2009 01 020258

C W vnl 4*.-n $ I. IXiłTv    W.rwwj 2iQ7

ISBN v?l-*V$M5J2*K1.' C by W r*N 20*0

532    19. Chemia odpadów stałych

wśród których dominują: cukry, aminokwasy, glicerol i kwasy tłuszczowe. Skoro tylko znajdą się one w roztworze, ich małe cząsteczki działają jako substraty reakcji prowadzących do powstania kwasu octowego, węglanów oraz wodom — ostatnie dwa związki przechodzą częściowo do fazy gazowej zgodnie z prawem Hcnry’ego. Mniejsze ilości innych substancji, jak siarczki i amoniak, również się tworzą, a stosunkowo biologicznie odporne' związki, łącznic ze związkami aromatycznymi i kwasami tłuszczowymi, pozostają niezmienione w tym etapie. Ostatecznie metanacja (fermentacja metanowa) zachodzi w wyniku reakcji, w których amoniak i wodór biorą udział w dalszej redukcji jonów octanowych i węglanów, zgodnie z równaniami

CHiCOO <aq) + HiO —► CH₄ + HC07(aq)    AG = -31.0 kJ    (19.8)

HC0,(aq) + 4H_; + H₃0⁺(aq)->CH₁H-4H:0    AG =-135.6 kJ (19.9)

Końcowym wynikiem procesu jest mieszanina gazów zawierających metan i ditlcnck węgla jako główne składniki, ale również niewielkie ilości wodoru, amoniaku i siarkowodoru. Stężenie objętościowe metanu i ditlenku węgla zazwyczaj mieści się. odpowiednio. w zakresie 60 70% i 30 40%. a wartość opałowa gazu w znacznym stopniu zależy od ich względnych ilości. Jeżeli materia! podawany do generatora jest przede wszystkim celulozowy, powstaje stosunkowo dużo ditlenku węgla, podczas gdy lipidy i białka są korzystne dla powstawania metanu.

Warunki procesu muszą podlegać ścisłej kontroli, aby zapewnić optymalną wydajność produkcji biogazu o możliwie dużej kaloryczności. Wartość pH mieszaniny reakcyjnej powinna wynosić 6,5-8.5. natomiast dopuszczalna zasadowość jest zmienna, ale nie może być większa od 14000 ppm węglanu wapnia. Temperatura powinna wynosić 20-60 C. przy czym optimum temperatury dla bakterii mczofilowych wynosi ok. 35 C, a dla lermofilowych ok. 55 C. W okresie zimowym albo dla zapewnienia odpowiedniej temperatury w komorze fermentacyjnej pewną ilość wytwarzanego biogazu zużywa się do jej ogrzania, zmniejszając jednak w ten sposób średnią wydajność. Azot jest potrzebny do podtrzymania aktywności mikrobiologicznej, dlatego wartość proporcji węgiekazot w materiale poddawanym procesowi fermentacji ma znaczenie decydujące. Jak już wspomnieliśmy wcześniej, optymalna wartość proporcji w przypadku kompostowania wynosi ok. 30 lub jest nieco mniejsza. Substancje, które wykazują wartość proporcji zbliżoną do tego wymaganego optimum, zostały przedstawione w lab. 19.3. Drewno, nawet gdy jest drobno pocięte, nic nadaje się. ponieważ zawiera dużo ligniny (węgla). W zależności od rodzaju drew na zakres stosunku C:N waha się w granicach od 50 do 400. Na przykład stosunek C:N w moczu w-ynosi 0.8. Mieszanina bliska ideału składa się z odchodów zwierzęcych rozcieńczonych słomą, jak podściółka w oborach.

Produkcja biogazu jest przyjazna dla środowiska, powstaje bowiem czysto spalające się paliwo. Emisja siarki pozostaje mała. natomiast problem emisji pyłów jest bliski wyeliminowania. Pozostały po procesie szlam zawiera głównie azot, fosfor, potas i inne składniki pokarmowe pochodzące z wyjściowego materiału wsadowego. Zawartość w mm materii organicznej jest nadal znaczna, stanowiąc około 30% jego początkowej

'Bioodporność oznacza odporność na biologiczne procesy rozkładu.