Оқулық Қазақстан Республикасы Білім жəне ғылым министрлігі бекіткен Алматы, 2011

167
нəжіс қалдықтары осы ыдыста ыдырап, одан бөлініп шыққан метан газы арнайы
түтіктер арқылы асхана мен басқа да қажетті орындарға берілген. Бұл үдеріс тірі
ағзалардың тіршілігі нəтижесінде өтуі себепті, алынған газ – биологиялық газ немесе
биогаз деп атала бастаған.
Биогаз алу мақсатында жасалған алғашқы қондырғылардың құрылымы өте
қарапайым болуынан, олардан алынатын метан көлемі өте аз болатын жəне де олар
жылдың суық мезгілдерінде мүлдем жұмыс істемейтін еді.
Биогазды өндірістік мақсатта алудың маңыздылығы. Өндірістік көлемде
өсімдік жəне микроорганизмдер көмегімен сутегін көп мөлшерде өндіру мəселесі
əлі де көп ізденісті қажет ететін болса, əртүрлі органикалық қалдықтардан биогаз
өндіру технологиясы салыстырмалы түрде қарапайым болғандықтан, қазіргі кезде
тұрмыста кеңінен қолданыла бастады. Көптеген мемлекеттерде (АҚШ, Қытай
Франция, Белгия, Жапония, Польша, Дания, Финляндия жəне т.б) оттегісіз ортада
жүретін биоконверсиялау арқылы – биогаз мал қиынан, тұрмыстық жəне өсімдік
қалдықтарынан арнайы қондырғыларда метан жəне органикалық тыңайтқыштар
түзе өндіріле бастаған.
ХХ-ғасырдың басында орыстың микробиолог ғалымы В.Л. Омелянский метан
газы бөлінетін ашу үдерісін зерттеуге ден қояды. Осы ғалым оттегінсіз ортада
органикалық заттарды ыдырату нəтижесінде метан газын түзе жүретін
микроорганизмдерді бөліп алды. Соңынан осы бактериялар оны ашқан ғалым
құрметіне – Methanobaqterium omelianskii деп аталған. Бұл бактериялардан басқа, су
түбіндегі немесе саз балшықтардағы органикалық қалдықтардың ыдырап, метан
бөлуіне қатысатын бактериялар қатарына, метанококкус тобына жататын, атап
айтқанда methanocdoccus mazei кіретіні анықталды.
Метан түзуге қатысатын бактериялар жылы ортада əртүрлі əсерленеді.
Мethanocdoccus mazei үшін қалыпты температура 35
0
С болса, Methanobaqterium
omelianskii бактериясы 50-65
0
С-та жақсы өсіп-өнеді.
Биогаз өндіруге арналған қондырғының дұрыс жұмыс істеуі үшін анаэробты
жағдайдың қатал сақталуымен бірге, басқа да бірталай талаптардың орындалуын
қадағалау қажет. Солардың бастылары қатарында – реактордың ішінде оптимальды
температуралық жəне қышқылдық ортаның болуы керек. Екіншіден ашытылатын
ортадағы қоректік заттарының мөлшері ұдайы жеткілікті болса, керісінше,
микроорганизмдердің тіршілігіне зиян келтіретін ингибиторлық заттадың өте аз
көлемде кездескені жақсы болып табылады.
Метан түзілу үдерісі өте кең ауқымды температура аралықтарында (8-60°С)
жүретіндіктен, олардың əр кезеңдерінде өзіндік бактериялары қатысады. Осы
кезеңдер аралықтарында тіршілік ететін бактерияларына байланысты, реактордағы
температуралық режимді үш топқа бөледі:
- психрофильді – 8- 20°С;
- мезофильді – 30- 40°С;
- термофильді – 45-60°С аралықтарын құрайды.
Мұнда газ өнімділігі жағынан термофильді жəне мезофильді режимдері басым
келгенімен, барлық режимдердің өз артықшылықтары мен кемшіліктері болады.
Мысалы, оптималды жоғары температуралық режимдерін ұстап тұру үшін энергия
көздері көп қажет болғанымен (жылыту), мұндағы ашу үдерісі мерзімінің қысқаруы

168
биогаз қондырғысы көлемін кішірейтіп, қондырғысының өнімділігін арттыруға қол
жеткізеді. Алайда, биомассадағы жоғары температураны ұстап тұруға кеткен
энергия шығыны, одан алынатын биогаз пайдасынан анағұрлым артып кетуі
мүмкін. Сондықтан, үй шаруашылығына қажетті метан өндіру мақсатында,
мезофильді (30-40°С) жəне психрофильді (8-20°С) режимдерде жүретін
реакциялардың болуы тиімді келеді.
Ашу үдерісінің қалыпты жүруі үшін əлсіз сілтілік (рН = 6,7-7,6) орта қажет
болады. Қышқыл түзуші мен метан түзуші бактерияларының оптималды қатынаста
жұмыс істеуі барысында, рН көрсеткішінің деңгейі «автоматты түрде» бір қалыпта
ұсталып тұрылады. Бірақ та, кейбір жағдайларда, метан түзуші бактериялырына
қарағанда қышқыл түзуші бактериялар көптеп дами бастайды да, биоқорлық заттар
қыжып кетуі себепті, нəтижесінде ұшқыр май қышқылдарының (летучие жирные
кислоты) ашыту камераларындағы үлесі артып, ол биогаз шығымының кемуіне əсер
етеді. Мұндай жағдайда, биореактордың ішіндегі заттарға ыстық су, əк сүттері
немесе сода қосылады. Егер, азот пен көміртектерінің арасындағы тепе-теңдіктің
бұзылған жағдайында, оны биомассаға сиыр зəрін (мочевина) қосу арқылы, қалпына
келтіреді.
Биогаздың бөліну қарқынына басқа да жағдайлар əсер етеді. Мысалы,
органикалық массаның бетінде деміл-деміл қалқыма түріндегі қатқақтарының пайда
болуы – биогаздың бөлініп шығуына кері əсерін тигізеді. Сондықтан, биореактор
ішіндегі биоқорларды тəулігіне 2-3 рет қозғап тұру арқылы, мұндай қалқыма заттар
араластырылып отырылады.
Органикалақ қалдықтардың толықтай ыдырауы үшін біршама ұзақ уақыт қажет
болады. Көбінесе, биогаздың максимальды шығымдылығы мен сапалы
тыңайтқыштың пайда болуы, органикалық заттардың (мысалы, мал нəжісінің) 30-
33% дейінгі ыдырауы нəтижесінде алынады. Биореактордағы биомасса 14-15 күн
аралығында ашытылғанда, оның толықтай ыдырау көрсеткіші 25% көлемінде
болады.

жүктеу/скачать 4,09 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: