Fermentarea metanului

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 17 august 2018; verificările necesită 69 de modificări .

Fermentația metanului (uneori numită incorect fermentație anaerobă într-un mod diferit ) este procesul de descompunere biologică a substanțelor organice cu eliberarea de metan liber .

Compuși organici + H 2 O → CH 4 + CO 2 + C 5 H 7 NO 2 + NH 4 + HCO 3 .

Compușii organici ( proteine , carbohidrați , grăsimi ) care sunt prezenți în biomasă încep să se descompună în cei mai simpli compuși organici ( aminoacizi , zaharuri , acizi grași ) sub acțiunea enzimelor hidrolitice . Această etapă se numește  hidroliză și se desfășoară sub influența bacteriilor acetogene . În a doua etapă, oxidarea hidrolitică a unora dintre cei mai simpli compuși organici are loc sub influența bacteriilor heteroacetogene , care are ca rezultat acetat , dioxid de carbon și hidrogen liber . O altă parte din compușii organici cu acetatul obținut în etapa a 2-a formează compuși C 1 (cei mai simpli acizi organici). Substanțele rezultate sunt un mediu nutritiv pentru bacteriile formatoare de metan din stadiul 3 . Etapa 3 trece prin două procese cauzate de diferite grupuri de bacterii. Aceste două grupuri de bacterii transformă compușii nutritivi din etapa a 2-a în metan CH 4 , apă H 2 O și dioxid de carbon [1] .

Procesul are loc în biomasa bacteriană și include conversia compușilor organici complecși - polizaharide, grăsimi și proteine ​​în metan CH 4 și monoxid de carbon CO (4).

Bacteriile sunt împărțite în trei tipuri în funcție de nevoile lor nutriționale:

  1. tip - hidroliza[ termen necunoscut ] sau acetogen. Această specie include proteolitice, celulolitice, anaerobi obligatorii, anaerobi facultativi.
A doua specie include  bacterii homoacetate . A 3-a specie include bacterii metanogene  - bacteriile chemolitotrofice din stadiul 3 care convertesc monoxidul de carbon și hidrogenul în metan și apă în stadiul A, iar bacteriile din stadiul B - filamentoase[ termen necunoscut ] bastonașe, coci și lanceolate[ termen necunoscut ] care transformă acizii formic și acetic și metanolul în metan și monoxid de carbon. Pe lângă substraturile naturale, populațiile anaerobe descompun fenolii și compușii cu sulf . În funcție de compoziția soluției de biomasă și de tipul bacteriilor, se va produce o modificare a valorilor pH-ului, a temperaturii și a potențialului redox al mediului din reactorul biologic.

Materii prime

Cel mai important punct de plecare atunci când se ia în considerare utilizarea sistemelor de digestie anaerobă este materia primă pentru proces. Aproape orice material organic poate fi reciclat folosind digestia anaerobă [2] ; totuși, dacă scopul este producerea de biogaz, atunci nivelul de degradare este un factor cheie în aplicarea cu succes a acestuia [3] . Cu cât materialul este mai putred (digerabil), cu atât este mai mare producția de gaz din sistem.

Materiile prime pot include deșeuri biodegradabile, cum ar fi deșeurile de hârtie, tăieturi de iarbă, resturi de alimente, canalizare și deșeuri animale [4] . Deșeurile de lemn sunt o excepție, deoarece sunt în mare parte nedigerate, deoarece majoritatea anaerobilor nu sunt capabili să degradeze lignina . Pentru descompunerea ligninei, pot fi utilizați anaerobi xilofalgi (consumatori de lignină) sau poate fi utilizat un pretratament la temperatură ridicată, cum ar fi piroliza. Digestoarele anaerobe pot fi, de asemenea, hrănite cu culturi energetice special cultivate , cum ar fi silozul , pentru producția specializată de biogaz. În Germania și Europa continentală, aceste instalații sunt numite „instalații de biogaz”. Instalația de cofermentare este de obicei un reactor agricol anaerob care acceptă două sau mai multe materii prime pentru digestia simultană [5] .

Durata de timp necesară pentru digestia anaerobă depinde de complexitatea chimică a materialului. Materialul bogat în zaharuri ușor digerabile se degradează rapid, în timp ce materialul lignocelulozic intact bogat în celuloză și polimeri hemicelulozici poate dura mult mai mult pentru a se degrada [6] . Microorganismele anaerobe sunt în general incapabile să descompună lignina, componenta aromatică recalcitrantă a biomasei [7] .

Reactoarele anaerobe au fost proiectate inițial pentru a gestiona nămolurile de epurare și gunoiul de grajd. Cu toate acestea, apele uzate și gunoiul de grajd nu sunt materialul cu cel mai mare potențial de digestie anaerobă, deoarece materialul biodegradabil are deja cea mai mare parte a energiei absorbită de animalele care l-au produs. Prin urmare, multe digestoare lucrează cu codigestia a două sau mai multe materii prime. De exemplu, într-un digestor de fermă care utilizează gunoi de grajd din lapte ca materie primă principală [8] , producția de gaz poate fi crescută foarte mult prin adăugarea unei a doua materii prime, cum ar fi iarba și porumbul (materie prima tipică pentru fermă), sau diferite produse secundare organice, cum ar fi deșeurile de abator. , grăsimi, uleiuri și grăsimi din restaurante, deșeuri menajere organice etc. [9]

Digestoarele care prelucrează culturi energetice izolate pot atinge niveluri ridicate de degradare și producție de biogaz [10] [11] [12] . Sistemele numai cu șlam tind să fie mai ieftine, dar generează mult mai puțină energie decât cele care folosesc culturi precum porumb și iarbă siloz; folosind o cantitate mică de material vegetal (30%), o instalație de digestie anaerobă poate crește producția de energie cu un factor de zece și poate doar tripla costul de capital al unui sistem numai cu șlam [13] .

