Ўзбекистон республикаси қишлоқ ва сув хўжалиги вазирлиги тошкент ирригация ва мелиорация

1.3.
 
Органик чиқиндиларга анаэроб ишлов беришда 
биореакторларда оптимал жараѐн омиллари 
Органик чиқиндиларга анаэроб ишлов беришда иштирок этаѐт-
ган метан газини ва ажралиб чиқувчи биогазнинг тахминан учдан бир 
ҳажм атрофидаги СО
2
газини ҳосил қилувчи бактериялар мураккаб 
жараѐнда ривожланувчи бактерияларнинг иш фаолиятида ҳосил 
бўлишини кўрдик. Биогаз ҳосил бўлишида органик чиқиндилар 
таркиби ва олиш жараѐни мўътадил кечиши уларнинг мураккаб 
таркибидаги моддалар миқдорига тўғридан - тўғри боғлиқ бўлар 
экан. Бундай мутаносибликни ҳосил қилувчи омилларга: биомассани 
йиғиб олиш, уни йиғилган жойида анаэроб ишлов бериш, тоза 
биомассани биореакторларга солиб анаэроб муҳитни ҳосил қилгунча 
тутиб туриш вақти, биомассанинг антибиотиклик таркиби, рН муҳит, 
биореакторларга вақт бирлиги ичида солиб туриладиган биомасса 
миқдори, анаэроб ишлов бериш давомийлиги, биореактордаги 

---

38 
ҳарорат тартиби (режими), ишлов бериш вақтидаги биогаз босими ва 
бошқалар ҳисобланади. 
Таҳлиллар органик чиқиндиларга анаэроб ишлов беришда фақат 
метан бактерияларни ривожлантириш, унга тегишли бўлган кўрсат-
кичлар билан жараѐннинг иқтисодий самарасини ошириш мумкин 
эмаслигини кўрсатади. Бундан ташқари адабиѐтлар таҳлили ва таж-
рибалар натижалари органик чиқиндиларга анаэроб ишлов бериш-
нинг асосий кўрсаткичларини қуйидагича белгилашни кўрсатмоқда:
– биринчидан, анаэроб ишлов беришга олинадиган органик 
чиқиндилар ҳосил бўлиш шарт-шароитига, уларни йиғиб олиш ва 
анаэроб жараѐнни ҳосил қилгунгача ва жараѐннинг ўзидаги, ундан 
кейинги физик-кимѐвий омилларга боғлиқлигини;
– иккинчидан, органик чиқиндиларга анаэроб ишлов бериш 
усули ва уларга ишлов берувчи қурилмаларнинг конструктив ҳамда 
технологик параметрларига боғлиқ бўлишини.
Органик чиқиндиларга анаэроб ишлов бериш жараѐнида 
уларнинг асосий кўрсаткичлари – ҳайвон (молхона, отхона, чўчқа-
хона ва ҳ.к.) ѐки паррандалар чиқиндиларида уларнинг кундалик 
озиқланиш рациони ва суткалик йиғиладиган экскрементлар 
миқдори, намлиги, таркибидаги учувчи ѐғли кислоталар, нордонлик 
ва антибиотикли таркиблари инобатга олиниши зарур. Чунки органик 
чиқиндилар биореакторларга солиш учун йиғиладиган жойларида 
КЮД ҳисобга олинмаса, у ерда патоген микрофлоранинг кескин 
ортиб кетиши ва атмосферага чиқариладиган захарли газларни 
сунъий равишда ошиши ѐки биореакторларнинг анаэроб ишлов 
бериш жараѐнини тоза биомасса билан таъминлашда микробиологик 
етишмовчилик (голодания) ҳолати юз беради.
Биореакторларнинг 
ўрнатилиш жойларида эса ер ости сувларининг жойлашиши, 
уларнинг кўтарилиш миқдори ва шамол эсиш йўналишлари 
эътиборга олиниши керак. 
Юқорида келтирилганидек, анаэроб ишлов беришда биореак-
торларда ҳавосиз муҳитни ҳосил қилиш ва уни маълум кўрсат-
кичларига (босим ѐки сийраклилик миқдори, таркиби, ҳарорат таъми-
ноти вақтининг доимий ѐки узлуксизлиги) асосланган ҳолда ишга 
тушириш талаб этилади. Метан бактерияларининг ривожланишида 
муҳим роль ўйнадиган кўрсаткичлардан бири юқорида (1.2-бўлимга 
қаранг) келтирилганидек босим ҳисобланади. Ишлов бериш жараѐ-
нида биореакторлар ичида (газнинг туридан қатъий назар) босим 

