Способ получения биогаза

 

Использование: биотехнология и биоэнергетика - получение биогаза путем метанового сбраживания органических субстратов. Сущность изобретения: способ предусматривает метановое брожение органического субстрата в присутствии стимуляторов метаногенеза. в качестве которых используют соединения ацетата никеля (II) с этилендиамином или соединение никеля (II) с глицином, добавляемых в субстрат в количестве 0,05-1,5 мг/л в пересчете на содержание никеля в комплексном соединении. 1 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5009150/13 (22) 12.11,91 (46) 30.08.93. Бюл, hh 32 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов (72) Г.П. Лукина, С.К. Абилев, И,Е. Ежова, M.À. Великая, А.E. Епифанов, Е.С. Панцхава, В.Я, Быховский и Ю.И. Шишков (73) Всесоюзный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов (56) Авторское свидетельство СССР

N 992569, кл. С 12 Р 5/02, 1982.

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к технической биоэнергетике и касается получения биогаэа путем метанового сбраживания органических веществ, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, имеющих органические отходы растительного и животного происхождения; сельского хозяйства (животноводство — крупный рогатый скот, свиньи, птицеводство, растениеводство — солома злаковых и крупяных культур, гуза-пая); микробиологической промышленности и пищевой промышленности (спиртовая, сахарная, крахмалопаточная, мясомолочная, консервная, сыродельческая): легкой промышленности (текстильная, кожевенная, переработка шерсти), сточные воды городов.

Биогаз является продуктом бескислородной биологической конверсии органических веществ, происходящей в процессе метанового брожения (сбраживания).

„„Я2„, 1838415 А3 (я)ю С 12 P 5/02. С 02 F 11/04 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕХИЯ БИОГАЗА (57) Использование: биотехнология и биоэнергетика — получение биогаза путем метанового сбра>кивания органических субстратов. Сущность изобретения; способ предусматривает метановое брожение органического субстрата в присутствии стимуляторов метаногенеза, в качестве которых используют соединения ацетата никеля (II) с этилендиамином или соединение никеля (II) с глиципом, добавляемых в субсграт в количестве 0,05-1,5 мг/л в пересчеге на содер>канне никеля в комплекснол1 соединении. 1 з.п. ф-лы. с

Процесс метанового брожения широко используется для стабилизации органических отходов, а также представляется как источник энергии.

Биогазная промышленность рассматривается как одно из направлений технической биоэнергетики — получение топлива методами солнечной энергии и биомассы.

Биогаз находит широкое применение в качестве горючего топлива вместо природного газа из-за высокого (до 85%) содержания в нем метана. Теплотворная способность 1 м биогаза составляет 5133 ккал (природного газа — 8000 ккал/мэ) или 1м биогаза эквиваэ лентен 0,7 — 0,8 кг условного топлива. При сбраживании 1 т органического вещества образуется до 350 — 600 м биогаза, э

Метановое брожение, используемое для получения биогаза, осуществляется сложным природным биоценозом (или консорциумом) анаэробных бактерий, в котором непосредственно метанообразующие бактерии (метаногены) проводят заключи1838415 тельную стадию брожения — синтез метана.

Именно скорости развития метагенов и определяют скорости всего процесса.

Анаэробному термофильному и мезофильному брожениям подвергаются растительные отходи тропикоо, свежие и силосованные растительные материалы, остатки урожаев, осадки сточных оод, навоза рогатого скота и свиней, а также сточные воды производств органических раствори- "0 телей и спирта, масложировой промышленности, Процесс может проходить при температурах от 20 до 52 С, выход биогаза достигает от 110 до 600 л/кг органических веществ, процесс брожения длится от 10-15 дней до

22-30 суток, Остатки после переработки отходов используются для удобрения почвы, В частности при переработке осадка сточных вод, навоза рогатого скота и свиней при температуре 30 С о течение 10 сут, выход биогаза достигал 1 л на 1 л/сут осадков. При этом ежесуточная загрузка возможна лишь при подаче 1,8-5,8 кг/м в 1 сут.

В услооиях периодической ферментации силосован них пшеницы, смеси трав, ли. стьев сахарной свеклы и других отходов выход биогаэа составляет 270-315 л/кг сухих веществ, процесс брожения длится 22

А«

В случае использования в качестве субстрата для получения биогаэа сырной сыворотки приэводство биогаза составило 1,1 л на 1 г твердых вещесто, Процесс осуществлялся анаэробно,при температуре 36 С о течение 20 — 30 дн.

Известен способ обработки промышленных и сельскохозяйственных отходов, по которому отходы подвергают анаэробному 40 сбраживанию в метантенке. Образующийся гаэ полностью обеспечивает процесс теплоэнергией.

Анаэробнае сбраживание проводили в течение 16 сут при 38 50С. При обработке 45

300 кг жидкого свиного навоза получают 120 м биогаэа или 0,4 м /кг, Для увеличения выхода биогаэа при анаэробной ферментации побочных продуктов и отходов при обработке сельскохо- 50 эяйственного сырья используют двухступенчатую технологию. позволяющую автономно оптимизировать процес как на стадии гидролиза (кислотогенная фаза), так и образования метана (метаногенная 55 фаза), В результате из 1 кг органических веществ удалось получить 350 л метана.

Известно о конверсии в биогаз куриного помета с концентрацией сухих веществ

10,15,20 и 25% при температурах ЗЗ и 53 С.

Показано, что при термофильном режиме метанового брожения процесс ускоряется почти в 2 раза по сравнению с мезофильным. Наиболее вязкие субстраты рекомендуется, сбраживать при термофильном режиме; .

Интенсивно ведутся технологические исследования, направленные на освоение и совершенствование метода аназробной очистки концентрированных сточных оод.

Основное внимание уделяется созданию биореакторов второго поколения, где возможна обработка различных концентрированных стоков эа достаточно короткое время, Как следует из сказанного выше, при значительном разнообразии органических субстратов, применяемыхдля получения биогаза, общим недостатком способов являются значительная длительность процессов сбраживания (от 10 до 30 сут) и сравнительно невысокий выход биогаза (110-600 л/т органических веществ), Известен выбранный о качестве прототипа способ получения метана путем термофильного метанового брожения ацетонобутиловой барды, состоящий в не-. прерывном процессе сбраживания ацетонобутиловой барды,. содержащей 1,93% сухих веществ, и обогащенной метиловым спиртом о количестве 1,0 об/об% v хлористым кобальтом (10 г на 1 м барды). Процесс получения метана ведут при температуре

54 — 56 С, Для повышения выхода метана в процессе брожения через барду пропускают газообразные отходы ацетонобутилового производства в количестве 25 — 30 м газов э на 1 м барды в 1 сут, За счет этого производительность метантенка (объемом 1000 м ) достигает 5000 м газа/сут (по сравнению с

3000 м газа/сут, получаемы«ли без пропуз скания газообразных отходов). На каждый сбраживаемый м барды образуется 12,5 м метана.

Этот способ и«леет следующие недостатки: в качестве стимуляторов метаногенеэа .испог;ьзуются дорогостоящие реагенты, — метиловый спирт и хлористый кобальт; ограниченная область применения способа, т.к. только на ацетонобутиловом заводе имеются газообразные отходы; для пропускания через барду газообразных отходов требуется специальное устройство и значительные капитальные затраты; низкий выход биогаза с единицы сбраживаемой барды (12,5 и /м ).

Сущность изобретения состоит в том, что к органическим отходам (например, ацеToHo6утиловая барда, спиртовая барда, навоз животного происхождения и др,), 1838415 подвергающимся анаэрабному метановому сбраживанию ассоциацией термофильных или мезофильных бактерий вводят стимуляторы метаногенеза — комплексное соединение ацетата никеля {II) с этилендиамином и 5 комплексное соединение ацетата никеля (II) с глицином в концентрации 0,05 — 1,5 гlм (в з пересчете на никель).

Введение стимуляторов метаногенеза, ускоряет технологический процесс и выход 10 биагаза увеличивается на 20-32 па сравнению с прототипом (до 15 — 16,5 л с 1 л сбраживаемой барды па сравнению с 12.5

n/ë у прототипа).

При этом не требуется дорогостоящих 15 реагентов, таких как как метиловый спирт, xflQpNcTblH кобальт и газообразные отходы ацетонобутилового производства.