Conținutul de umiditate

A doua problemă legată de materia primă este conținutul de umiditate. Substraturile uscătoare, stivuibile, cum ar fi alimentele și deșeurile din curte, sunt potrivite pentru digestie în camere asemănătoare tunelului. De asemenea, sistemele de tunel au, de obicei, evacuarea efluentului aproape de zero, astfel încât acest stil de sistem are avantaje în cazul în care evacuarea lichidelor de digestor este o piedică. Cu cât materialul este mai umed, cu atât va fi mai potrivit pentru manipularea cu pompe standard în loc de pompe de beton și vehicule fizice consumatoare de energie. În plus, cu cât materialul este mai umed, cu atât mai mult volum și suprafață ocupă în raport cu nivelurile de gaze produse. Conținutul de umiditate al materiei prime țintă va afecta, de asemenea, ce tip de sistem este utilizat pentru procesarea acesteia. Pentru a utiliza un digestor anaerob cu conținut ridicat de solide pentru a dilua materia primă, ar trebui aplicate materiale de umplutură, cum ar fi compostul, pentru a crește conținutul de solide al materiei prime [14] . Un alt factor cheie este raportul carbon/azot al materiei prime. Acest raport este echilibrul de hrană necesar pentru creșterea microbilor; raportul optim C:N este 20-30:1 [15] . Excesul de azot poate duce la inhibarea digestiei cu amoniac [11] .

Poluarea

Nivelul de contaminare a materiei prime este un factor cheie atunci când se utilizează digestia umedă sau digestia cu plută.

Dacă materia primă a digestorului conține niveluri semnificative de contaminanți fizici, cum ar fi materiale plastice, sticlă sau metale, atunci va fi necesară prelucrarea pentru a elimina contaminanții pentru a utiliza materialul [16] . Dacă nu este îndepărtat, digestoarele pot fi blocate și nu vor funcționa eficient. Această problemă de contaminare nu apare în digestia uscată sau digestia anaerobă în stare solidă (SSAD) a plantelor, deoarece SSAD prelucrează biomasă uscată, stivuită cu un procent mare de solide (40-60%) în camere etanșe la gaze numite cutii de fermentare [17] . Cu această înțelegere sunt proiectate instalațiile de tratare biologică mecanică. Cu cât este mai mare nivelul de pretratare a materiei prime, cu atât vor fi necesare mai multe echipamente de procesare și, prin urmare, proiectul va avea un cost de capital mai mare [18] .

După sortare sau sortare pentru a elimina orice contaminanți fizici din materia primă, materialul este adesea zdrobit, măcinat și pulverizat mecanic sau hidraulic pentru a crește suprafața disponibilă microbilor din digestoare și, prin urmare, pentru a crește viteza de digestie. Macerarea solidelor poate fi realizată prin utilizarea unei pompe de măcinare pentru a transfera materia primă într-un digestor etanș, unde are loc tratamentul anaerob.

Compoziția substratului

Compoziția substratului este principalul factor care determină randamentul de metan și rata de producție a metanului în timpul digestiei biomasei. Există metode pentru determinarea caracteristicilor compoziționale ale materiei prime, în timp ce parametrii precum solidele, analizele elementare și organice sunt importanți pentru proiectarea și funcționarea digestorului [19] . Randamentul de metan poate fi estimat din compoziția elementară a substratului împreună cu o estimare a degradabilității acestuia (proporția substratului care este transformată în biogaz în reactor) [20] . Pentru a prezice compoziția biogazului (partea relativă de metan și dioxid de carbon), este necesar să se estimeze distribuția dioxidului de carbon între fazele de apă și gaze, ceea ce necesită informații suplimentare (temperatura reactorului, pH -ul și compoziția substratului) și un model. de speciație chimică [21] . Măsurătorile directe ale potențialului de biometanare se fac, de asemenea, folosind degazare sau analize gravimetrice mai recente [22] .

Aplicații

Utilizarea tehnologiilor de digestie anaerobă poate ajuta la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră în mai multe moduri cheie:

  • Înlocuirea combustibililor fosili;
  • Reducerea sau eliminarea amprentei energetice a stațiilor de epurare a apelor uzate;
  • Reducerea emisiilor de metan din gropile de gunoi;
  • Înlocuirea îngrășămintelor chimice produse industrial;
  • Reducerea circulației vehiculelor ;
  • Reducerea pierderilor de transport în rețelele electrice ;
  • Reducerea utilizării gazului lichefiat pentru gătit;
  • O componentă importantă a inițiativelor tehnologice zero waste [23] .

Tratarea deșeurilor și a apelor uzate

Digestia anaerobă este deosebit de potrivită pentru materialul organic și este utilizată în mod obișnuit pentru tratarea apelor uzate industriale, a apelor uzate și a nămolurilor de canalizare [24] . Digestia anaerobă, un proces simplu, poate reduce semnificativ cantitatea de materie organică care altfel ar putea fi aruncată în mare [ 25] , depozitată la gunoi sau incinerate [26] .

Presiunea din legislația de mediu asupra practicilor de eliminare a deșeurilor solide din țările dezvoltate a condus la o creștere a utilizării digestiei anaerobe ca proces de reducere a deșeurilor și de producere a produselor secundare utile. Poate fi folosit fie pentru a procesa fracțiunea separată la sursă a deșeurilor municipale, fie, alternativ, combinat cu sisteme de sortare mecanică pentru a procesa deșeurile municipale reziduale amestecate. Aceste instalații se numesc stații de epurare mecanică biologică [27] [28] [29] .

Dacă deșeurile putrefactive procesate în reactoare anaerobe sunt aruncate într-o groapă de gunoi, se descompun în mod natural și adesea anaerob. În acest caz, gazul va scăpa în cele din urmă în atmosferă. Deoarece metanul este de aproximativ 20 de ori mai puternic ca gaz cu efect de seră decât dioxidul de carbon, are un impact negativ semnificativ asupra mediului [30] .

În țările care colectează deșeuri menajere, utilizarea instalațiilor locale de digestie anaerobă poate ajuta la reducerea cantității de deșeuri care trebuie transportate la depozitele centralizate de gunoi sau la incineratoare. Această încărcătură de transport redusă reduce amprenta de carbon a vehiculelor cu numerar în tranzit. Dacă în rețeaua de distribuție electrică sunt construite instalații de digestie anaerobă localizată, acestea pot contribui la reducerea pierderilor electrice asociate cu transportul energiei electrice pe rețeaua națională [31] .

Producerea energiei electrice

În țările în curs de dezvoltare, sistemele simple de digestie anaerobă de acasă și de fermă oferă energie ieftină pentru gătit și iluminat [32] [33] [34] [35] . Din 1975, au existat mari scheme susținute de guvern în China și India pentru a adapta mici instalații de biogaz pentru uz casnic pentru gătit și iluminat. Proiectele de digestie anaerobă din țările în curs de dezvoltare sunt în prezent eligibile pentru sprijin financiar prin Mecanismul Națiunilor Unite pentru Dezvoltare Curată, dacă se poate demonstra că reduc emisiile de carbon [36] .

Metanul și energia produsă în instalațiile de digestie anaerobă pot fi folosite pentru a înlocui energia derivată din combustibilii fosili și, prin urmare, pentru a reduce emisiile de gaze cu efect de seră, deoarece carbonul din materialul biodegradabil face parte din ciclul carbonului . Carbonul eliberat în atmosferă din arderea biogazului a fost îndepărtat de plante pentru creșterea lor în trecutul recent, de obicei în ultimul deceniu, dar cel mai adesea în ultimul sezon de vegetație. Dacă plantele cresc, luând din nou carbon din atmosferă, sistemul va deveni neutru în carbon [4] [36] . Dimpotrivă, carbonul conținut de combustibilii fosili este stocat în pământ timp de multe milioane de ani, a cărui ardere crește nivelul total de dioxid de carbon din atmosferă.

Biogazul provenit din tratarea nămolului de epurare este uneori folosit pentru a porni un motor cu gaz pentru a genera electricitate, o parte sau toate putând fi folosite pentru a rula lucrări de canalizare [37] . O parte din căldura reziduală de la motor este apoi folosită pentru a încălzi digestorul. Căldura reziduală este de obicei suficientă pentru a încălzi digestorul la temperaturile necesare. Potențialul energetic al instalațiilor de canalizare este limitat - există doar aproximativ 80 MW de astfel de generare în Marea Britanie, cu potențialul de a crește la 150 MW, ceea ce este nesemnificativ în comparație cu cererea medie de energie electrică din Marea Britanie de aproximativ 35.000 MW. Volumul producției de biogaz din deșeuri biologice netratate - culturi energetice, deșeuri alimentare, deșeuri de abator etc. - este mult mai mare, estimându-se că ar putea fi de circa 3000 MW. este de așteptat ca instalațiile agricole de biogaz care utilizează deșeuri animale și culturi energetice să contribuie la reducerea emisiilor de CO 2 și să consolideze rețeaua, oferind în același timp fermierilor britanici venituri suplimentare [38] .

Unele țări oferă stimulente sub formă de tarife alimentare, de exemplu, pentru a subvenționa producția de energie verde [4] [39] .

În Oakland , California , stația principală de tratare a zonei municipale din East Bay (EBMUD) co-digeră în prezent deșeurile alimentare cu solidele din canalizare municipală primară și secundară și alte deșeuri de mare rezistență. În comparație cu doar digerarea solidelor din apele uzate urbane, co-digestia deșeurilor alimentare are multe avantaje. Digestia anaerobă a pulpei deșeurilor alimentare în procesul de producție a deșeurilor alimentare EBMUD oferă un beneficiu energetic normalizat mai mare în comparație cu solidele din apele uzate municipale: 730 până la 1300 kWh per tonă uscată de deșeuri alimentare aplicate față de 560 până la 940 kWh per tonă uscată de solide aplicate în ape uzate municipale [ 40] [41] .

Mesh Injection

Injecția în rețea de biogaz este injectarea de biogaz într-o rețea de gaze naturale [36] . Biogazul brut trebuie transformat în biometan în prealabil. Această actualizare implică eliminarea poluanților precum hidrogenul sulfurat sau siloxanii, precum și dioxidul de carbon. Există mai multe tehnologii în acest scop, cele mai utilizate în domenii precum adsorbția la presiune (PSA), purificarea apei sau aminelor (procedee de absorbție) și, în ultimii ani, separarea prin membrană [42] . Alternativ, electricitatea și căldura pot fi folosite pentru a genera electricitate la fața locului, rezultând pierderi mai mici de transport de energie [36] . Pierderile tipice de energie în sistemele de transport al gazelor naturale variază între 1-2%, în timp ce pierderile curente de energie într-un sistem electric mare variază între 5-8% [43] .

În octombrie 2010, instalația de canalizare Didcot a devenit primul producător de biometan din Marea Britanie furnizat rețelei naționale pentru a fi utilizat în 200 de case din Oxfordshire [44] .

Combustibil pentru vehicule

Odată modernizat folosind tehnologiile de mai sus, biogazul (transformat în biometan) poate fi folosit ca combustibil pentru automobile în vehiculele adaptate. Această utilizare este foarte răspândită în Suedia unde există peste 38.600 de vehicule pe gaz și 60% din gazul vehiculului este biometan produs în instalațiile de digestie anaerobă [2] .

Îngrășământ și ameliorarea solului

Componenta dură, fibroasă a materialului digerat poate fi folosită ca un agent de ameliorare a solului pentru a crește conținutul organic al solurilor. Leșia digestor poate fi folosită ca îngrășământ pentru a furniza solului nutrienți vitali în locul îngrășămintelor chimice care necesită multă energie pentru a produce și a transporta. Prin urmare, utilizarea îngrășămintelor industriale este mai intensivă în carbon decât utilizarea îngrășămintelor alcaline pentru reactoare anaerobe. În țări precum Spania , unde multe soluri sunt epuizate organic, piețele pentru solidele digerate pot fi la fel de importante ca biogazul [45] .

Gaz de gătit

Când se folosește un biodigestor care produce bacteriile necesare descompunerii, se produce gaz de gătit. Resturile organice, cum ar fi așternutul de frunze, deșeurile de bucătărie, deșeurile alimentare etc. sunt introduse în râșniță unde amestecul este amestecat cu o cantitate mică de apă. Amestecul este apoi introdus într-un biodigestor unde bacteriile îl descompun pentru a forma gaz de gătit. Acest gaz este furnizat la sobă. Un bio-reactor de 2 metri cubi poate produce 2 metri cubi de gaz de gătit. Acest lucru este echivalent cu 1 kg de gaz lichefiat. Un beneficiu notabil al utilizării unui biodigestor este nămolul , care este un gunoi organic bogat [46] .

