Biogaz texnologiyalari

Qishloq xo‘jaligi va oziq-ovqat mahsulotlari ishlab chiqarishda hosil boʻladigan chiqindilari, shuningdek, sanoat va shahar oqava suvlarini tozalash inshootlari oqava suvlarini biogazga aylantirish atrof-muhit uchun foydalidir. Goʻng, silos, oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash chiqindilari va hatto restoranlardan yoki turar-joylardan oziq-ovqat qoldiqlarini qayta ishlashdan qatʼi nazar, chiqindi oqimlari energiya salohiyatiga boy. Biogaz ishlab chiqarish ushbu chiqindi oqimlarini aktivlarga aylantirib, mahalliy va milliy darajada qayta tiklanadigan barqaror energiya manbalarini yaratadi, shu bilan birga iqlim oʻzgarishi bilan bogʻliq gaz emissiyasini kamaytiradi.

Anaerob hazm qilish tabiiy jarayon boʻlib, bu tushuncha nisbatan sodda. Biroq, biogazni samarali ishlab chiqarish samarali nasos va koʻpincha qiyin substratlarni aralashtirishni talab qiladi.

Biogaz ishlab chiqarish uchun substratlar fermentatsiya jarayonida ham, saqlashda ham harakatlanishi kerak. Tank tarkibida bir xil aralashmani saqlab qolish uchun substratlarning suzishi va choʻkishining oldini olish uchun aralashtirish kerak. Ushbu substratlar koʻpincha tolali, past zichlikdagi materiallar va ogʻirroq materiallarning kombinatsiyasi boʻlib, ular suspenziyada saqlanishi kerak boʻlgan ikkita ekstremaldir. Nasoslar ishonchli, barqaror oziqlantirish uchun substratlarni tiqilib qolmasdan oʻtkazish va maydalash imkoniyatiga ega boʻlishi kerak.

Asosiy qurilmalar va ularning ishlashi

Pre-digester tanklar (maydalashdan avvalgi jarayon) 
Aralashtirish vazifasi:

 Substratlarni bir xil xom ashyo holatida aralashtirish

 Qattiq moddalarni bir tekis taqsimlash

 Har bir tank va har bir jarayon substratlarning harakatlanishini taʼminlash va energiya ishlab chiqarishni maksimal darajada oshirish uchun toʻgʻri aralashtirish tizimini talab qiladi.

Maydalash tanklari (maydalash va maydalashdan keyingi jarayon) 
Aralashtirish vazifasi:

 Biogaz hosil qiluvchi bakteriyalar uchun oziq-ovqat sifatida bir xil substrat bilan taʼminlash

 Qobiq va koʻpik hosil boʻlishining oldini olish

 Butun hazm qilish jarayonida barqaror va optimal haroratni saqlash

 Barcha tank tarkibini aralashtirish

 Biogaz pufakchalarini hazm qilish qurilmasining barcha chuqurliklarida boʻshatib, ularni yigʻish uchun yuzaga surtish.

 Choʻkishnin oldini olish

Suzib yuruvchi barabanli maydalagich 
Suzib yuruvchi barabanli biogaz zavodlari xaydovchi va harakatchan gazgalderdan iborat. Gazgalder toʻgʻridan-toʻgʻri fermentatsiya aralashmasida yoki oʻzining suv barabani ichida suzadi. Gaz barabanda toʻplanadi, keyin u yetarlicha ijobiy bosimga koʻtarilgach gaz soʻrib olinadi. Agar gaz tortib olinsa, baraban yana pastga tushadi tushadi. Gaz barabanining burilishiga yoʻnaltiruvchi ramka toʻsqinlik qiladi.

Afzalliklari: ruzilishi oddiy, oson ishlatish mumkin, doimiy gaz bosimi, toʻgʻridan-toʻgʻri aniq saqlangan gaz hajmini saqlaydi.

Kamchiliklari: suzuvchi barabanning yuqori qurilish qiymati, korroziyaga duchor boʻlgan koʻplab poʻlat qismlar, natijada qisqa vaqt davomida ishlash (15 yilgacha; tropik qirgʻoq mintaqalarida baraban yaroqlilik muddati taxminan besh yil), boʻyash tufayli muntazam ravishda eʼtibor qilish xarajatlari. Ushbu kamchiliklarga qaramay, suzuvchi barabandan foydalanish unumdorlik sababli tavsiya etiladi. Substrat tarkibida qattiq moddalar miqdori yuqori boʻlsa ham, baraban devorlariga yopishmaydi. Shisha tolali mustahkamlangan plastmassa va yuqori zichlikli polietilendan tayyorlangan suzuvchi barabanlar samarali natija beradi, ammo qurilish qiymati poʻlatdan tayyorlanganiga qaraganda yuqori boʻladi.

