндірістік кондырғылар механизацияланған, жылумен қамтамасыз 
етілген,  гомогенизацияланған,  автоматтандырылған.  Өндірістік 
кондырғылардың  кең  тараған  түріне  метантенктегі  анаэробты 
ашу  жатады.  Биогазды  қондырғылар  эртүрлі  ауылшаруашылык 
өндірістері  немесе  өндіріс  қалдықгарын  пайдалану  негізінде 
кұрастыр ыл ады 27,28- суреттер.
27-сурет. Биогаз өндірудщ жалпы сызбасы
Жақсы  биогазды  қондыргыда  кажетті  механизмдер  болады: 
гомогенезация механизмі, қатты (сұйық) шикізат ендіру аппараты, 
реактор,  араластыргыш,  газогель,  жылу  мен  суды  араластыргыш 
жүйе,  газдық  жүйе,  насосты  станция,  сепаратор,  бакылау 
кұралдары, қауіпсіздік жүйе. 
йм  ; - f t
Қалдықтар  насосты  станция  немесе  реактор  тиеуші  арқылы 
реакторға беріледі.  Реактор жылумен  қамтамасыз етілген  миксер- 
лері бар темірбетонды резервуар. Онда калдықтармен қоректенетін 
пайдалы  бактериялар  тіршілік  етеді.  Бактериялар  метаболизмінің 
соңгы  өнімі -  биогаз.  Бұл  бактериялардыц тіршілігін  қамтамасыз 
ету  үшін  олар  қалдыктармен  камтамасыз  етілуі,  арапастыры- 
луы  жэне  температурасы  35°С  болуы  керек.  Түзілетін  биогаз 
қоймада  (газоголь)  жинақталады,  одан  кейін  тазалау  кезеңінен 
өтіп  тұтынушыларга  (казан,  электрогенератор)  багытталады.  Ре­
актор  анаэробты  жагдайларда  жұмыс  істейді.  Герметикалы  және 
қауіпсіз.  Кейбір  шикізат  көздері  таза  күйінде  өндіріле  алмайды. 
Осы  себептен  оларга  ерекше  екі  кезенді  технологиялар  кажет. 
Мысалга,  кұс  тезегі,  спирттік  төп  ондеу  үшін  қосымша  гидро-

жүктеу/скачать 17,33 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: