енергия 48 ÅÍÅÐÃÈß 2'2016 третиране, известено също като предварително вкисляване или двустепенно разграждане е технология, в която първите стъпки на АР (хидролиза и производството на киселина) са отделени от производството на метан. Докато рН по време на производството на метан трябва да бъде между 6,5 и 8, стойността на рН на първия биореактор (за предварително подкисляване) трябва да е между 4 и 6, което потиска производството на метан и причинява натрупване на мастни киселини. Ензимите в първиятетап работят най-добре между рН 4 и 6 при температури от 30 до 50°С, така че стъпката на предварително подкисляване увеличава скоростта на разграждане чрез създаване на оптимална среда за тези ензими. С двустепенно АР е постигнат допълнителен добив на биогаз от 21% за битови отпадъци и време за производство 30 дни. Друг положителен ефект от този метод е концентрацията на метан в биогаза. В първия етап освен Н2 и летливи мастни киселини, се образува CO2, който се отделя в хидролизния газ. Това означава, че по-малко количество от този газ се отделя във втория етап на метанообразуване. Например, при опити със силаж е получен газ със 71% метан в двустепенно оборудване и с 52% метан в едностепенно оборудване. Предварителното третиране с аеробни бактерии също показва добри резултати – 26% увеличени добиви на биогаз при аеробно третиране на сизал за 9 часа. Някои плесени имат способност да отстраняват замърсители оттвърди и течни отпадъци. В контекста на АР, тези замърсители биха могли или да инхибират анаеробното разлагане или да предизвика проблеми по време на вторичната употреба на биомаса. Гъбичната предварителна обработка е изследвана като метод за премахване на фенолни токсини от отпадните води преди АР. Ензимите, които участват в разлагането на биомасата също може да се добавят в предварителната обработка като начин за оптимизиране на процесите. Това можа да става по три начина – добавяне в едностепенен анаеробен биореактор, добавяне в първи етап на двустепенно АР и като отделно ензимно разлагане. Предварително третиране на спецални групи субстрати Някои субстрати като странични животински продукти, които попадатв категория II и III на европейските регламенти 1774/2002/ ЕО и 1069/2009/ЕО) изискват дезинфекция (1ч. при 70°С) или стерилизация (20мин. при на промяна на налягането. Субстратът се загрява в затворена система при температура 160-220°С, което води до повишаване на налягането. След време на задържане от около 5 до 60мин., налягането се освобождава рязко. Този внезапен спад в налягането предизвиква бързо изпарение на вътреклетъчната вода - явление, известно като фаза експлозия. Тези сили разрушават клетките и заобикалящите ги фибри. С този метод е постигано 20% увеличаване на добива на биогаз. Един от недостатъците на това третиране е дългото време за задържане в реактора и това че топлината след определена стойност може да намали метанообразуването. Предимство е, че могат да се използват нови субстрати като слама. Екструзията е друг комбиниран процес, койтоосвен налягане итемпература, използва нарязване като суровината преминава през екструдер. Използваното налягане е 300 бара, а температурата от 60 до 300°С. Ефектът на екструзия върху добива на биометан е изследван върху слама, прясна трева, твърда фракция на оборски тор и постеля от едър рогат добитък. Оказва се, че производство на биогаз от екструдиран материал е по-бързо отколкото от необработен материал, като най-значителни са ползите за третиране на слама. Консумацията на енергия е 10-15kW за тон. Различни химикали (киселини, основи, разтворители) могат да се използват в комбинация с топлина за предварително термохимично третиране. Температурата и вида химикал са от решаващо значение. Както и при други типове предварително третиране, включващи топлина, температури над 160°С, по-специално в комбинация с киселини, показват намаляване на производството на метан, в зависимост от вложения материал. При третиране на маниока с 3% H2SO4 при температура 160°С за 20 минути се отчита 57% по-висок добив на биогаз в сравнение с нетретиран субстрат. При третиране на свински тор с вар (5%) е установено максимално повишаване на добива на биогаз от78% при 70°С. Като резултатите са по-добри от чистото химично или термичнотретиране. Биологично третиране Общите предимствата на биологичното предварително третиране пред химичното или термичното е, че може да се осъществи при ниска температура, без използване на химикали. Един недостатък е, че е по-бавно от не-биологичните методи. Анаеробнното микробно предварително
RkJQdWJsaXNoZXIy MTEyMTYwMw==