Три этапа производства биогаза

Процесс производства биогаза может быть раз­делен на три стадии: гидролиз, окисление и образо­вание метана. В этом сложном комплексе превраще­ний участвует множество микроорганизмов, главны­ми из которых являются метанобразующие бакте­рии, три вида которых показаны на Рис. 8.

Первый этап - Гидролиз

На первом этапе, (гидролиз), органическое веще­ство ферментируется внешне внеклеточными фер­ментами (клетчатка, амилаза, протеаза и липаза) мик­роорганизмов. Бактерии разлагают длинные цепочки сложных углеводородов, протеины и липиды - в бо­лее короткие цепочки.

Второй этап - Сбраживание

Кислотопродуцирующие бактерии, которые при­нимают участие во втором этапе образования биога­за, расщепляют сложные органические соединения (клетчатку, белки, жиры и др.) в более простые.

При этом в сбраживаемой среде появляются первичные продукты брожения — летучие жирные кислоты, низшие спирты, водород, окись углерода, уксусная и мура­вьиная кислоты и др. Эти органические вещества являются источником питания для метанобразующих бактерий, которые превращают органические кислоты в биогаз.

Третий этап - Образование метана

Метанопроизводящие бактерии, вовлеченные на третьем этапе, разлагают образования с низким моле­кулярным весом. Они утилизируют водород, углекислоту и уксусную кислоту. В естественных условиях, метанобразующие бактерии существуют при наличии анаэробных условий, например, под водой, в болотах. Они очень чувствительны к изменениям окружающей среды, поэтому от условий, которые создаются для жизнедеятельности метанобразующих бактерий, зависит интенсивность газовыделения.

Симбиоз бактерий

Метано- и кислотообразующие бактерии взаимодействуют в симбиозе.

С одной стороны, кислотообра­зующие бактерии создают атмосферу с идеальными параметрами для метанобразующих бактерий (анаэ­робные условия, химические структуры с низким молекулярным весом).

С другой стороны, метанобразующие микроорганизмы используют промежуточные соединения кислотопроизводящих бактерий. Если бы не происходило этого взаимодействия, в реакторе развились бы неподходящие условия для деятельности обо­их типов микроорганизмов.