Метанове бродіння
Мета́нове броді́ння — метод біотехнології, що полягає у ферментаційному перетворюванні біоценозом анаеробних мікроорганізмів більшості органічних полімерних та інших сполук на метан і вуглекислий газ. Це один з відомих методів очищення стічних вод, обробки осадів первинних відстійників і надлишкового активного мулу очисних споруд каналізації.[1][2]
У біотехнології анаеробного ферментування використовуються герметичні резервуари — метантенки. У результаті життєдіяльності біоценозу метантенка знижується концентрація органічних речовин і утворюється екологічно чисте палива — біогазу. Для отримання біогазу можуть використовуватись відходи сільського господарства, стоки переробних підприємств, що містять цукор, побутові відходи, стічні води міст, спиртових заводів тощо.[3]
Принцип
Біотехнологія методу складається з чотирьох біохімічних етапів, які можуть відбуватись в одному резервуарі, при цьому виконуються різними типами мікроорганізмів:
- гідроліз за допомогою бактерій складних вхідних полімерних матеріалів на прості розчинні сполуки, доступні іншим мікроорганізмам;
- ацидогенез, тобто перетворення цукрів та амінокислот на вуглекислий газ, водень, аміак і органічні кислоти
- ацетогенез, тобто перетворення органічних кислот на оцтову кислоту, аміак, водень, та вуглекислий газ
- метаногенез, тобто перетворення археями-метаногенами цих продуктів на метан і вуглекислий газ.
Метанове бродіння ефективніше для перероблення відходів за звичайні аеробні методи. Хоча процес був відомий з середини 20 століття, він отримав значну увагу лише в 21 столітті через збільшення економічної вигоди від нього за рахунок отримання палива.
Переваги анаеробного методу очищення стічних вод
Перевагами анаеробного методу є низька енергозатратність (енергоспоживання процесів анаеробного очищення становить ~ 10% від енергоспоживання аеробного очищення), високі навантаження, одержання метану як енергоносія, утворення невеликої кількості надлишкового мулу, невеликі площі для споруд, можливість застосування модулів доочищення, а вартість анаеробного очищення у 13 разів менша, ніж аеробного.[4][3]
Примітки
- Крупский К. Н. Андреев Е. Н., Ютина А. С. Использование биогаза в качестве источника энергии: Обзорная информация. — М.: ЦБНТИ Минжилкомхоза РСФСР, 1988. — 43 с.
- Гюнтер Л. И. Гольдфарб Л. Л. Метантенки. — М.: Стройиздат, 1991. — 128 с.
- Ю. М. Садова, А. О. Дичко Отримання біогазу шляхом інтенсифікації біологічного очищення стічних вод від екологічно небезпечних забруднювачів[недоступне посилання з липня 2019] // Вісник Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського Збірник наукових праць[недоступне посилання з липня 2019]. — 2012, № 1.1[недоступне посилання з липня 2019]
- Дичко А. О. Біотехнологія локального очищення жировмісних стічних вод: дис.канд.техн. наук: 03.00.20/ Дичко Аліна Олегівна. — Київ, 2002. — 115 с
Посилання
- Methane production Продовольча та сільськогосподарська організація ООН