Produse

Cele trei produse principale ale digestiei anaerobe sunt biogazul, digestatul și apa [47] [48] [49] .

Biogaz

Biogazul este produsul final al activității vitale a bacteriilor care se hrănesc cu materii prime biodegradabile [50] ( etapa de metanogeneză a digestiei anaerobe este realizată de arheea, un microorganism aflat pe o ramură complet diferită a arborelui filogenetic al vieții decât bacteriile) , și constă în principal din metan și dioxid de carbon [51] [52 ] cu o cantitate mică de hidrogen și urme de hidrogen sulfurat. (În timpul procesului de producție, biogazul conține și vapori de apă, iar volumul fracționat al vaporilor de apă depinde de temperatura biogazului) [53] . Majoritatea biogazului se formează în mijlocul digestiei, după ce populația bacteriană a crescut și se îngustează pe măsură ce materialul putrefactiv este epuizat [24] . Gazul este de obicei depozitat deasupra reactorului într-o vezică de gaz gonflabilă sau îndepărtat și depozitat lângă instalație într-un rezervor de gaz.

Metanul din biogaz poate fi ars pentru a produce atât căldură, cât și electricitate, de obicei cu un motor alternativ sau microturbină [54] , adesea într-o instalație de cogenerare în care electricitatea generată și căldura reziduală sunt folosite pentru a încălzi digestoarele sau pentru a încălzi clădirile. Surplusul de energie electrică poate fi vândut furnizorilor sau alimentat în rețeaua locală. Electricitatea produsă de reactoare anaerobe este considerată energie regenerabilă și poate atrage subvenții [55] . Biogazul nu contribuie la creșterea concentrației de dioxid de carbon în atmosferă, deoarece gazul nu este eliberat direct în atmosferă, dar dioxidul de carbon provine dintr-o sursă organică cu un ciclu scurt al carbonului.

Biogazul poate necesita procesare sau „curățare” pentru a-l purifica în vederea utilizării ca combustibil [56] . Hidrogenul sulfurat , un produs toxic format din sulfați din materia primă, este eliberat ca o urmă de componentă a biogazului. Autoritățile naționale de mediu, cum ar fi Agenția pentru Protecția Mediului din SUA , Anglia și Țara Galilor, au stabilit limite stricte pentru nivelurile de gaze care conțin hidrogen sulfurat și, dacă nivelurile de hidrogen sulfurat din gaz sunt ridicate, echipamentele de epurare și tratare a gazelor (de exemplu, tratarea gazelor cu amine) va fi necesar. ) pentru prelucrarea biogazului în cadrul nivelurilor regionale acceptate [57] .

Siloxanii volatili pot contamina, de asemenea, biogazul; astfel de compuși se găsesc adesea în deșeurile menajere și în canalizarea. În digestoarele care acceptă aceste materiale ca componentă de materie primă, siloxanii cu greutate moleculară mică se volatilizează în biogaz. Atunci când acest gaz este ars într-un motor cu gaz, turbină sau cazan, siloxanii sunt transformați în dioxid de siliciu (SiO2), care se depune în interiorul mașinii, crescând uzura [58] [59] . Tehnologii practice și rentabile pentru îndepărtarea siloxanilor și a altor contaminanți din biogaz sunt acum disponibile [60] . În unele cazuri, tratamentul in situ poate fi utilizat pentru a îmbunătăți puritatea metanului prin reducerea conținutului de dioxid de carbon al gazelor reziduale prin suflarea cea mai mare parte a acestuia în reactorul secundar [61] .

În țări precum Elveția, Germania și Suedia, metanul conținut de biogaz poate fi comprimat pentru a fi utilizat ca combustibil pentru vehicule sau pentru alimentarea directă în conductele de gaze [62] . În țările în care subvențiile pentru energie electrică din surse regenerabile sunt forța motrice pentru utilizarea digestiei anaerobe, această rută de prelucrare este mai puțin probabilă deoarece este necesară energie în această etapă de procesare și reduce nivelul total disponibil pentru vânzare [55] .

Digest

Digestatul este reziduul solid al materiei prime originale care intră în digestoarele pe care microbii nu le pot folosi. De asemenea, constă din rămășițele mineralizate ale bacteriilor moarte din digestoare. Digestatul poate lua trei forme: combinație fibroasă, alcalină sau pe bază de nămol a celor două fracții. În sistemele în două etape, diferite forme de digestat provin din rezervoare digestive diferite. În sistemele de digestie cu o singură etapă, cele două fracții vor fi combinate și, opțional, separate prin procesare ulterioară [63] [64] .

Cel de-al doilea produs secundar, digestatul acidogen, este un material organic stabil compus în principal din lignină și celuloză, precum și din diverse componente minerale într-o matrice de celule bacteriene moarte; poate fi prezent și plasticul. Acest material seamănă cu compostul casnic și poate fi folosit ca atare sau pentru a face produse de construcție de calitate scăzută, cum ar fi plăcile de fibre [65] [66] . Digestatul solid poate fi folosit și ca materie primă pentru producția de etanol [67] .

Al treilea produs secundar este digestatul metanogen, un lichid bogat în nutrienți care poate fi folosit ca îngrășământ în funcție de calitatea materialului digerat. Acest lucru va depinde de calitatea materiei prime. Pentru majoritatea fluxurilor de deșeuri biodegradabile curate și separate, nivelurile de PTE vor fi scăzute. În cazul deșeurilor generate de industrie, nivelurile de PTE pot fi mai mari și ar trebui luate în considerare atunci când se determină utilizarea finală adecvată a materialului.