Предлагаемый способ получения биогаза осуществляется следу ощим образом. 20

Органическое сырье, используемое для получения биогаза методом термофильиого или мезофильного метановога брожения, например ацетонобутилову а барду (содержащу о 2,0-2,5 сухих веществ или 1,6 — 25

2,0 органических веществ), спиртовую барду (содержащую 8 — 10 сухих веществ или 6,0-7,0/ органических веществ) или навоз коровий (содержащий 7 — 10;, сухих веществ), помещают в специальный сосуд 30

{ферментатор),.туда же вносят посевной ма.териал — ассоциацию (консорциум) анаэробных мета нообразующих бактерий (ассациации (консорциумы) термофильных и мезофильных бактерий хранятся и под- 35 держиваются в активном состоянии во

ВНИИгенетика), вводят комплексное соединение ацетата никеля (II) с этилендиамином или комплексное соединение ацетата никеля (ii) с глицином в концентрации от 40

0,05 до 1,5 г/м (llo никел о), перемешивают и проводят процесс брожения в течение

10 — 20 сут (время созревания культуры) при температурах 55 — 57 или 34 — 36 С.

3атем процесс осуществляют непре- 45 рывным способом с ежесуточной заменой

10 — 35 сброженной среды на свежий субстрат и добавлением комплексных соединений никеля (II). Комплексные соединения никеля (II) готовят отдельно и подают непре- 50 рывно 0 сбраживаемый поток. Образующиеся газы брожения (биогаз) передают в газгольдеры и затем передают потребителю.

Оставшаяся после сбраживания био- 55 масса (ил) используется как удобрение.

Процесс брожения прост в обслуживанйи, не требует соблюдения условий стерильйости и смены или подсева культуры бактерий.

Пример (к о н т р о л ь) 1. Сбраживаемым сырьем является ацетонобутиловая барда — отход производства органических растворителей следующего состава. (;

Сухие вещества 2,5

В том числе органические 2,0

Азот общий 0,81

Ацетонобутиловую барду в количестве

0,63 л помещают в стеклянную емкость объемом 1 л, туда же вносят посевной материал — консорциум термофильных анаэробных метаноабразующих бактерий в количестве

0,27 л (или 30 от объема бродящей среды), перемешивают и процесс брожения ведут при 56 С в течение 10 сут.

Процесс брожения контролируют ежесуточно по основным параметрам характерным для метанового брожения: изменение величины рН, содержание сухих веществ, количество выделившихся газов брожения (биогаза). По истечении 10 сут рН среды достигает значения 7,6 — 8,0, сухие вещества снижаются с 2,5 да 1,2 о .

Количество биогаза всего.за период выделилось 7560 мл i:ëè 12 л с 1 л барды.

После атого процесс брожения ведут в непрерывном режиме. ежесуточно заменяя

20 сбраженной среды на свежий субстрат.

Выход биогаза при этом составляет 2400 мл в сутки или 12 л с 1 л барды.

Пример I. Для получения биогаза используют ацетонобутилову о барду, того

>ке состава и количества, как в примере-контроле 1, помеща от в стеклянную емкость объемом 1 л, вносят посевной материал—

-консорциум термофильных анаэробных бактерий, в количестве 0,27 л, вводят раствор комплексного соединения ацетага никеля (Il) с этилендиамином в количестве

0,084 мл (что соответствует 0.05 мг никеля на 1 л среды).

Комплексное соединение ацетата никеля (II) с этилендиамином готовят 0 виде 0.01

М раствора, содержащего 0,59 мг пикеля в

1 мл.

После добавления раствора комплексного соединения среду перемешивают и процесс ведут при 56 С в течение 4 сут.

Процесс контролируют так же,как в примере-контроле 1, По истечении 4 сут процесс ведут непрерывным способом с ежесуточной заменой 25 сброженной среды на свежую питательную среду с добавлением комплексного соединения ацетата никеля (fl) с этилендиамином в количестве 0,05 мг/л (по содержанию никеля). При этом показатели процесса должны быть следующие: рН

7,6 — 8,0 сухие вещества 0,9 — 1,0 .

Выход биогаза составил 3250 мл/сут или 13 л с 1 л сбраживаемого субстрата.

18 Г8415

Г1 р и м е р 2. Гlолучение биогаэа осуществляют так же, как в примере 1, но комплексное соединение ацетата никеля (11) с этилендиамином вносят в количестве 0,5 мг на 1 л (по содержанию никеля), т.е, 0,84 мл на 1 л среды исходного раствора комплексного соединения, приготовленного по примеру 1, Брожение ведут в течение 2,5 сут, по истечении которых процесс осуществляют непрерывным способом при 35 to-ном суточном обмене сброженной среды на свежую среду с добавлением комплексного соединения (0,84 мл на 1 л). При этом показатели процесса должны быть следующие; рН 7,68,0 сухие вещества 0,8 — 0,9 .