---

39 
ортиб кетса ѐки сийракланиш, талаб кўрсаткичларидан ортиши юз 
берса, анаэроб жараѐнга салбий таъсир кўрсатиши кўпгина адабиѐт-
ларда эътироф этилади [3,4,6,16,18]. Агар биореакторлардаги анаэроб 
жараѐнга солинган биомассадан чиқаѐтган биогазнинг биринчи 
кунидан жараѐн ҳолатини эътиборга олиб, КЮД ростланмаса, бун-
дай биореакторлардан олинадиган натижа муваффақиятли бўлмайди. 
Анаэроб ишлов беришнинг асосий камчиликларидан бири 
жараѐн кечишида ташқи манбадан иссиқлик талаб этилиши ҳисоб-
ланади [20]. Кўпчилик амалиѐтчилар метан бактериялар органик 
чиқиндиларни парчалаш даврида иссиқлик ажралади ва бу кам 
миқдордаги иссиқлик бижғитиш учун етарли, деган нотўғри 
хулосаларга келишади. 
Юқорида (1.2-бўлимга қаранг) келтирилганидек, органик 
моддаларнинг парчаланиши учта асосий поғонадан иборатлигини 
(тўртинчиси фақат метан гази ҳосил бўлиш поғонаси дейилади) 
кўрдик:
– 1 поғона – ферментли гидролиз;
– 2 поғона – кислота ҳосил бўлиш жараѐни;
– 3 поғонада – метаногенез.
Бунда қуйидаги метаногенез таснифидаги реакциялар боради: 
1. Водород билан ис газининг бир-бирига бўладиган ўзаро 
муносабатида баъзи бир бактериялар ривожланиб метаногенез ҳосил 
қилишида биргина субстрат деб қабул қилинади [21] ва унда 
иссиқлик ажралиши эмас, ютилиши билан борадиган реакциялар 
содир бўлади: 
4Н
2 
+С0
2
→ СН
4
+2Н
2
0 (∆G = - 139,2 кДж/моль СН
4
) (1.11) 
Бунда клеткалар бир вақтнинг ўзида сув молекуласидаги 
водород ва газсимон водороддан фойдаланади. Бу реакциянинг 
боришида ташқи манбадан талаб этиладиган иссиқлик миқдори – 
139,2 кДж/моль СН
4
ни ташкил қилади. 
2. Реакция формиатни метанга ва сувга ажралиши билан боради 
ва қуйидаги механизмдаги шаклни олади:
4НСOOН → 4СO
2
+ 4H
2
,
С0
2
+ 4H 
2
→ СН
4
+ 2Н
2
O 
4НСOOН → СН
4
+ЗСO
2
+2Н
2
O (∆G = -130 кДж/моль СН
4
) (1.12) 

---

40 
ва ундаги иссиқликнинг ташқи манбадан талаб этиладиган миқдори –
130 кДж/моль СН
4
. 
3. Метаногенезнинг ҳосил бўлиши билан кечадиган реакцияда 
асосий субстрат ацетат ҳисобланади, бунинг ҳосил бўлиши ацетоген 
бактериялар фаоллиги натижаси ҳисобланади ва уларнинг кўпайиши 
учун ҳам ташқи иссиқлик манбаи талаб этилади ва реакция учун 
иссиқлик ютилиши қуйидаги кўринишни олади:
CH
3 
COOH → СН
4
+ С0
2
(∆G = - 31 кДж/моль СН
4
) (1.13) 
Метан газининг биореакторда ҳосил бўлишида ацетатнинг (аце-
тоген поғонада) умумий миқдори 72%ни (умумий реакцияга 
қатнашувчиларнинг энг кўп миқдорини) ташкил этади [23,64] ва 
реакция қуйидаги кўринишни ҳосил қилади: 
4CH
3
OH → 3CH
4
+ CO
2
+ 2H
2
O (-105 кДж/моль CH
4
pH 7) (1.14) 
A.I.Zehnder томонидан 1981 йилда ѐзилган (1.14) нисбатан янги 
метаноген учун метанол ва водород (Н
2
) талаб этилади ва ушбу 
организм учун бошқа ҳеч қандай субстратни қайта фойдаланиб 
бўлмайди ва реакция қуйидагича содир бўлади:
СH
3
ОН + Н
2
→ CH
4
+ H
2
O (-121,1 кДж /мол СН
4
при рН7) (1.15) 
Охирги йилларда ментаногенлашнинг бир нечта янги микроор-
ганизмларда фойдаланиш йўли билан парчаланиши ўз ечимини топди
ва у қуйидаги кўринишни олди: 
4СН
3
NH
2
+2H
2
O+4H→3CH
4
+CO
2
+4NH 
(-75,6 кДж/моль рН 7 бўлганда) (1.16) 
2(СН
3
)2NH
2
+2H
2
O+2H→3CH
4
+CO
2
+2NН
4 
(-74,3 кДж/моль рН7 бўлганда) (1.17) 
4 (СН
3
) 3 NH
2
+ 6 H
2
O + 4 H → 9 СН
4 
+ 3 CО
2
+ 4 NH
4
+ 
(-75,2 кДж/моль рH7 бўлганда) (1.18) 
4 CO + 2 H
2 
→ CH
4 
+ 3 CO
2