Digestatul conține de obicei elemente, cum ar fi lignina, care nu pot fi descompuse de microorganismele anaerobe. În plus, digestatul poate conține amoniac, care este fitotoxic și poate interfera cu creșterea plantelor dacă este utilizat ca ameliorator de sol. Din aceste două motive, după digestie poate fi folosită o etapă de coacere sau compostare. Lignina și alte materiale sunt disponibile pentru degradare de către microorganismele aerobe, cum ar fi ciupercile, ceea ce ajută la reducerea cantității totale de material care trebuie transportat. În timpul acestei maturări, amoniacul va fi oxidat la nitrat, îmbunătățind fertilitatea materialului și făcându-l mai potrivit ca ameliorator de sol. Etapele mari de compostare sunt utilizate în mod obișnuit în tehnologiile de digestie anaerobă uscată [36] [68] .

Ape uzate

Produsul final al sistemelor de digestie anaerobă este apa, care se formează atât din conținutul de umiditate al deșeurilor brute care au fost tratate, cât și din apa generată din reacțiile microbiene din sistemele de digestie. Această apă poate fi eliberată la deshidratarea digestatului sau poate fi implicit separată de digestat.

Apele uzate care părăsesc o instalație de digestie anaerobă au, de obicei, niveluri ridicate de cerere biochimică (BOD) și de oxigen chimic (COD). Acești indicatori ai reactivității apelor uzate indică capacitatea de a polua mediul. Unele dintre substanțele conținute în apele uzate sunt greu de descompus, ceea ce înseamnă că bacteriile anaerobe nu pot acționa asupra lor pentru a le transforma în biogaz. Dacă aceste ape ar pătrunde direct în cursurile de apă, ar fi afectate negativ prin eutrofizarea . Prin urmare, este adesea necesară tratarea suplimentară a apelor uzate. Acest tratament este de obicei o etapă de oxidare în care aerul este trecut prin apă în reactoare discontinue sau osmoză inversă [69] [70] [71] .

