ສາຍການຜະລິດຝຸ່ນລະລາຍນ້ຳ

ການ​ນໍາ​ສະ​ເຫນີ​ຂະ​ບວນ​ການ​ຫມັກ​:
ການຫມັກອາຍແກັສຊີວະພາບ, ເຊິ່ງເອີ້ນກັນວ່າ ການຍ່ອຍສະຫຼາຍແບບ anaerobic ແລະການຫມັກ anaerobic, ຫມາຍເຖິງສິ່ງຂອງອິນຊີ (ເຊັ່ນ: ມະນຸດ, ສັດລ້ຽງແລະຝຸ່ນສັດປີກ, ເຟືອງ, ຫຍ້າ, ແລະອື່ນໆ) ພາຍໃຕ້ຄວາມຊຸ່ມ, ອຸນຫະພູມແລະເງື່ອນໄຂ anaerobic ບາງຢ່າງ, ໂດຍຜ່ານການ catabolism ຂອງຈຸລິນຊີຕ່າງໆ, ແລະ. ສຸດທ້າຍຂະບວນການສ້າງເປັນທາດປະສົມທີ່ຕິດໄວຂອງທາດອາຍແກັສເຊັ່ນ: methane ແລະ carbon dioxide.ລະບົບການຫມັກອາຍແກັສຊີວະພາບແມ່ນອີງໃສ່ຫຼັກການຂອງການຫມັກອາຍແກັສຊີວະພາບ, ມີເປົ້າຫມາຍຂອງການຜະລິດພະລັງງານ, ແລະສຸດທ້າຍໄດ້ຮັບຮູ້ເຖິງການນໍາໃຊ້ທີ່ສົມບູນແບບຂອງອາຍແກັສຊີວະພາບ, slurry ອາຍແກັສຊີວະພາບແລະການຕົກຄ້າງຂອງອາຍແກັສຊີວະພາບ.

ການຫມັກອາຍແກັສຊີວະພາບແມ່ນຂະບວນການຊີວະເຄມີທີ່ຊັບຊ້ອນທີ່ມີລັກສະນະດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
(1) ມີຫຼາຍຊະນິດຂອງຈຸລິນຊີທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບປະຕິກິລິຢາຫມັກ, ແລະບໍ່ມີແບບຢ່າງສໍາລັບການນໍາໃຊ້ສາຍພັນດຽວເພື່ອຜະລິດອາຍແກັສຊີວະພາບ, ແລະ inoculum ແມ່ນຈໍາເປັນສໍາລັບການຫມັກໃນລະຫວ່າງການຜະລິດແລະການທົດສອບ.
(2) ວັດຖຸດິບທີ່ໃຊ້ໃນການຫມັກມີຄວາມຊັບຊ້ອນ ແລະ ມາຈາກຫຼາຍແຫຼ່ງຕ່າງໆ.ທາດປະສົມ ຫຼືສານອິນຊີຊະນິດດຽວສາມາດນຳໃຊ້ເປັນວັດຖຸດິບໃນການໝັກໄດ້, ແລະຜະລິດຕະພັນສຸດທ້າຍແມ່ນອາຍແກັສຊີວະພາບ.ນອກຈາກນັ້ນ, ການຫມັກອາຍແກັສຊີວະພາບສາມາດບຳບັດນ້ຳເສຍຊີວະພາບທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງມວນສານ COD ເກີນ 50,000 ມກ/ລິດ ແລະ ສິ່ງເສດເຫຼືອອິນຊີທີ່ມີເນື້ອໃນແຂງສູງ.
ການບໍລິໂພກພະລັງງານຂອງຈຸລິນຊີຊີວະພາບແມ່ນຕໍ່າ.ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂດຽວກັນ, ພະລັງງານທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບການຍ່ອຍສະຫຼາຍ anaerobic ພຽງແຕ່ກວມເອົາ 1/30 ~ 1/20 ຂອງການຍ່ອຍສະຫຼາຍ aerobic.
ມີຫຼາຍປະເພດຂອງອຸປະກອນການຫມັກອາຍແກັສຊີວະພາບ, ເຊິ່ງມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນໃນໂຄງສ້າງແລະວັດສະດຸ, ແຕ່ອຸປະກອນທຸກປະເພດສາມາດຜະລິດອາຍແກັສຊີວະພາບໄດ້ຕາບໃດທີ່ການອອກແບບແມ່ນສົມເຫດສົມຜົນ.
