личность процесса может быть сокращена до 5–15 часов при увеличении
скорости загрузки до 150–400 % от общего суточного объема. Интенси-
Фицировать процесс можно в результате использования термофильного
Сообщества и повышения температуры процесса, но это требует соответ-
Ствующих дополнительных энергозатрат. Повысить эффективность мета-
Нового сообщества в метанотенке можно при использовании так называе-
Мых анаэробных биофильтров, или метанотенков второго поколения. В
Анаэробном биофильтре микроорганизмы находятся в иммобилизованном
Состоянии. В качестве носителя можно использовать галечник, керамзит,
Стекловолокно и др. В таких конструкциях становится возможным сбра-
Живание материала при существенно меньшей величине текущей концен-
трации субстрата (0.5 % сухих веществ) с большими скоростями. Это по-
Зволяет повысить интенсивность деструкции отходов при уменьшении
Объемов реакторов.
Эффективно также пространственное разделение процесса в соответ-
Ствии с характерной для него, с точки зрения химизма процесса, двухфаз-
Ностью. Процесс реализуется в двух, соединенных последовательно реак-
Торах. В первом аппарате происходит процесс анаэробного разложения
Органики с образованием кислот, окислов углерода и водорода (кислотная
Стадия). Параметры процесса брожения в аппарате задаются на уровне,
Обеспечивающем требуемый выход кислот и рН культуры не выше 6.5.
Полученная бражка поступает во второй аппарат, в котором происходит
Процесс образования метана. В такой системе можно независимо варьиро-
Вать условия ферментации (скорость протока, рН, температуру) в каждом
Аппарате с учетом создания оптимальных условий для развития микроорга-
низмов деструкторов в первом и метаногенов – во втором. В целом, приме-
нение такой биосистемы позволяет интенсифицировать процесс в 2–3 раза.
Интенсифицировать процесс оказалось возможным также в результате
Применения более активных метаногенных микроорганизмов. Например,
исследователями японской фирмы «Мацусита электрик индастриал К°»
Получена массовая культура обнаруженной ими бактерии Methano151
Bacterium kadomensis St.23, которая завершает процесс сбраживания и ме-
таногенеза не за 15–20, а за 8 суток.
Теоретически метанообразующие бактерии в процессах синтеза метана
до 90–95 % используемого углерода превращают в метан и только около
Включают в образование биомассы. Благодаря такой высокой
степени конверсии углерода в метан у метаногенов, до 80–90 % исходной
Органической массы, перерабатываемой в процессах сбраживания и мета-
Ногенеза, превращается в биогаз. Энергетика процесса существенным об-
Разом зависит от типа сбраживаемой органики. Если субстратом является
Легко утилизируемая глюкоза, теоретический выход по энергии составля-
ет свыше 90 %, а весовой выход газа – только 27 %. Практические энерге-
Тические выходы в зависимости от типа и сложности органического сырья
составляют от 20 до 50 %, соответственно, выход газа – от 80 до 50 %.
Состав газа существенно меняется в зависимости от состава и природы
Исходного сырья, скорости и условий протекания процесса в биореакторе.
Теоретически соотношение углекислоты и метана в биогазе должно быть
Примерно равным. Однако далеко не вся выделяемая в процессах броже-
Ния углекислота содержится в газовой фазе, часть растворяется в жидкой
Фазе с образованием бикарбонатов. Концентрация бикарбоната, в свою
Очередь, как и объема образуемой углекислоты в целом, сильно зависит от
Содержания более или менее окисленных веществ в перерабатываемом сы-
рье: более окисленные субстраты обеспечивают большее образование кис-
Лых продуктов и, следовательно, больший выход СО2 в биогазе; более вос-
становленные – Н2 и, следовательно, больший выход СН4. Реально дости-