Note

  1. Anaerobic Digestion Arhivat 13 decembrie 2012 la Wayback Machine ; din cartea Forster K.F. „Biotehnologia mediului” pagina 225 „2.4.2 Bacteriile heteroacetogene (Grupa II)”
  2. 1 2 Sarah L. Nesbeitt. Internet Archive Wayback Machine200259Mașina Internet Archive Wayback. San Francisco, CA: The Internet Archive 2001. Gratis Ultima vizită: noiembrie 2001  // Reference Reviews. - 2002-02. - T. 16 , nr. 2 . — P. 5–5 . — ISSN 0950-4125 . - doi : 10.1108/rr.2002.16.2.5.59 . Arhivat din original pe 27 aprilie 2021.
  3. Åsa Hadin, Ola Eriksson. Gunoi de grajd de cal ca materie primă pentru digestia anaerobă  // Gestionarea deșeurilor. — 2016-10. - T. 56 . — S. 506–518 . — ISSN 0956-053X . - doi : 10.1016/j.wasman.2016.06.023 .
  4. 1 2 3 Alex Zachary. Digestia anaerobă poate ajuta Marea Britanie să atingă obiectivele de energie  regenerabilă // Renewable Energy Focus. — 2016-01. - T. 17 , nr. 1 . — S. 21–22 . — ISSN 1755-0084 . - doi : 10.1016/j.ref.2015.11.014 .
  5. RECENZII  // Știința ierbii și a furajelor. — 1973-03. - T. 28 , nr. 1 . — S. 55–56 . — ISSN 1365-2494 0142-5242, 1365-2494 . - doi : 10.1111/j.1365-2494.1973.tb00720.x .
  6. Colegiul editorial  // Gestionarea deșeurilor. - 2004-01. - T. 24 , nr. 10 . — S. IFC . — ISSN 0956-053X . - doi : 10.1016/s0956-053x(04)00165-5 .
  7. Ronald Benner. Biologia microorganismelor anaerobe (JBA Zehnder [ed. )] // Limnologie și oceanografie. — 1989-05. - T. 34 , nr. 3 . — S. 647–647 . — ISSN 0024-3590 . - doi : 10.4319/lo.1989.34.3.0647 .
  8. Clima din California . septembrie/octombrie 2018 (4 ianuarie 2019). Preluat: 13 ianuarie 2021.
  9. Comparația digestiei anaerobe în stare solidă cu compostarea resturilor de curte cu efluenți din digestia anaerobă lichidă: efectul conținutului total de solide și al raportului dintre materie primă și efluent  // 2014 ASABE Annual International Meeting. - Societatea Americană a Inginerilor Agricoli și Biologici, 2014-07-16. - doi : 10.13031/aim.20141897526 .
  10. William J. Jewell, Robert J. Cummings, Brian K. Richards. Fermentarea cu metan a culturilor energetice: cinetică maximă de conversie și purificare in situ a biogazului  // Biomasă și bioenergie. — 1993-01. - T. 5 , nr. 3-4 . — S. 261–278 . — ISSN 0961-9534 . - doi : 10.1016/0961-9534(93)90076-g .
  11. 1 2 Brian K. Richards, Robert J. Cummings, William J. Jewell. Fermentarea metanului cu ritm ridicat și cu conținut scăzut de solide a sorgului, porumbului și celulozei  // Biomasă și bioenergie. — 1991-01. - T. 1 , nr. 5 . — S. 249–260 . — ISSN 0961-9534 . - doi : 10.1016/0961-9534(91)90036-c .
  12. Brian K. Richards, Robert J. Cummings, William J. Jewell, Frederick G. Herndon. Fermentarea anaerobă a metanului cu conținut ridicat de solide a sorgului și celulozei  // Biomasă și bioenergie. — 1991-01. - T. 1 , nr. 1 . — p. 47–53 . — ISSN 0961-9534 . - doi : 10.1016/0961-9534(91)90051-d .
  13. Carol Faulhaber, D. Raj Raman. Analiza tehnico-economică a digestiei anaerobe la scară agricolă Plug-flow . - Ames (Iowa): Iowa State University, 2011-01-01.
  14. Cărți primite  // Gestionarea deșeurilor. — 1990-01. - T. 10 , nr. 4 . - S. 311 . — ISSN 0956-053X . - doi : 10.1016/0956-053x(90)90107-v .
  15. Mingxing Zhao, Yonghui Wang, Chengming Zhang, Shizhong Li, Zhenxing Huang. Efect sinergic și de pretratare asupra co-digestiei anaerobe din paiele de orez și nămolurile de canalizare municipală  // BioResources. — 07-08-2014. - T. 9 , nr. 4 . — ISSN 1930-2126 . - doi : 10.15376/biores.9.4.5871-5882 .
  16. David P. Chynoweth, Pratap Pullammanappallil. Digestia anaerobă a deșeurilor solide municipale  // Microbiologia deșeurilor solide. — CRC Press, 2020-07-09. — p. 71–113 . — ISBN 978-0-13-874726-8 .
  17. Spyridon Achinas, Vasileios Achinas, Gerrit Jan Willem Euverink. O privire de ansamblu tehnologică a producției de biogaz din biodeșeuri  // Inginerie. — 2017-06. - T. 3 , nr. 3 . — S. 299–307 . — ISSN 2095-8099 . - doi : 10.1016/j.eng.2017.03.002 .
  18. Marta Carballa, Cecilia Duran, Almudena Hospido. Ar trebui să pretratăm deșeurile solide înainte de digestia anaerobă? O evaluare a costului său de mediu  // Știința și tehnologia mediului. — 15-12-2011. - T. 45 , nr. 24 . — S. 10306–10314 . — ISSN 1520-5851 0013-936X, 1520-5851 . - doi : 10.1021/es201866u .
  19. D.E. Jerger, D.P. Chynoweth, H.R. Isaacson. Digestia anaerobă a biomasei de sorg  // Biomasă. — 1987-01. - T. 14 , nr. 2 . — S. 99–113 . — ISSN 0144-4565 . - doi : 10.1016/0144-4565(87)90013-8 .
  20. Rittmann, Bruce E.,. Biotehnologia mediului: principii și aplicații . — Boston. — xiv, 754 pagini p. — ISBN 0-07-234553-5 , 978-0-07-234553-7, 0-07-118184-9, 978-0-07-118184-6, 1-260-44059-1, 978-1- 260-44059-1.
  21. IV. Simeonov, V. Momchev, D. Grancharov. Modelarea dinamică a digestiei anaerobe mezofile a deșeurilor animale  // Cercetarea apei. - 1996-05. - T. 30 , nr. 5 . — S. 1087–1094 . — ISSN 0043-1354 . - doi : 10.1016/0043-1354(95)00270-7 .
  22. Sasha D. Hafner, Charlotte Rennuit, Jin M. Triolo, Brian K. Richards. Validarea unei metode gravimetrice simple pentru măsurarea producției de biogaz în experimente de laborator  // Biomasă și Bioenergie. — 2015-12. - T. 83 . — S. 297–301 . — ISSN 0961-9534 . - doi : 10.1016/j.biombioe.2015.10.003 .
  23. Atiq Zaman, Tahmina Ahsan. Practici Zero-Waste în societatea noastră  // Zero-Waste. — Abingdon, Oxon; New York, NY: Routledge, 2020.: Routledge, 2019-12-06. — p. 77–86 . — ISBN 978-1-315-43629-6 .
  24. 1 2 Jae Hoon Jeung, Woo Jin Chung, Soon Woong Chang. Evaluarea co-digestiei anaerobe pentru a spori eficiența digestiei anaerobe a gunoiului de grajd animal  // Sustenabilitate. — 14.12.2019. - T. 11 , nr. 24 . - S. 7170 . — ISSN 2071-1050 . - doi : 10.3390/su11247170 .