Выход биогаза составил 5250 мл/сут или 15 л с 1 л сбраживаемаго субстрата.

Пример 3. Получение биогаэа осуществляют так же, как в примере 1, но комплексное соединение ацетата никеля (II) с этилендиамином вносят в количестве 1,5 мг/л (по никелю), т.е, 2,54 мл исходного раствора комплексного соединения на 1 л среды, приготовленного по примеру 1.

Брожение ведут в течение 3,0 сут по истечении которых процесс осуществляют в непрерывном режиме при 31,0%-ном суточногл обмене сброженой среды на свежую среду с добавлением раствора комплексного соединения (2,54 мл на 1п среды).

При этом показатели процесса должны быть следующие: рН 7,6-8,0, сухие вещества 0,91 0%

Выход биогаза составил 4495 мл/сут или 14,5 л с 1 л сбраживаемого субстрата.

П р «е р 4. Получение биогаза осуществляют так же. как в примере 1, но с добавлением стимулятора метаногенеза комплексного соединения никеля (11) с глицином. К сбраживаемому субстрату вносят комплексное соединение в количестве 0,05 мг/л (по никелю), т.е. 0,084 мл исходного раствора комплексного соединения никеля (11) с глицином.

Комплексное соединение ацетата никеля (ll) с глицином готовят в виде 0,01 М раствора. Полученный исходный раствор содер:кит 0,59 мг никеля в 1 мл. После добавления раствора комплексного соединения (0,084 мл/л) среду перемешивают и процесс брожения ведут при 56 С в течение

3,5 сут, после чего процесс осуществляют непрерывным способом при 27,0 -ном су очнотл обмене сброженной среды на свежий субстрат с добавлением комплексного соединения в количестве 0,05 мг/л (по никелю), т.е, 0,084 мл исходного раствора комплексного соединения на 1 л среды.

Показатели процесса при этом следующие: рН 7,6-8,0, сухие вещества 0,9 — 1,1 .

55 снижаются с 7,5 до 3,0 — 3,5%. По истечении

15 сут процесс ведут в непрерывном режиме, ежесуточно заменяя 10 / сброжснной среды на свежий субстрат.

Выход биогаза при этом составляет

2200 мл/сут или 22 л с 1 л спиртовой барды.

Выход биогаза составил 3620, мл/сут или 13,4 л с 1 л сбраживаемого субстрата.

Пример 5. Получение биогаза осуществляют так же, как в примере 1, но к сбраживаемому субстрату вносят комплексное соединение никеля (II) с глицином в количестве 0,5 мг/л (по никелю), т.е, 0,84 мл на 1 и среды исходного раствора комплексного соединения, приготовленного, как в примере

4. Брожение идет в течение 2,5 сут, затем процесс ведут в непрерывном режиме с

35 -ным ежесуточным обменом сброженной среды на свежую среду с добавлением комплексного соединения (0,5 мг/л по никелю). Показатели процесса при этом следующие: рН 7,6-8,0, сухие вещества 0,7-0,9 .

Выход биогаэа составил 5775 лл/сут или 16,5 л с 1 л сбраживаемого субстрата.

Пример 6, Полученис биогаза осуществляют, как в примере 1. но к сбраживаемому субстрату добавляют комплсксное соединение никеля (11) с глицином в количестве 1,5 мг/л (по никелю), т.е. 2,54 мл на 1 л среды исходного раствора комплексного соединения, приготовленного, как в примере 4.

Брожение ведут в течение 3,5 сут, затем процесс осуществляют непрерывньпл способом с 28,0 /,-ным ежесуточным обменом сброженной соеды на свежий субстрат с добавлением комплексного соединения (1,5 мг/л по никелю), Показатели процесса брожения следующие: рН 7,6-8,0, сухие вещества 0,9-1,0 .

Выход биогаза составил 3920 лл/сут или 14,0 л с 1 л сбраживаемого субстрата.

