Дигестат анаэробной ферментации: отход или органическое удобрение. Часть 3 | Accord

Дигестат анаэробной ферментации: отход или органическое удобрение

Часть 3

Среди наших соотечественников, порою даже имеющих высшее образование, находятся отдельные индивидуумы, до сих пор причисляющие продукты анаэробной ферментации отходов и побочных продуктов животноводства и растениеводства к "ядовитой гадости".

Дабы посеять в незрелых умах оных смутные сомнения, а возможно, даже развеять существующие заблуждения, я начинаю размещать в нашей группе периодическую информацию о реальном состоянии вещей.

Процессы образования дигестата

Сырьём для процесса выработки биогаза служат органические вещества, которые подвергаются в биогазовых ферментаторах процессам метаболизма различными микрорганизмами.
Метаболи́зм или обме́н веще́ств — набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды. Поскольку при этом деструкции подвергаются только органические вещества, то содержание в дигестате различных питательных веществ определяется, преимущественно, исходным сырьевых субстратов.

В процессах выработки биогаза субстраты, загружаемые в ферментатор, подвергаются декомпозиции под воздействием бактерий. Для того, чтобы эти процессы протекали экономически эффективным образом, условия жизни участвующих в них микроорганизмов должны быть для них наиболее оптимальными. К таким условиям относятся температура, уровень pH, отсутствие кислорода, наличие необходимых для бактерий питательных веществ. Если эти условия соответствуют потребностям бактерий, биогаз из биомассы вырабатывается в результате 4 - стадийного процесса. Во время 1-ой фазы, называемой гидролизом, исходный материал расщепляется на более простые химические соединения : сахара, жирные кислоты и аминокислоты. Участвующие в этих процессах бактерии выделяют энзимы, которые разлагают органический материал. Во время 2-ой фазы, называемой ацидогенезом, происходит дальнейшее расщепление химический соединений, образовавшихся на предыдущей стадии, при помощи кислотообразующих бактерий. На этой стадии образуются различные жирные кислоты, углекислый газ и вода. Низшие жирные кислоты используются для выработки исходных соединений для производства биогаза. 
Эта фаза называется ацетогенезом, в процессе которого уксусо- кислотообразующие бактерии превращают жирные кислоты в уксусную кислоту, водород и углекислый газ. На последней, 4-ой стадии метаногенеза, особые анаэробные бактерии - археи - из уксусной кислоты производят метан. Другой вид архей производит метан из углекислого газа и водорода.

На большинстве биогазовых комплексов все 4 стадии разложения органических материалов происходят одновременно. Однако, поскольку бактерии различных этапов имеют индивидуальные предпочтения к параметрам своей жизнедеятельности, приходится искать и находить для них техническое и биологическое компромиссное решение. Вместе с загружаемыми в ферментаторы субстратами, туда могут попадать нежелательные включения, такие как патогены или семена сорняковых растений. В случае использования термофильного режима все они погибают в процессе ферментации, при мезофильном температурном режиме погибает значительная их часть. По этой причине дигестат биогазовых комплексов классифицируется, как гигиенически безвредный.

Процессы выработки биогаза на всех биогазовых комплексах идентичны, однако, в зависимости от технического дизайна, могут наблюдаться существенные различия. В сельском хозяйстве, в основном, используется концепция влажной ферментации. При использовании сырьевых материалов с высоким содержанием сухого вещества и биологических отходов чаще выбирается технология сухой ферментации.

Поскольку в процессе анаэробной ферментации разложению подвергается только органическая часть субстрата, минеральная его часть полностью остаётся в дигестате. В следствие высокого содержания питательных веществ, дигестат является привлекательным органическим удобрением, который используется, в основном, в сельском хозяйстве, но находит также рынки сбыта в частном секторе и садоводстве. Кроме высокого содержания питательных веществ, дигестат имеет преимущества, по сравнению с традиционными отходами животноводства. К примеру, эмиссия запахов при использовании дигестата значительно снижена, вследствие разрушения части летучих органических соединений в процессе 
ферментации. Более того, благодаря разрушению органических кислот устраняется возможность ожога листьев растений. Вдобавок, дигестат также содержит значительное количество гумусо-активного углерода. В отличие от минеральных удобрений, длительное действие дигестата обеспечивает продолжительную удобряемость почвы и продолжительность её жизни, следствием чего является устойчивость и высокая урожайность выращиваемых на ней растений.

Поскольку качественный и количественный состав питательных веществ в дигистате всецело зависит от состава исходных субстратов, невозможно дать общую его характеристику. Поэтому состав дигестата каждой отдельной биогазовой станции - строго индивидуален. Для профессионального понимания его свойств в качестве удобрения необходимо несколько раз в год проводить тщательный лабораторный анализ.

Таким образом, основным преимуществом биогазовой технологии, в дополнение к производству возобновляемой энергии, является недооцененная пока циркуляция питательных веществ. В дополнение к позитивному экологическому воздействию, устойчивое использование дигестата приносит биогазовому комплексу дополнительный доход за счёт замещения дорогостоящих минеральных удобрений, либо создания дополнительных каналов дистрибуции.

Нет описания фото.