  25. Hubert Caspers. MODIFICĂRI PE TERMEN LUNG ALE FAUNEI BENTICE RESULTATE DIN DEPUNEREA NĂMULUI DE CANALIZARE ÎN MAREA DE NORD  // Cercetare și dezvoltare în domeniul poluării apei. - Elsevier, 1981. - S. 461-479 . - ISBN 978-1-4832-8438-5 .
  26. Interzicerea aruncării de nămol în ocean  // Buletinul Poluării Marinei. — 1988-10. - T. 19 , nr. 10 . — S. 502–503 . — ISSN 0025-326X . - doi : 10.1016/0025-326x(88)90533-4 .
  27. Rob Cameron, Neil R. Wyler. Politici de  conectare // Juniper® Networks Secure Access SSL VPN Configuration Guide. - Elsevier, 2007. - S. 479-508 . — ISBN 978-1-59749-200-3 .
  28. P.D. Lusk. Digestia anaerobă a gunoiului de grajd: O oportunitate actuală . - Oficiul de Informaţii Ştiinţifice şi Tehnice (OSTI), 1995-08-01.
  29. 39576a, 22-10-1879, HAASE . Cataloage de vânzări de artă online . Data accesului: 17 ianuarie 2021.
  30. Penele de metan din Arctic ar putea accelera încălzirea globală  // Physics Today. - 2011. - ISSN 1945-0699 . - doi : 10.1063/pt.5.025766 .
  31. Focus în Marea Britanie: Marea Britanie este încă cu mult în urmă în ceea ce privește sursele regenerabile  // Renewable Energy Focus. — 2010-07. - T. 11 , nr. 4 . — P. 4–6 . — ISSN 1755-0084 . - doi : 10.1016/s1755-0084(10)70074-0 .
  32. 2. Arheologie gospodărească  // Lukurmata. — Princeton: Princeton University Press, 1994-12-31. — S. 19–41 . - ISBN 978-1-4008-6384-6 .
  33. H.-W. Kim, S.-K. Han, H.-S. Fluierul piciorului. Co-digestia anaerobă a nămolului de epurare și a deșeurilor alimentare folosind procesul de digestie anaerobă în etape de temperatură  // Știința și Tehnologia apei. - 2004-11-01. - T. 50 , nr. 9 . — S. 107–114 . — ISSN 1996-9732 0273-1223, 1996-9732 . - doi : 10.2166/wst.2004.0547 .
  34. Lori Quinn, Anne Rosser, Monica Busse. Caracteristici critice în dezvoltarea intervențiilor bazate pe exerciții fizice pentru persoanele cu boala Huntington  // European Neurological Review. - 2012. - V. 8 , nr. 1 . - S. 10 . — ISSN 1758-3837 . - doi : 10.17925/enr.2013.08.01.10 .
  35. Horst W. Doelle. Biotehnologie și dezvoltare umană în țările în curs de dezvoltare  // Electronic Journal of Biotechnology. - 15-12-2001. - T. 4 , nr. 3 . — ISSN 0717-3458 0717-3458, 0717-3458 . - doi : 10.2225/vol4-issue3-fulltext-9 .
  36. 1 2 3 4 5 NETWATCH: Botany's Wayback Machine  // Știință. - 15-06-2007. - T. 316 , nr. 5831 . — S. 1547d–1547d . — ISSN 1095-9203 0036-8075, 1095-9203 . - doi : 10.1126/science.316.5831.1547d . Arhivat din original pe 10 iunie 2020.
  37. CW Garner, FJ Behal. Efectul pH-ului asupra constantelor cinetice ale substratului și inhibitorilor alanin aminopeptidazei hepatice umane. Dovezi pentru două grupuri de centre active ionizabile  // Biochimie. — 18-11-1975. - T. 14 , nr. 23 . — S. 5084–5088 . — ISSN 0006-2960 . - doi : 10.1021/bi00694a009 . Arhivat din original pe 29 ianuarie 2021.
  38. Internet Archive Wayback Machine  // Choice Reviews Online. — 01-07-2011. - T. 48 , nr. 11 . — S. 48–6007-48-6007 . — ISSN 1523-8253 0009-4978, 1523-8253 . doi : 10.5860 /choice.48-6007 . Arhivat din original pe 2 martie 2022.
  39. Figura 1.9. Dispersia costurilor de reducere a emisiilor de dioxid de carbon implicate de schemele de sprijin indirect (tarife de tip feed-in, certificate verzi) . dx.doi.org . Data accesului: 17 ianuarie 2021.
  40. Rajinikanth Rajagopal, David Bellavance, Md. Saifur Rahaman. Digestia anaerobă psicrofilă a deșeurilor alimentare municipale mixte semi-uscate: pentru contextul nord-american  // Siguranța proceselor și protecția mediului. — 2017-01. - T. 105 . — S. 101–108 . — ISSN 0957-5820 . - doi : 10.1016/j.psep.2016.10.014 .
  41. Orin Shanks, Lindsay A. Peed, Catherine A. Kelty, Mano Sivaganesan, Christopher T. Nietch. Managementul siguranței apei orientat către sursa de poluare: Caracterizarea surselor de poluare fecală umană difuză cu informații despre utilizarea terenului, prelevare strategică de probe de apă și PCR cantitativă în timp real  // Proiect global pentru patogenul apei. - Universitatea de Stat din Michigan, 2019. - ISBN 978-0-9967252-8-6 .
  42. Organizații care sprijină IEA Bioenergy Sarcina 37 – Energie din biogaz  // Manualul Biogazului. - Elsevier, 2013. - S. xxix-xxx . — ISBN 978-0-85709-498-8 .
  43. Peter Rez. Structura fină a pierderii de energie  // Spectrometria pierderii de energie a electronilor de transmisie în știința materialelor și în Atlasul EELS. - Weinheim, FRG: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 28-10-2005. — S. 97–126 . - ISBN 978-3-527-60549-1 , 978-3-527-40565-7 .
  44. Ştiri SAMHSA, septembrie/octombrie 2010 . Set de date PsycEXTRA (2010). Data accesului: 17 ianuarie 2021.
  45. B.B. Peters. Proprietățile deșeurilor recuperate și proporțiile componentelor critice ale deșeurilor de mare activitate pentru livrarea furajelor deșeurilor din privatizare . - Oficiul de Informaţii Ştiinţifice şi Tehnice (OSTI), 1998-03-04.
  46. Imagine Landsat Upper Klamath Basin pentru 28 iulie 2004: Calea 44 Rândul 31 . — US Geological Survey, 2012.
  47. E. Ashare, M. G. Buivid, E. H. Wilson. Studiu de fezabilitate pentru digestia anaerobă a reziduurilor agricole. raport final . - Oficiul de Informaţii Ştiinţifice şi Tehnice (OSTI), 1979-10-01.
  48. Federația pentru Mediul Apelor. Epurare Primară  // Funcționarea Stațiilor de Epurare a Apelor Uzate Municipale - MOP 11. - Federația Mediului de Apă, 2005. - P. 19–1-19-43 . — ISBN 1-57278-232-3 .
  49. Emily Viau. Energie alternativă: piețele de biogaz din SUA în creștere, în special digestie anaerobă și produse organice  // Gaze naturale și electricitate. — 18-10-2013. - T. 30 , nr. 4 . — P. 8–14 . — ISSN 1545-7893 . - doi : 10.1002/gas.21722 .