Пример (контроль) 2. Сбраживаемым субстратом для получения биогаза является спиртовая барда-отход спиртового производства следующего состава, :

Сухие вещества ., 7,5

Азот общий - 0,22

Спиртовую барду в количестве 0,63 л поглещают в стеклянную емкость объемом 1 л, туда же вносят посевной материал — консорциум термофильных анаэробных бактерий в количестве 0,27 л (или 30 / от объема бродящей среды), перемешивают и процесс брожения ведут при 56 С в течение 15 сут, Процесс брожения контролируют ежесуточно по изменению рН, содержанию сухих веществ и количеству выделившегося биогаза. По истечении 10 сут рН среды достигает значения 7,5-8,1, сухие вещества

1838415

Пример 7, Получение биогаза осуществляется, как в примере-контроле 2. В качестве стимулятора используют комплексное соединение ацетата никеля (И) с этилендиамином в количестве 0,05 мг/л (по никелю), которое вводится в среды в виде раствора, как в примере 1. Брожение ведут в течение 9 сут, затем процесс осуществляют в непрерывном режиме с 11 /-ным ежесуточным обменом сброженной среды на свежий субстрат с добавлением комплексного соединения ацетата никеля (II) в количестве 0,05 мг/л (по никелю), т.е, 0,084 мл на . 1 л среды раствора комплексного соединения, приготовленного, как в примере 1. Показатели процесса следующие: рН 7,6 — 8,0, сухие вещества 2,7-3,0 /.

Выход биогаза составил 2530 мл/сут или 23,0 л с 1 л браживаемого субстрата.

Пример 8. Получение биагаза осуществляют, как в примере 7, при добавлении комплексного соединения ацетата никеля (II) с этилендиамином в количестве 0,5 мг/л (по никелю), т.е. 0,84 мл на 1 л среды раствора комплексного соединения, приготовленного, как в примере 1. Брожение ведут в течение 6,0 сут, затеял процесс осуществляют в непрерывном режиме с ежесуточной

16 /,-ной заменой сброженной среды на свежий субстрат с добавлением исходного раствора ко лплексного соединения в коли честве 0.84 мл на 1л среды. Показатели процесса брожения следующие: рН 7,6-8,0, сухие вещества 2,5-2,7, Выход биогаза составил 4000 мл/сут или 25,0 п с 1 л сбраживаемого субстрата, Пример 9. Получение биогаза осуществляют, как в примере 7, при добавлении комплексного соединения ацетата никеля . (И) с этилендиаминам в количестве 1,5 мг/л (по никелю), т.е. 2,54 мл на 1 л среды раствора комплексного соединения, приготовленного как в примере 1.

Брожение ведут в течение 7,5 сут, затем процесс осуществляют в непрерывном режиме с ежесуточной 13 -ной заменой сброженой среды на свежий субстрат с добавлением исходного раствора комплексного соединения в количестве 2 54 мл на 1 л среды.

При этом показатели процесса брожения следующие: рН 7.6-8,0. сухие вещества

2,7-2,9 .

Выход биогаза составил 3185 мл/сут или 24,5 л с1 л сбраживаемого субстрата.

Пример 10. Получение биогаза осуществляют, как в примере 7, но в качестве стимулятора летанагенеза используют комплексное соединение никеля (II) с глицином и добавляют его в количестве 0,05 мг/л (по

45 никелю), т.е, 0,084 мл HB 1 л среды исходного раствора комплексного соединения, приготовленного, как в примере 4, Брожение ведут в течение 10 сут, затем процесс проводят непрерывным способом с 10 ной ежесуточной заменой сбраженной среды на свежий субстрат с добавлением 0,05 мг/л комплексного соединения (по никелю), Показатели процесса такие же, как в примере 7, Выход биогаза составил 2250 мл/сут или 22,5 л с 1 л сбраживаемого субстрата, Пример 11. Получение биогаза осуществляют, KBK в примере 7, при добавлении комплексного соединения никеля (И) с глицином в количестве 0,5 мг/л (по никелю), т.е. 0,84 мл на 1 л среды исходного раствора комплексного соединения, приготовле ного. как в примере 4. Бр х " i е .--. ние 6,5 сут, заменяя ежесуточно 15% сброженной среды на свежий субстрат с добавлением 0,5 мг/л комплексного саеди нения (по никелю). При этом показатели процесса следующие: рХ 7,6 — 8,0, сухие вещества 2,5-2,7%.

Выход биогаза составил 3750 ил/су1 или 25 л c I л сбраживаемого субстрэ1».

f1 р и м е р 12, Получение биогаза осуществляют, как в при лере 7, при добав; ении камплекснога соединения нике гя ilt) c глицином в количестве 1,5 мг/л (I10 IèêåëlU), т.е. 2,54 мл на 1 л среды исходного раствора комплексного соединения, и ри готавленного, как в примере 4. Брожение ведут в течение 8,0 сут, затем процесс осуществляют в непрерывном режиме, заменяя ежесуточно

12 сброженной среды на свежий субстрат с добавлением 2.54 мл на 1 л среды исходного раствора комплексного соединения.

