ДВОСТАДІЙНЕ ЗБРОДЖУВАННЯ ХАРЧОВИХ ВІДХОДІВ

Abstract

Кабінет Міністрів України схвалив Національну стратегію управління відходами до 2030 року. У зв’язку з цим актуальним є перероблення відходів, що біологічно розкладаються, зокрема й харчових відходів, з використанням керованих біотехнологічних процесів, під час яких відбувається перетворення органічних речовин у біогаз. Стаття присвячена визначенню метанового потенціалу харчових відходів при їхньому зброджуванні у дві стадії та уточненню математичної моделі динаміки виходу біогазу. Виконано тест із визначення метанового потенціалу харчових відходів за умови, що процес анаеробного метанового зброджування був розділений на дві стадії – гідролізу і метаногенезу. Наведено результати експериментів з метанової анаеробної переробки модельного зразка харчових відходів. Оцінено метановий потенціал харчових відходів. Уточнено математичну модель динаміки виходу біогазу з урахуванням отриманих експериментальних даних, що дало змогу визначити тривалість стадій гідролізу і метаногенезу, біогазовий потенціал органічного субстрату, інтенсивність виходу біогазу. Основною проблемою, що вирішувалась у цьому дослідженні було забезпечення стабільності виходу біогазу за умови швидкого розпаду органічної речовини при зброджуванні харчових відходів. Проблему було вирішено шляхом розділення процесу зброджування на дві стадії. Пояснюється це тим, що у такий спосіб знизився ступінь інгібування процесу метаногенезу продуктами розпаду на стадії гідролізу. Практичне значення отриманих результатів полягає в їхньому використанні для проєктування промислових біогазових станцій, комплексів або заводів, в яких зброджують харчові відходи. Тривалість стадій для зброджування харчових відходів дає змогу визначити співвідношення між об’ємом реакторів гідролізу та метаногенезу для промислових біогазових станцій. З’ясовано, що для безперервного режиму зброджування харчових відходів об’єм ємності для зберігання підготовленої добової дози завантаження і реактора гідролізу однакові. Показано, що харчові відходи є перспективним органічним субстратом для отримання біогазу. В Україні щорічно утворюється до 500 млн тонн відходів, значну частину яких складають харчові відходи (від 35 до 49%) з вмістом органічної речовини від 20 до 25 %. Біогазовий потенціал харчових відходів становить понад 500 м3 біогазу з тонни органічної речовини. Бібл. 20, табл. 6, рис. 2.