Производство биогаза. В современных условиях для человечества очень важны две проблемы: дефицит энергоносителей и охрана окружающей среды

В современных условиях для человечества очень важны две проблемы: дефицит энергоносителей и охрана окружающей среды. Именно эти проблемы обусловили формирование нового научно-технического направления − биоэнергетики, суть которого состоит в получении и использовании энергии топлива из возобновляемого органического сырья: растительной биомассы, сельскохозяйственных, бытовых и промышленных отходов. Запасы растительной биомассы на Земле оцениваются в 1836 млрд. т, что по энергосодержанию эквивалентно 640 млрд. т нефти. Природоохранный аспект биоэнергетики очевиден: энергетическая переработка отходов приводит к значительному уменьшению загрязненности окружающей среды.

Способы получения энергии и топлива из растительной биомассы и отходов разнообразны: сжигание, сухая перегонка, гидролиз с последующей биоконверсией продуктов гидролиза, ферментативное анаэробное разложение.

Наибольший интерес представляют экономичные анаэробные технологии: метановое сбраживание с получением биогаза; биоконверсия в этанол; анаэробная ферментация с образованием ацетона, бутанола и водорода. Одним из наиболее эффективных методов переработки органических отходов является метановое сбраживание, в результате которого органические вещества отходов превращаются в биогаз. Состав биогаза, а также его выход сильно зависят от природы (химического состава) перерабатываемого отхода и колеблется в достаточно широких пределах, % об.: СН₄ − 55−80; СО₂ − 15−50; N₂ − до 5; O₂ − до 3; Н₂S − до 3. Энергетический потенциал биогаза составляет 20−27 МДж/н. м³, плотность при нормальных условиях 0,98−1,40 кг/м³. По теплотворной способности 1 н. м³ биогаза эквивалентен 0,6 дм³ керосина, или 1,5 кг угля.

Известно, что развитие биогазовых технологий позволяет решать проблемы, которые особенно характерны для сельской местности:

− экологическую – утилизация отходов агропромышленного комплекса, бытовых отходов;

− энергетическую – получение газообразного топлива, электрической и тепловой энергии;

− агрохимическую – производство экологически чистых органических удобрений;

− социальную – улучшение условий труда и быта сельского населения.

Мировое производство биогаза для практического применения составляет более 700 млрд. м³ в год. Биогазовые технологии широко распространены в Китае, Индии, США, Канаде, Германии, Англии, Швейцарии и в ряде других стран. В Китае и Индии количество находящихся в эксплуатации биогазовых установок исчисляется миллионами. В Российской Федерации имеется небольшое число действующих промышленных биогазовых установок, предназначенных главным образом для переработки осадков коммунальных очистных сооружений крупных городов. Часть построенных метантенков не эксплуатируется либо функционирует без утилизации биогаза, что объясняется, как правило, отсутствием оборудованных контрольно-измерительными приборами систем биогазоснабжения, а также низким качеством метантенков. В Республике Беларусь анаэробные технологии утилизации органических отходов только начинают внедряться в результате закупки единичных биогазовых установок за рубежом.