---

41 
(-185,1 кДж/моль рH7 бўлганда) (1.19) 
Реакцияларнинг умумий иссиқлик йиғиндисига назар солинса, 
иссиқлик ютилишининг умумий иссиқлик ажралишидаги нисбати 
бир неча бараварга ортиқлиги кўринади.
Аксарият муаллифлар метанли бактериялар углерод оксид-
ланиши билан ҳосил бўлишини таъкидлайдилар. Демак бундай 
реакциялар доимий иссиқликнинг ютилиши билан боради.
Умумий ҳолатда С.Дубровский мўътадил ишлаѐтган биореак-
торларда микроорганизмларнинг бир-бири билан келишиб фаол 
ишлашини қайд этади. Унинг кўрсатишича органик чиқиндиларни 
парчалашда охирги маҳсулот сифатида олинадиган моддани қуйидаги 
тенглама орқали баҳолаш мумкин: 
C
n
H
a
O
b
+(n-a/4 +b/2) H
2
O→(n/2+a/8 +b/4) CO
2
+ 
+ (n/2+a/8 +b/4) CH
4
Органик чиқиндиларга анаэроб ишлов бериш нисбатан узоқ 
бўлмаган вақтдаги текширишларда ҳарорат таъсирини кўпчилик 
олимлар томонидан ўрганилган [6,7,18,20,22]. Амалиѐтчи олимлар 
А.Г.Пузанков, Б.Ф.Рахматов, У.Эшонкулов, С.С.Беляев ва П.В.Бог-
дановлар ҳам метанли бижғитиш жараѐнига ҳароратнинг таъсирини 
ўрганиб, ўз тажрибаларининг хулосалари сифатида ҳарорат муҳим 
таъсир эттирувчи омил эканлигини таъкидлайдилар.
Юқорида келтирилганидек, метан ҳосил қилувчи бактериялар 
табиатда ҳар турли ҳарорат оралиғида (диапозонида) турлича 
иссиқлик ҳароратини талаб қилади: музликда 0
0
С да, ботқоқликда – 
4-15
0
С да, тирик жониворлар ошқозонида – 37-39
0
С да, қайноқ 
булоқларда 70
0
-100
0
С да ҳосил бўлади. 
Одатда метан газини ҳосил қилувчи бактериялар учун 
психрофилли, мезофилли ва термофилли уч хил ҳарорат оралиғи 
кўрсатилади. Аксарият изланувчилар метанли бижғитиш учун
ҳароратнинг қуйидаги уч чегарасини тавсия этадилар: 
– психрофилли ҳароратда анаэроб ишлов бериш ҳарорат 
оралиғи – 0
0
… 20
0 
С;
– мизофилли ҳарорат оралиғида анаэроб ишлов беришнинг 
ҳарорат оралиғи – 20
0
… 40
0
С; 
– термофилли ҳарорат оралиғида анаэроб ишлов беришнинг 
ҳарорат оралиғи – 40
0 
… 60
0
С. 

---

42 
Ҳароратнинг психрофил ҳолатида замонавий биогаз олиш 
заводлари ва қурилмаларининг кўпчилик ҳолларида шаҳарлардаги 
қаттиқ маиший чиқиндиларга (ҚМЧ) ишлов беришда қўлланилади. 
Бундай чиқиндихоналар ўлчамларининг катталиги ва иссиқлик 
ҳолатини назорат қилишнинг имкониятлари чегараланганлиги билан 
фарқланади (1.14-расм).