ການໝັກທາດອາຍແກັສຊີວະພາບໝາຍເຖິງຂະບວນການທີ່ສິ່ງເສດເຫຼືອແຂງຕ່າງໆຖືກໝັກດ້ວຍຈຸລິນຊີຊີວະພາບເພື່ອຜະລິດອາຍແກັສຊີວະພາບ.ໂດຍທົ່ວໄປມັນສາມາດແບ່ງອອກເປັນສາມຂັ້ນຕອນ:
ຂັ້ນຕອນຂອງ liquefaction
ເນື່ອງຈາກສານອິນຊີແຂງຕ່າງໆປົກກະຕິແລ້ວບໍ່ສາມາດເຂົ້າໄປໃນຈຸລິນຊີແລະຖືກນໍາໄປໃຊ້ໂດຍຈຸລິນຊີ, ສານອິນຊີແຂງຕ້ອງຖືກ hydrolyzed ເຂົ້າໄປໃນ monosaccharides ທີ່ລະລາຍ, ອາຊິດ amino, glycerol, ແລະກົດໄຂມັນທີ່ມີນ້ໍາຫນັກໂມເລກຸນຂະຫນາດນ້ອຍ.ສານລະລາຍເຫຼົ່ານີ້ທີ່ມີນ້ໍາຫນັກໂມເລກຸນຂ້ອນຂ້າງນ້ອຍສາມາດເຂົ້າໄປໃນຈຸລັງຈຸລິນຊີແລະຖືກທໍາລາຍແລະນໍາໃຊ້ຕື່ມອີກ.
ຂັ້ນຕອນຂອງການເປັນອາຊິດ
ສານລະລາຍຕ່າງໆ (monosaccharides, ອາຊິດ amino, ອາຊິດໄຂມັນ) ສືບຕໍ່ການເສື່ອມສະພາບແລະປ່ຽນເປັນສານໂມເລກຸນຕ່ໍາພາຍໃຕ້ການປະຕິບັດຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ cellulosic, ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທາດໂປຼຕີນ, lipobacteria, ແລະ pectin ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ intracellular enzymes, ເຊັ່ນ: ອາຊິດ butyric, ອາຊິດ propionic, ອາຊິດ acetic, ແລະເຫຼົ້າ, ketones, aldehydes ແລະສານອິນຊີງ່າຍດາຍອື່ນໆ;ໃນເວລາດຽວກັນ, ສານອະນົງຄະທາດບາງຊະນິດເຊັ່ນ: ໄຮໂດເຈນ, ຄາບອນໄດອອກໄຊແລະແອມໂມເນຍຖືກປ່ອຍອອກມາ.ແຕ່ໃນຂັ້ນຕອນນີ້, ຜະລິດຕະພັນຕົ້ນຕໍແມ່ນອາຊິດອາຊິດ, ກວມເອົາຫຼາຍກ່ວາ 70%, ສະນັ້ນມັນຖືກເອີ້ນວ່າຂັ້ນຕອນການສ້າງອາຊິດ.ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ເຂົ້າຮ່ວມໃນໄລຍະນີ້ເອີ້ນວ່າ acidogens.
ຂັ້ນຕອນ Methanogenic
ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ methanogenic ທໍາລາຍທາດອິນຊີທີ່ງ່າຍດາຍເຊັ່ນອາຊິດ acetic ຍ່ອຍສະຫຼາຍໃນຂັ້ນຕອນທີສອງເຂົ້າໄປໃນ methane ແລະ carbon dioxide, ແລະ carbon dioxide ຖືກຫຼຸດລົງເປັນ methane ພາຍໃຕ້ການປະຕິບັດຂອງ hydrogen.ຂັ້ນຕອນນີ້ເອີ້ນວ່າຂັ້ນຕອນການຜະລິດອາຍແກັສ, ຫຼືຂັ້ນຕອນຂອງການ methanogenic.
ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ Methanogenic ຕ້ອງການອາໄສຢູ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີທ່າແຮງການຫຼຸດຜ່ອນການຜຸພັງຕໍ່າກວ່າ -330mV, ແລະການຫມັກອາຍແກັສຊີວະພາບຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີສະພາບແວດລ້ອມ anaerobic ທີ່ເຄັ່ງຄັດ.
ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວເຊື່ອກັນວ່າຈາກການຍ່ອຍສະຫຼາຍຂອງສານອິນຊີທີ່ຊັບຊ້ອນໄປຈົນເຖິງການຜະລິດອາຍແກັສຊີວະພາບສຸດທ້າຍ, ມີ 5 ກຸ່ມທາງກາຍະພາບຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຕົ້ນຕໍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ, ເຊິ່ງແມ່ນເຊື້ອແບັກທີເຣັຍໝັກ, ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ຜະລິດ hydrogen acetogenic, ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ acetogenic ທີ່ໃຊ້ hydrogen, ກິນ hydrogen. methanogens ແລະເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ຜະລິດອາຊິດອາຊິດ.ເມທາໂນເຈນ.ຫ້າກຸ່ມຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍປະກອບເປັນລະບົບຕ່ອງໂສ້ອາຫານ.ອີງຕາມຄວາມແຕກຕ່າງຂອງ metabolites ຂອງມັນ, ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍສາມກຸ່ມທໍາອິດສໍາເລັດຂະບວນການຂອງ hydrolysis ແລະ acidification ຮ່ວມກັນ, ແລະເຊື້ອແບັກທີເຣັຍສອງກຸ່ມສຸດທ້າຍສໍາເລັດຂະບວນການຜະລິດ methane.
ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຫມັກ
ມີທາດອິນຊີຫຼາຍຊະນິດທີ່ສາມາດນຳມາໝັກຊີວະພາບໄດ້, ເຊັ່ນ: ຝຸ່ນສັດ, ເຟືອງພືດ, ອາຫານ ແລະ ສິ່ງເສດເຫຼືອປຸງແຕ່ງເຫຼົ້າ ແລະ ອື່ນໆ, ແລະ ອົງປະກອບທາງເຄມີຫຼັກຂອງມັນລວມມີ ໂພລີຊາກໄຄຣີດ (ເຊັ່ນ: cellulose, hemicellulose, starch, pectin, ແລະອື່ນໆ), ຊັ້ນ lipid ແລະທາດໂປຼຕີນ.ສ່ວນໃຫຍ່ຂອງສານອິນຊີທີ່ຊັບຊ້ອນເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນບໍ່ລະລາຍໃນນ້ໍາແລະທໍາອິດຕ້ອງໄດ້ຮັບການ decomposed ເຂົ້າໄປໃນ້ໍາຕານທີ່ລະລາຍ, ອາຊິດ amino ແລະອາຊິດໄຂມັນໂດຍ enzymes extracellular secreted ໂດຍເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຫມັກກ່ອນທີ່ຈະສາມາດດູດຊຶມແລະນໍາໃຊ້ໂດຍຈຸລິນຊີ.ຫຼັງຈາກເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຫມັກໄດ້ດູດຊຶມສານລະລາຍທີ່ກ່າວມາຂ້າງເທິງເຂົ້າໄປໃນຈຸລັງ, ພວກມັນຖືກປ່ຽນເປັນອາຊິດອາຊິດ, ອາຊິດ propionic, ອາຊິດ butyric ແລະເຫຼົ້າຜ່ານການຫມັກ, ແລະຈໍານວນທີ່ແນ່ນອນຂອງ hydrogen ແລະຄາບອນໄດອອກໄຊແມ່ນຜະລິດໃນເວລາດຽວກັນ.ຈໍານວນທັງຫມົດຂອງອາຊິດ acetic, ອາຊິດ propionic ແລະອາຊິດ butyric ໃນ broth ຫມັກໃນລະຫວ່າງການຫມັກອາຍແກັສຊີວະພາບເອີ້ນວ່າອາຊິດລະເຫີຍ (TVA).ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຂອງການຫມັກປົກກະຕິ, ອາຊິດ acetic ແມ່ນອາຊິດຕົ້ນຕໍໃນອາຊິດ exerted ທັງຫມົດ.ເມື່ອສານໂປຣຕີນຖືກ decomposed, ນອກເຫນືອໄປຈາກຜະລິດຕະພັນ, ຍັງຈະມີ ammonia hydrogen sulfide.ມີຫຼາຍຊະນິດຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຫມັກທີ່ມີສ່ວນຮ່ວມໃນຂະບວນການຫມັກ hydrolytic, ແລະມີຫຼາຍຮ້ອຍຊະນິດທີ່ຮູ້ຈັກ, ລວມທັງ Clostridium, Bacteroides, ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍອາຊິດ Butyric, ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍອາຊິດ Lactic, Bifidobacteria ແລະເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ Spiral.ສ່ວນໃຫຍ່ຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນ anaerobes, ແຕ່ຍັງ anaerobes facultative.[1]
ເມທາໂນເຈນ
ໃນລະຫວ່າງການຫມັກອາຍແກັສຊີວະພາບ, ການສ້າງ methane ແມ່ນເກີດຈາກກຸ່ມຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ມີຄວາມຊ່ຽວຊານສູງທີ່ເອີ້ນວ່າ methanogens.Methanogens ປະກອບມີ hydromethanotrophs ແລະ acetomethanotrophs, ເຊິ່ງເປັນສະມາຊິກກຸ່ມສຸດທ້າຍໃນລະບົບຕ່ອງໂສ້ອາຫານໃນລະຫວ່າງການຍ່ອຍອາຫານ anaerobic.ເຖິງແມ່ນວ່າພວກເຂົາມີຄວາມຫລາກຫລາຍຂອງຮູບແບບ, ສະຖານະພາບຂອງພວກເຂົາໃນລະບົບຕ່ອງໂສ້ອາຫານເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາມີລັກສະນະທາງກາຍະພາບທົ່ວໄປ.ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂ anaerobic, ພວກເຂົາປ່ຽນຜະລິດຕະພັນສຸດທ້າຍຂອງສາມກຸ່ມທໍາອິດຂອງ metabolism ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍເຂົ້າໄປໃນຜະລິດຕະພັນອາຍແກັສ methane ແລະຄາບອນໄດອອກໄຊໃນກໍລະນີທີ່ບໍ່ມີຕົວຮັບ hydrogen ພາຍນອກ, ດັ່ງນັ້ນການຍ່ອຍສະຫຼາຍຂອງສານອິນຊີພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂ anaerobic ສາມາດສໍາເລັດສົບຜົນສໍາເລັດ.

