азові установки є також обладнанням для переробки гною та інших органічних відходів [34].
В даний час розроблено і застосовується досить велика кількість технологій отримання біогазу, заснованих на використанні різних варіацій температурного режиму, вологості, концентрацій бактеріальної маси, тривалості протікання біореакцій і так далі, при цьому вміст метану в біогазі варіюється в Залежно від хімічного складу сировини і може складати від 50 до 90% [35]. У біореакторах відбувається розпад органічної речовини. Значна частина компонентів переходить в газ і в розчин. Бродіння називається метановим, т. К. Одним з основних кінцевих продуктів розпаду органічних речовин є метан [34, 35].
Загальна схема метанового бродіння запропонована Баркером. Він розглядає весь процес, що складається з двох фаз. У першій фазі (кисле або водневе бродіння) зі складних органічних речовин за участю води утворюються кислоти (оцтова, мурашина, молочна, масляна, пропіонова та ін.), Спирти (етиловий, пропіловий, бутиловий та ін.), Гази (вуглекислий, водень , сірководень, аміак), амінокислоти, гліцерин та ін. Цей розпад здійснюють звичайні сапрофітні анаеробні бактерії, які широко поширені в природі, швидко розмножуються і живуть при рН середовища 4,5-7. Кисле бродіння характеризується рясним утворенням і виділенням кислот, що супроводжується подкислением середовища і зниженням рН до 5-4,5, а також появою неприємного гнильного запаху [35].
У другій фазі (лужне або метанове бродіння) метан-утворюючі бактерії здійснюють подальше розкладання речовин, що утворилися в першій фазі. При цьому виділяється газ, що складається з метану, вуглекислого газу, водню та азоту [36]. Схема Баркера не має суворої термодинамічної основи. Проте уявлення про дві фази процесу досить зручно для ведення технологічного контролю, і цим широко користуються на практиці [37].
Інші дослідники вважають, що в анаеробному руйнуванні органічної речовини слід виділити три стадії, і виділяють три фізіологічні групи бактерій. На першій стадії гетерогенна група анаербних бактерій, так звані первинні анаероби, піддають ферментативному гідролізу складні многоуглеродние речовини, що представляють собою основні класи органічних сполук - білки, ліпіди і полісахариди. При цьому разом з бактеріями, що здійснюють гідроліз полімерів, функціонують мікроорганізми, які розщеплюють моносахара, органічні кислоти, спирти і метанол. Результатом діяльності цих мікроорганізмів є утворення водню, вуглекислого газу, низькомолекулярних жирних кислот і спиртів, а також деяких інших з'єднань. У цій стадії беруть участь облігатні анаеробні бактерії: Clos-tridium, Bacteroides, Ruminococcus, Butyrivibrio, а також факультативні: Escherichiacoliі Bacillussp [38].
На другій стадії - ацетогенние мікроорганізми, такі, як Syntrophobacter, Syntrophomonas, Desulfovibrio, ферментують Н2 і СО2 та інші одинвуглецевого з'єднання, а також деякі більш складні речовини в низькомолекулярні органічні кислоти через проміжне утворення ацетил-КоА. Відбуваються наступні реакції [39]:
1) окислення органічних кислот:
а) молочної
б) пропіонової
в) масляної
) окислення спиртів.
1.1.4 Біоенергетика
Сьогодні у світі продовжують розвиватися явища, що порушують цивілізований плин життя: вичерпуються традиційні джерела енергії, зростає вартість їх видобутку, інтенсивно забруднюється довкілля, руйнується біосфера, утворюється надмірна кількість органічних відходів промислового, сільськогосподарського та побутового походження [ 38]. Ліквідація всіх цих негараздів має здійснюватися прискореними темпами.
Біоенергетика - це вибір, який має глобальну перспективу для подальшого успішного розвитку цивілізації. Подолання сучасних і запобігання ймовірним екологічним кризам неможливі без застосування новітніх еко-біо-технологій для очищення стічних вод, біо-сорбції важких металів зі стоків, знешкодження небезпечних газових викидів, збагачення повітря киснем, використання перспективних засобів знешкодження твердих і рідких промислових відходів, біодеградації нафтових забруднень у грунтах і воді, біодеградації хімічних пестицидів та інсектицидів, підвищення ефективності методів біологічного відновлення забруднених ґрунтів, заміни низки агро-хімікатів на біотехнологічні препарати і т. д. [39]. Важливими напрямами також мають стати розробка еко-біо-технологій, спрямованих на виробництво біогазу та водню з органічних відходів, мікробіологічна деструкція ксенобіотиків, застосування біоіндикації та біо-тестування в системі екологічного моніторингу.
За прийнятою ООН термінології, всі види енергії, в основі яких лежить сонячна енергія, називаються відновлю...