Показатели процесса следующие: рН 7,68,0, сухие вещества 2,7-2,9/,.

Выход биогаза составил 2880 мл/сут или 24,0 л с 1 л сбраживаемаго субстрата, Пример (контроль) 3. Для получения биогаза используют коровий навоз — отход животноводства, Коровий навоз, содержащий 25 сухих веществ. разбавляют водой до содержания сухих веществ 10 . Разбавленный коровий навоз в количестве 0,63 л помещают в стеклянную емкость объемом 1 л, туда же вносят посевной материал — консорциум термафильных анаэробных микроорганизмов (метановый биоценоз) в количестве 0,27 л (или 30 от объема бродящей среды). перемешивают и зятем процесс ведут при температуре 56 С в течение 20 сут (время созревания культуры). Процесс брожения контролируют ежесуточно па изменению рН. содержанию сухих веществ и количеству выделивщегося биогаза. К концу

1838415

20-х сут брожения рН среды достигает значения 7,5-8,0, сухие вещества снижаются с

10,0 до 4,0 — 4,6%, По истечении 20 сут процесс ведут непрерывно, ежесуточно заменяя 10% сброженной среды на свежий субст рат.

Выход биогаза составляет 2700 мл/сут или 27 и с 1 и сбраживаемого субстрата.

Пример 13. Получение биогаза осуществляют, как в примере -контроле 3, В качестве стимулятора метаногенеза используют комплексное соединение ацетата никеля (II) с зтилендиамином:и добавляют его к сбраживаемому субстрату в количестве

0,05 мг/л (по никелю), т.е. 0,084 мл на 1 л среды раствора комплексного. соединения, приготовленного как в примере 1.

Брожение ведут в течение 8,0 сут, затем процесс осуществляют в непрерывном режиме с 12,0%-ной заменой сброженной среды на свежий субстрат с добавлением комплексного соединения в количестве 0,05 мг/и (по никелю). Показатели процесса следующие: рН 7,6 — 8,1., сухие вещества 3,64,0%.

Выход биогаза составил 3300 мл или

27,5 л с 1 л сброженного субстрата.

Пример 14. Получение биогаза осуществляют, как B примере 13, но комплексное соединение ацетата никеля (II) с этилендиамином добавляют в количестве

0,5 мг/и (по никелю), т.е. 0,84 мл на 1 л среды раствора комплексного соединения, приготовленного, как в примере 1. Брожение ведут в течение 6,0 сут, затем процесс осуществляют .в непрерывном режиме с

16,0%-ной заменой сброженной среды на свежий субстрат с добавлением 0,84 мл/л исходного раствора комплексного соединения. Показатели процесса следующие: рН

7,6-8,2, сухие вещества 3,3-3,5%, Выход биогаза составил 4480 мл или

28,0 л 1 с л сброженного субстрата.

Пример 15. Получение биогаэа,осуществляют, как в примере 13, но комплексное соединение ацетата никеля {II) с зтилендиамином,добавляют в количестве

1,5 мг/л (по никелю), т,е. 2,54 мл на 1 л среды раствора комплексного соединения. приготовдленного, KBK в примере 1, Брожение ведут в течение 7.0 сут.. затем процесс осуществляют в непрерывном режиме с 14,0%ной заменой сброженной среды на свежий субстрат с добавлением комплексного соединения в количестве 1,5 мг/л (по никелю), При этом показатели процесса следующие: рН 7.6 — 8,2, сухие вещества 3,5-4,0%.

Выход биогаэа составил 3920 мл ипи

28,0 л с 1 л сброженного субстрата.

30

45

4 0 /

50 Выход биогаэа составил 3575 мл или

27,5 л с 1 л сброженного субстрата, 55

10

Пример 16. Получение биогаза осуществляют, как в примере 13, но в качестве стимулятора метаногенеза используют комплексное соединение никеля (II) с глицином и добавляют его в количестве 0,05 мг/л (по никелю), т .е. 0.084 мп на 1 л среды исходного раствора комплексного соединения, приготовленного как в примере 4. Брожение ведут в течение 8,0 сут, затем процесс проводят в непрерывном режиме с ежесуточной заменой 12,0% сброженной среды на свежий субстрат с добавлением комплексного соединения в количестве 0,05 мг/л (по никелю), При этом показатели процесса следующие: рН 7.6 — 8,1, сухие вещества 3,6-4,0%, Выход биогаза составил 3300 мл или

27,5 л с 1 л сброженного субстрата.