ການຄັດເລືອກຂະບວນການແກ້ໄຂທາດອາຫານຂອງພືດ:
ການຜະລິດສານອາຫານຂອງພືດມີຈຸດປະສົງທີ່ຈະນໍາໃຊ້ອົງປະກອບທີ່ເປັນປະໂຫຍດໃນ slurry ອາຍແກັສຊີວະພາບແລະເພີ່ມອົງປະກອບແຮ່ທາດພຽງພໍເພື່ອເຮັດໃຫ້ຜະລິດຕະພັນສໍາເລັດຮູບມີລັກສະນະທີ່ດີກວ່າ.
ໃນຖານະເປັນສານອິນຊີ macromolecular ທໍາມະຊາດ, ອາຊິດ humic ມີກິດຈະກໍາທາງກາຍະພາບທີ່ດີແລະຫນ້າທີ່ຂອງການດູດຊຶມ, ສະລັບສັບຊ້ອນແລະການແລກປ່ຽນ.
ການນໍາໃຊ້ອາຊິດ humic ແລະ slurry ອາຍແກັສຊີວະພາບສໍາລັບການປິ່ນປົວ chelation ສາມາດເພີ່ມຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງ slurry ອາຍແກັສຊີວະພາບ, ການເພີ່ມ chelation ອົງປະກອບ trace ສາມາດເຮັດໃຫ້ພືດສາມາດດູດຊຶມອົງປະກອບຕາມຮອຍໄດ້ດີຂຶ້ນ.

ການແນະນໍາຂະບວນການ chelation ອາຊິດ humic:
Chelation ຫມາຍເຖິງປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີທີ່ ions ໂລຫະເຊື່ອມຕໍ່ກັບສອງຫຼືຫຼາຍປະລໍາມະນູປະສານງານ (ບໍ່ແມ່ນໂລຫະ) ໃນໂມເລກຸນດຽວກັນໂດຍພັນທະບັດປະສານງານເພື່ອສ້າງໂຄງສ້າງ heterocyclic (ວົງແຫວນ chelate) ປະກອບດ້ວຍ ion ໂລຫະ.ປະ​ເພດ​ຂອງ​ຜົນ​ກະ​ທົບ​.ມັນຄ້າຍຄືກັນກັບຜົນກະທົບ chelation ຂອງຮອຍທພບປູ, ເພາະສະນັ້ນຊື່.ການສ້າງວົງແຫວນ chelate ເຮັດໃຫ້ chelate ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຫຼາຍກ່ວາສະລັບສັບຊ້ອນທີ່ບໍ່ແມ່ນ chelate ທີ່ມີອົງປະກອບແລະໂຄງສ້າງທີ່ຄ້າຍຄືກັນ.ຜົນກະທົບຂອງການເພີ່ມຄວາມຫມັ້ນຄົງທີ່ເກີດຈາກ chelation ເອີ້ນວ່າຜົນກະທົບ chelation.
ປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີທີ່ກຸ່ມທີ່ເປັນປະໂຫຍດຂອງຫນຶ່ງໂມເລກຸນຫຼືສອງໂມເລກຸນແລະ ion ໂລຫະປະກອບເປັນໂຄງສ້າງວົງໂດຍຜ່ານການປະສານງານເອີ້ນວ່າ chelation, ຊຶ່ງເອີ້ນກັນວ່າ chelation ຫຼື cyclization.ໃນບັນດາທາດເຫຼັກອະນົງຄະທາດທີ່ຖືກດູດຊຶມໂດຍຮ່າງກາຍຂອງມະນຸດ, ມີພຽງແຕ່ 2-10% ເທົ່ານັ້ນທີ່ຖືກດູດຊຶມ.ເມື່ອແຮ່ທາດຖືກປ່ຽນເປັນຮູບແບບຍ່ອຍໄດ້, ອາຊິດ amino ມັກຈະຖືກເພີ່ມເພື່ອເຮັດໃຫ້ມັນເປັນສານປະສົມ "chelate".ຫນ້າທໍາອິດຂອງການທັງຫມົດ, Chelation ຫມາຍຄວາມວ່າການປຸງແຕ່ງສານແຮ່ທາດເຂົ້າໄປໃນຮູບແບບການຍ່ອຍອາຫານ.ຜະລິດຕະພັນແຮ່ທາດທໍາມະດາ, ເຊັ່ນ: ອາຫານກະດູກ, dolomite, ແລະອື່ນໆ, ເກືອບບໍ່ເຄີຍຖືກ "chelated".ດັ່ງນັ້ນ, ໃນຂະບວນການຍ່ອຍອາຫານ, ມັນຕ້ອງໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວ "chelation".ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຂະບວນການທໍາມະຊາດຂອງການສ້າງແຮ່ທາດເຂົ້າໄປໃນສານປະກອບ "chelate" (chelate) ຢູ່ໃນຮ່າງກາຍຂອງຄົນສ່ວນໃຫຍ່ບໍ່ໄດ້ເຮັດວຽກຢ່າງລຽບງ່າຍ.ດັ່ງນັ້ນ, ການເສີມແຮ່ທາດແມ່ນເກືອບບໍ່ມີປະໂຫຍດ.ຈາກ​ນີ້​ເຮົາ​ຮູ້​ວ່າ​ສານ​ທີ່​ຮ່າງກາຍ​ມະນຸດ​ກິນ​ເຂົ້າ​ໄປ​ບໍ່​ສາມາດ​ສົ່ງ​ຜົນ​ກະທົບ​ໄດ້​ຢ່າງ​ເຕັມທີ.ຮ່າງກາຍຂອງມະນຸດສ່ວນໃຫຍ່ບໍ່ສາມາດຍ່ອຍອາຫານ ແລະດູດຊຶມອາຫານໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.ໃນບັນດາທາດເຫຼັກອະນົງຄະທາດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ, ມີພຽງແຕ່ 2%-10% ເທົ່ານັ້ນທີ່ຖືກຍ່ອຍ, ແລະ 50% ຈະຖືກຂັບໄລ່ອອກ, ດັ່ງນັ້ນຮ່າງກາຍຂອງມະນຸດໄດ້ "chelated" ທາດເຫຼັກແລ້ວ.“ການຍ່ອຍອາຫານ ແລະ ການດູດຊຶມແຮ່ທາດທີ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວແມ່ນສູງກວ່າ 3-10 ເທົ່າຂອງແຮ່ທາດທີ່ບໍ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວ.ເຖິງແມ່ນວ່າທ່ານຈະໃຊ້ເງິນຫຼາຍຫນ້ອຍ, ມັນຄຸ້ມຄ່າ.
ປຸ໋ຍອົງປະກອບຂະໜາດກາງ ແລະ ຮ່ອງຮອຍທີ່ໃຊ້ກັນທົ່ວໄປໃນປັດຈຸບັນບໍ່ສາມາດຖືກດູດຊຶມ ແລະ ນຳໃຊ້ຈາກພືດຜົນໄດ້ເນື່ອງຈາກອົງປະກອບຕາມຮອຍອະນົງຄະທາດຖືກແກ້ໄຂໄດ້ງ່າຍໂດຍດິນໃນດິນ.ໂດຍ​ທົ່ວ​ໄປ​ແລ້ວ, ປະສິດທິພາບ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ຂອງ​ອົງ​ປະ​ກອບ​ການ​ຕິດ​ຕາມ chelate ໃນ​ດິນ​ແມ່ນ​ສູງ​ກ​່​ວາ​ອົງ​ປະ​ກອບ​ການ​ຕິດ​ຕາມ​ອະ​ນົງ​ຄະ​ທາດ.ລາຄາຂອງອົງປະກອບຕາມຮອຍຂອງ chelated ຍັງສູງກວ່າຂອງຝຸ່ນອົງປະກອບຕາມຮອຍອະນົງຄະທາດ.