  50. Hynek Roubik, Jana Mazancová, Jan Banout, Vladimír Verner. Abordarea problemelor la instalațiile de biogaz la scară mică: un studiu de caz din centrul Vietnamului  //  Journal of Cleaner Production. — 2016-01. — Vol. 112 . — P. 2784–2792 . - doi : 10.1016/j.jclepro.2015.09.114 . Arhivat din original pe 13 august 2020.
  51. Andrew J. Waskey. Digestor de biogaz  // Energie verde: un ghid de la A la Z. - 2455 Teller Road, Thousand Oaks California 91320 Statele Unite ale Americii: SAGE Publications, Inc. - ISBN 978-1-4129-9677-8 , 978-1-4129-7185-0 .
  52. Zemene Worku. Digestia anaerobă a apelor uzate din abator pentru recuperarea și tratarea metanului  // Jurnalul Internațional de Energie Durabilă și Verde. - 2017. - V. 6 , nr. 5 . - S. 84 . — ISSN 2575-2189 . - doi : 10.11648/j.ijrse.20170605.13 .
  53. Brian K. Richards, Robert J. Cummings, Thomas E. White, William J. Jewell. Metode de analiză cinetică a fermentației metanului în digestoarele de biomasă cu conținut ridicat de solide  //  Biomasă și bioenergie. — 1991-01. — Vol. 1 , iss. 2 . — P. 65–73 . - doi : 10.1016/0961-9534(91)90028-B . Arhivat din original pe 10 iunie 2020.
  54. Dan Kabel, F. Gruber, M. Wagner, G.R. Herdin, E. Meßner. Conceptul de motor pe gaz GE/Jenbacher de 1 MW cu două viteze pentru flota de închiriere GE  // Volumul 1: Motoare cu diametru mare, control și diagnosticare a emisiilor, motoare cu gaz natural și efectele combustibilului. - Societatea Americană a Inginerilor Mecanici, 29-04-2001. - ISBN 978-0-7918-8010-4 . - doi : 10.1115/ices2001-109 .
  55. 1 2 PDF original . dx.doi.org . Preluat la 21 ianuarie 2021. Arhivat din original la 19 mai 2018.
  56. Digestia anaerobă . dx.doi.org (22 februarie 2008). Preluat: 21 ianuarie 2021.
  57. Parameshwaran Ravishanker, David Hills. Eliminarea hidrogenului sulfurat din gazul digestor anaerob  // Deșeuri agricole. — 1984-01. - T. 11 , nr. 3 . — S. 167–179 . — ISSN 0141-4607 . - doi : 10.1016/0141-4607(84)90043-x .
  58. Małgorzata Wzorek, Mirosława Kaszubska. Dezvoltarea tehnicilor de măsurare a siloxanilor în gazele de depozitare  // Jurnalul Internațional de Inginerie termică și de mediu. — 2018-08. - T. 16 , nr. 2 . — S. 91–96 . - ISSN 1923-7308 1923-7308, 1923-7308 . - doi : 10.5383/ijtee.16.02.004 .
  59. Qie Sun, Hailong Li, Jinying Yan, Longcheng Liu, Zhixin Yu. Selectarea tehnologiei adecvate de modernizare a biogazului - o revizuire a curățării, modernizarii și utilizării biogazului  // Evaluări privind energia regenerabilă și durabilă. — 2015-11. - T. 51 . — S. 521–532 . — ISSN 1364-0321 . - doi : 10.1016/j.rser.2015.06.029 .
  60. Mark Mullis. Tehnologie: Tehnologia se intensifică pentru procesarea apei din producția de energie  // Gaze naturale și energie electrică. — 18-03-2014. - T. 30 , nr. 9 . — S. 22–24 . — ISSN 1545-7893 . - doi : 10.1002/gas.21755 .
  61. Brian K. Richards, Frederick G. Herndon, William J. Jewell, Robert J. Cummings, Thomas E. White. Îmbogățirea in situ cu metan în digestoare metanogene de culturi energetice  //  Biomasă și bioenergie. — 1994-01. — Vol. 6 , iss. 4 . — P. 275–282 . - doi : 10.1016/0961-9534(94)90067-1 . Arhivat din original pe 4 noiembrie 2021.
  62. Cărți primite de la 16 iulie 2006 la 15 octombrie 2006  // Literatură universitară. - 2007. - T. 34 , nr. 1 . — S. 224–226 . — ISSN 1542-4286 . - doi : 10.1353/lit.2007.0001 .
  63. Richard L. Kane. Inundații în centrul de sud-vest a Floridei de la uraganul Frances, septembrie 2004  // Fișă informativă. - 2005. - ISSN 2327-6932 . - doi : 10.3133/fs20053028 .
  64. Integrarea reziduului de cenușă de jos din generarea de energie cu biomasă în digestia anaerobă pentru a îmbunătăți producția de biogaz din biomasă lignocelulozică . dx.doi.org . Preluat: 21 ianuarie 2021.
  65. policy-papers-uk-border-authority-consultation-on-reforming-asylum-support-libertys-response-feb-2010 . Documente privind drepturile omului online . Preluat: 21 ianuarie 2021.
  66. Steve Dagnall. Strategia Marii Britanii pentru digestie anaerobă centralizată  // Bioresource Technology. — 1995-01. - T. 52 , nr. 3 . — S. 275–280 . — ISSN 0960-8524 . - doi : 10.1016/0960-8524(95)00039-h .
  67. Zhengbo Yue, Charles Teater, Yan Liu, James MacLellan, Wei Liao. O cale durabilă de producție de etanol celulozic care integrează digestia anaerobă cu biorafinare  // Biotehnologie și bioinginerie. — 2010. — S. n/a–n/a . — ISSN 1097-0290 0006-3592, 1097-0290 . - doi : 10.1002/bit.22627 .
  68. Raiko Kolar, Michael Oertig. Presswasserfreie Bioabfallvergärung mit dem KOMPOGAS® - Pfropfenstromverfahren  // MÜLL și ABFALL. — 2015-03-12. - Problemă. 3 . — ISSN 1863-9763 . - doi : 10.37307/j.1863-9763.2015.03.06 .
  69. Joan Dosta, Alexandre Galí, Sandra Macé, Joan Mata-Álvarez. Modelarea unui reactor discontinuu de secvențiere pentru a trata supernatantul din digestia anaerobă a fracției organice a deșeurilor solide municipale  // Journal of Chemical Technology & Biotechnology. - 2007. - T. 82 , nr. 2 . — S. 158–164 . — ISSN 1097-4660 0268-2575, 1097-4660 . - doi : 10.1002/jctb.1645 .
  70. Eficiență energetică: Economisirea energiei cu osmoză inversă  // Filtrare și separare. — 2007-01. - T. 44 , nr. 1 . — S. 40–41 . — ISSN 0015-1882 . - doi : 10.1016/s0015-1882(07)70027-7 .
  71. Ali Almasi, Kiomars Sharafi, Sadegh Hazrati, Mehdi Fazlzadehdavil. Un studiu privind raportul dintre concentrația de DBO din algele efluente din iazurile facultative primare și secundare și concentrația de DBO brută influențată  // Desalinizare și tratare a apei. — 2014-01-02. - T. 53 , nr. 13 . — S. 3475–3481 . - ISSN 1944-3986 1944-3994, 1944-3986 . doi : 10.1080 / 19443994.2013.875945 .

Vezi și

Link -uri