Существенно изменить скорость протока сырья через метанотенк. Цик-

личность процесса может быть сокращена до 5–15 часов при увеличении

скорости загрузки до 150–400 % от общего суточного объема. Интенси-

Фицировать процесс можно в результате использования термофильного

Сообщества и повышения температуры процесса, но это требует соответ-

Ствующих дополнительных энергозатрат. Повысить эффективность мета-

Нового сообщества в метанотенке можно при использовании так называе-

Мых анаэробных биофильтров, или метанотенков второго поколения. В

Анаэробном биофильтре микроорганизмы находятся в иммобилизованном

Состоянии. В качестве носителя можно использовать галечник, керамзит,

Стекловолокно и др. В таких конструкциях становится возможным сбра-

Живание материала при существенно меньшей величине текущей концен-

трации субстрата (0.5 % сухих веществ) с большими скоростями. Это по-

Зволяет повысить интенсивность деструкции отходов при уменьшении

Объемов реакторов.

Эффективно также пространственное разделение процесса в соответ-

Ствии с характерной для него, с точки зрения химизма процесса, двухфаз-

Ностью. Процесс реализуется в двух, соединенных последовательно реак-

Торах. В первом аппарате происходит процесс анаэробного разложения

Органики с образованием кислот, окислов углерода и водорода (кислотная

Стадия). Параметры процесса брожения в аппарате задаются на уровне,

Обеспечивающем требуемый выход кислот и рН культуры не выше 6.5.

Полученная бражка поступает во второй аппарат, в котором происходит

Процесс образования метана. В такой системе можно независимо варьиро-

Вать условия ферментации (скорость протока, рН, температуру) в каждом

Аппарате с учетом создания оптимальных условий для развития микроорга-

низмов деструкторов в первом и метаногенов – во втором. В целом, приме-

нение такой биосистемы позволяет интенсифицировать процесс в 2–3 раза.

Интенсифицировать процесс оказалось возможным также в результате

Применения более активных метаногенных микроорганизмов. Например,

исследователями японской фирмы «Мацусита электрик индастриал К°»

Получена массовая культура обнаруженной ими бактерии Methano151

Bacterium kadomensis St.23, которая завершает процесс сбраживания и ме-

таногенеза не за 15–20, а за 8 суток.

Теоретически метанообразующие бактерии в процессах синтеза метана

до 90–95 % используемого углерода превращают в метан и только около

Включают в образование биомассы. Благодаря такой высокой

степени конверсии углерода в метан у метаногенов, до 80–90 % исходной

Органической массы, перерабатываемой в процессах сбраживания и мета-

Ногенеза, превращается в биогаз. Энергетика процесса существенным об-

Разом зависит от типа сбраживаемой органики. Если субстратом является

Легко утилизируемая глюкоза, теоретический выход по энергии составля-

ет свыше 90 %, а весовой выход газа – только 27 %. Практические энерге-

Тические выходы в зависимости от типа и сложности органического сырья

составляют от 20 до 50 %, соответственно, выход газа – от 80 до 50 %.

Состав газа существенно меняется в зависимости от состава и природы

Исходного сырья, скорости и условий протекания процесса в биореакторе.

Теоретически соотношение углекислоты и метана в биогазе должно быть

Примерно равным. Однако далеко не вся выделяемая в процессах броже-

Ния углекислота содержится в газовой фазе, часть растворяется в жидкой

Фазе с образованием бикарбонатов. Концентрация бикарбоната, в свою

Очередь, как и объема образуемой углекислоты в целом, сильно зависит от

Содержания более или менее окисленных веществ в перерабатываемом сы-

рье: более окисленные субстраты обеспечивают большее образование кис-

Лых продуктов и, следовательно, больший выход СО2 в биогазе; более вос-

становленные – Н2 и, следовательно, больший выход СН4. Реально дости-