Suzib yuruvchi barabanli maydalagich (Hindcha modeli) 

Hindistonda biogaz texnologiyasi boʻyicha tajriba 1937-yilda boshlangan. 1956-yilda Jashu Bhai J. Patel Gobar gaz zavodi deb nomlanuvchi suzuvchi baraban biogaz qurilmasi loyihasini ishlab chiqdi. 1962-yilda Patelning dizayni Hindistonning Xadi va qishloq sanoat komissiyasi (KVIC) tomonidan maʼqullandi va bu dizayn tez orada Hindiston va dunyoda mashhur boʻldi. Ushbu dizaynda hazm qilish kamerasi sement, gʻisht va toshdan yasalgan. Reaktorning chiqaruvchi qismida hosil boʻlgan biogazni yigʻish uchun uning ustiga yumshoq poʻlat baraban oʻrnatiladi. Shunday qilib, gaz ishlab chiqarish va yigʻish uchun ikkita alohida tuzilma mavjud. Ruhsat etilgan gumbazli Xitoy modelining joriy etilishi bilan suzuvchi baraban qurilmasi boshqa dizayn kamchiliklari bilan bir qatorda nisbatan yuqori investitsiyalar va texnik xizmat koʻrsatish xarajatlari tufayli deyarli muomaladan chiqarilgan.

Xaltasimon avtoklaf 
Bu avtoklafning eng arzon turi. U qarama-qarshi uchida kirish va chiqish joyi boʻlgan uzun silindrsimon plastik sumka koʻrinishida tayyorlanadi. Yuqori qismida biogaz chiqshi uchun tuynuk oʻrnalitali.

Avtoklafning yana ham arzon tayvandcha koʻrinishi 1960-yillarda Tayvanda ishlab chiqilgan. U PVX yoki qizil loy plastmassadan tayyorlangan uzun silindrdan iborat. Gʻisht va metall parchalovchilar bilan bogʻliq muammolarni hal qilish uchun xaltasimon avtoklaf ishlab chiqilgan. PVX xaltasimon avtoklaf 1986-yil apreldan iyungacha Nepalda GGC tomonidan Butvalda sinovdan oʻtkazildi.

Tadqiqot shuni koʻrsatdiki, rivojlanayotgan mamlakatlarning aksariyat qishloq joylarida bunday sharoitlarni yaratish va ularni toʻliq chiqindi bilan qondirish ayrim muammolarga sabab boʻlishi mumkin.

Shtepsel vilkasi oqimli parchalash qurilmasi 
Bu qurilmalar qattiq moddalar, jumladan, konsentratsiyasi 11 % dan 13 % gacha boʻlgan kavsh qaytaruvchi hayvonlarning goʻngini qayta ishlab, biogaz olish jarayoniga mos keladi. Bir uchida tankga qoʻshilgan yangi substrat eski substratni qarama-qarshi tomonga itaradi. Kavsh qaytaruvchi jonivorlar goʻngdagi qattiq moddalar hazm boʻlganda yopishqoq material hosil qiladi, bu esa parchalanish idishida qattiq moddalarning ajralishini cheklaydi. Natijada, substrat bir „shtepsel vilkasi“ ichida tank orqali oqadi. Oʻrtacha saqlash muddati 20 30 kunni tashkil etadi.

Anaerob filter 

Anaerob filter moslamasi 1950-yillarda nisbatan suyultirilgan va eruvchan oqava suvdan foydalanish uchun ishlab chiqilgan. Bu reaktor hajmini kamaytirish uchun ishlab chiqilgan eng qadimgi va eng oddiy dizayndagi reaktor turlaridan biridir. U qadoqlash vositasi bilan toʻldirilgan ustundan iborat. Toshlar, plastmassa, marjon qoldiqlar, midiya qobigʻi, qamish va bambuk halqalari kabilar anaerob filtr reaktorlarida oson ajratiladi va parchalanadi. Metan hosil qiluvchi bakteriyalar qadoqlash muhitining katta yuzasida plyonka hosil qiladi va oqava suv bilan parchalanuvchidan ajralib ketmaydi. Shu sababli, bu reaktorlar „qoʻzgʻalmas plyonka“ yoki „ushlangan plyonka“ parchalanuvchilari sifatida ham tanilgan.

Yuqori oqimli anaerob loy qoplamasi — UASB zavodlari 
UASB (Upflow anaerobic sludge blanket digestion) dizayni 1980-yilda Gollandiyada ishlab chiqilgan. U anaerob filtrga oʻxshaydi, chunki u reaktorda immobilizatsiyalangan bakteriyalarning yuqori konsentratsiyasini oʻz ichiga oladi. Biroq, UASB reaktorlarida qadoqlash muhiti mavjud emas, aksincha, metan hosil qiluvchi bakteriyalar reaktorning pastki qismini qoplaydigan loy qoplamasining zich granulalarida toʻplangan. Oziqlantiruvchi suyuqlik reaktorning pastki qismidan kiradi va suyuqlik loy adyolidan oqib chiqayotganda biogaz hosil boʻladi. Yevropada qand lavlagini qayta ishlashda va asosan eriydigan uglevodlarni oʻz ichiga olgan boshqa suyultirilgan chiqindilardan foydalangan holda biogaz ishlab chiqarishda UASB reaktorlaridan foydalaniladi.

Manbalar