Пример 17. Получение биогаза осуществляют, как в примере 13, но комплекс«ов соедиинение нйкеля (II) с гпицином добавляют в количестве 0,5 мг/л (no никелю), т.е. 0,84 мл на 1 л среды исходного раствора комплексного гсоединения, приготовленного, как в примере 4. Брожение ведут в течение 6,5 сут, затем процесс осуществляют непрерывным способом с ежесуточной заменой 15% сброженной среды на свежий субстрат с добавлением комплексного соединения в количестве 0,5 мг/л (по никелю). Показатели процесса брожения следующие: рН 7,6 — 8,1, сухие вещества 3,3—

3,5%, Выход биогаэа составил 4350 мп ипи 28 п с 1 л сброженного субстрата, Пример 18. Получение биогаза осуществляют так же как в примере 13, но комплексное соединение никеля (I I) с гпицином добавляют в количестве 1,5 мг/л (по никелю), т.е, 2,54 мп на 1 л среды исходного раствора комплексного соединения, приготовленного, как в примере 4, Брожение ведут в течение 7,5 сут, затем процесс осуществляют непрерывным способом с ежесуточной заменой 13,0% сброженной среды на свежий субстрат с добавлением комплексного соединения в количестве 1,5 мг/и {по никелю), Показатели процесса следующие: рН 7,6-8,2, сухие вещества 3,5Результаты исследований по выходу биогаза с единицы сбраживаемых субстратов представлены в таблице, Предлагаемый способ не требует применения дорогостоящих стимуляторов — метилового спирта и хлористого кобальта и пропускания газообразных отходов, это исключает применение специальных устройств.

13

1838415 барды и коровьего навоза с 10 до 6,0- 6,5 cyr.

Это позволяет исключить строительство дополнительных бродильных емкостей для переработки отходов и сократить степень загрязнения окружающей среды.

Выход биогаза, л/л

Стимулятор метаногенеза — комплексное соединение ацетата никеля

Контроль

Сбраживэемый субстрат с зтилендиамином, мг/л (по с глицином, мг/и (по никелю) никелю

0,5

1,5

0,05

0,05

1,5

0,5

Ацетонобутиловая барда

Прототип

Спиртовая барда

Ко овий навоз

15,0

14,5

16,5

14,0

13,4

13,0

12,0

12,5

22,0

27,0

25,0

29,0

24,0

27,5

24,5

28,0

22,5

27,5

23.0

27,5

25,0

28,0

Составитель Г. Лукина

Техред M. Моргентал Корректор Л. Филь

Редактор

Заказ 2905 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН Г СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Добавление стимуляторов метаногенеза . а именно комплексного соединения ацетата никеля (II) с зтилендиамином и с глицином дает возможность увеличить выхад биогаза при сбраживании ацетонобу- 5 тиловой барды на 20-32% по сравнению с известным способом.

По сравнению с известным способом предлагаемый способ позволяет расширить круг сбраживаемых субстратов и использо- 10 вать для получения биогаза спиртовую барду и коровий навоз. которые невозможно сбраживать известным способом, Введение стимуляторов метаногенеза д4ет возможность ysenwveb выход биогаза 15 при сбраживании спиртовой барды на 13—

14% при сбраживании коровьего навоза на

5-7% (по сравнению с контролем).

Кроме того. добавление предлагаемых стимуляторов метаногенеза позволяет со- 20 кратить время брожения: для ацетонобутиловой барды с 5 сут до 2,5 сут; для спиртовой

Формула изобретения

1. Способ получения биогаза. включающий метэновое сбраживание органических субстратов в присутствии стимуляторов метаногенеза, отличающийся тем, что в качестве стимуляторов метаногенеза используют соединения никеля (ll) с лигандэми — комплексное соединение ацетата никеля (II) с з тилендиамином или комплексное соединение никеля (II) с глицином.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что комплексное соединение никеля (II) с лигандэми добавляют в реакционную среду субстрата в количестве 0,05-1,5 мг/л в пересчете на содержание никеля в комплексном соединении.