Анаэробное сбраживание биологических отходов — источник энергии и защита окружающей среды

В последнее время все чаще обсуждаются интеллектуальные решения для переработки биологических отходов. Наряду с высокими экологическими требованиями ЕС и политикой, направленной на сокращение доли общих отходов, разрабатываются технологии и установки, которые не только решают проблему, но и одновременно извлекают выгоду в виде источника энергии. Современные и устойчивые — ключевые новые слова для эффективности в нашем современном обществе. Анаэробное сбраживание определяется как безопасный, разумный метод с высоким энергетическим потенциалом, при котором биологические отходы оставляют разлагаться под воздействием анаэробных бактерий в бескислородной среде. Он одинаково хорошо применяется для переработки пищевых биологических отходов из домохозяйств, ресторанов, предприятий по переработке пищевых продуктов и напитков, жиров, включая первичные и вторичные сельскохозяйственные отходы. В процессе разложения в контролируемых реакторах производства биогаза получается смесь, состоящая в основном из метана — 50-75%, диоксида углерода — 25-50%, и небольших количеств азота, водорода, сероводорода и кислорода.

Процесс
Анаэробное сбраживание начинается с бактериального гидролиза нерастворимых органических полимеров, таких как углеводы, липиды и белки, после чего они превращаются в растворимые мономеры — аминокислоты, жирные кислоты, глюкозу и глицерин, пригодные для переработки другими бактериями. На следующем этапе кислотообразующие (ферментативные) бактерии превращают сахара, аминокислоты и жирные кислоты в простые органические кислоты, такие как уксусная, муравьиная, янтарная, масляная и молочная кислоты, спирты и кетоны (этанол, метанол, ацетон), ацетат, диоксид углерода и водород. Получаемый продукт варьируется в зависимости от типа бактерий и условий (температура, pH, окислительно-восстановительный потенциал). Затем в действие вступают ацетогенные бактерии, превращающие жирные кислоты и спирт в ацетат, водород и диоксид углерода, которые используются метаногенными бактериями. На этом этапе необходим хороший контроль концентрации водорода, поскольку при высоком парциальном давлении водорода ацетогенез снижается и субстрат превращается в масляную кислоту и этанол вместо метана. На заключительных стадиях наступает очередь метаногенных бактерий, которые естественным образом встречаются в разлагающемся веществе. Это широкая группа грамположительных и грамотрицательных бактерий с большим разнообразием форм. Две трети метана производятся метаногенными бактериями из ацетата, а оставшаяся треть — за счет восстановления диоксида углерода водородом. Метан может быть использован путем непосредственной подачи в горелки для производства электроэнергии или он может быть очищен и добавлен в газовую сеть для бытового использования.

Таким образом, остатки будут переработаны на недавно открытом заводе по переработке овощей в селе Долна Диканя, области Радомир.

Согласно различным исследованиям Европейской комиссии, Болгария обладает потенциалом для производства биогаза из сельскохозяйственных отходов, но их реализация все еще находится на уровне проектов. Только установка, построенная в селе Кубратово для анаэробного сбраживания осадка с очистных сооружений "Софийска вода", может подпадать под общий знаменатель для возобновляемых ресурсов. По сравнению со странами, такими как Германия и Австрия, где биогаз не является предметом обсуждения, а фактической мерой по устранению ненужных отходов, в Болгарии это экзотическая тема, пока она не станет прибыльной нишей для определенных политических кругов.

В Германии работают около 7900 биогазовых установок, причем цель — достичь 20 000 к 2020 году. В Австрии установок примерно 500, и они производят с установленной мощностью около 100 МВт электроэнергии, согласно экспертным данным. Биогазовые установки перерабатывают отходы и энергетические культуры из сельского хозяйства, отходы пищевой и пивоваренной промышленности, цепочек поставок продуктов питания и гастрономии, а также отходы скотобоен. А как во всем мире и здесь, у нас дома?