Розробка технології та обладнання для біотехнологічного отримання нетрадиційних енергоносіїв

Рис 1. Установка для дослідження впливу гідродинамічних режимів та тепломасообміну на біосинтетичні властивості мікробного біоценозу продуцентів біогазу.

1. Номер державної реєстрації теми - 01090000726.
2. Науковий керівник- д.т.н., проф. Карачун В.В.
3. Суть розробки, основні результати.

Розроблена технологія та експериментальне обладнання для реалізації процесів синтезу біогазу. Визначені раціональні параметри процесу за умов переробки відходів сільськогосподарського виробництва та комунальних підприємств. На основі проведених досліджень визначені гідродінамічні та тепло- і масообміні характеристики процесів біосинтезу, що відбуваються у анаеробному біореакторі з іммобілізованою на інертних носіях мікрофлорою.

Наукова цінність роботи полягає в розробці математичних моделей процесу синтезу біогазу в біореакторах з іммобілізованою на нерухомих інертних носіях мікрофлорою. В роботі визначений вплив гідродинамічних режимів та тепломасообміну на біосинтетичні властивості мікробного біоценозу продуцентів біогазу.
Практична цінність роботи реалізована у створенні лабораторної установки для дослідження гідродинаміки руху газорідинної дисперсії в каналах біореакторів з іммобілізованою на полімерних носіях мікрофлорою. Розроблений комплект конструкторської документації для виготовлення пілотної установки для дослідження метаногенезу.

Субстрати, як джерело біогазу за походженням відносяться до стічних вод (комунальні та промислові з високою концентрацією БСК) та відходи сільського господарства (тверді та рідкі). Визначена роль двох груп субстратів, що застосовують у напрацюванні біогазу (тверді відходи і стічні води).

Визначено, оскільки метаноутворюючі бактерії мають низьку швидкість росту, важливо технологічними методами забезпечити їх високу концентрацію в біореакторі. Один з таких методів — іммобілізація клітин на поверхні носіїв.

Розроблені технологічні рекомендації стосовно способів метаногенезу, в основу яких покладений принцип двохстадійності процесу де на першій стадії здійснюються процеси кислої фази анаеробного ферментації – протеоліз і ацитогенез при використання стійких до механічного перемішування мікроорганізмів. На другій стадії проходить метаногенез. В роботі визначена доцільність використання на другій фазі очистки біореакторів типу UASB, що дозволяє регулювати інтенсивність потоків рідкої фази через шар гранульованого метаногенного активного мулу. Встановлено, що метаногенний консорціум схильний до адгезії на різних поверхнях, тому в другій секції можна поміщати спеціальні засоби для іммобіліації – плівки щітки, гранули та ін. В якості матеріалу для інертного носія мікрофлори доцільне використання вторинних полімерних матеріалів.