|
ЧИҚИНДИЛАРДАН БИОГАЗ ОЛИШ МУАММОЛАРИ ВА УНИНГ
УНУМДОРЛИГИНИ ОШИРИШНИНГ БИОКИМЁВИЙ АСОСЛАРИ
М.Шаходжаев (ФерПИ) , М.Марупова (ТТАФФ),
Э.Бегматов, Н.Хамдамов (ФерПИ).
Бугунги кунда бутун дунёда энергия тежамкорлигини ошириш,
экологик тоза, қайта тикланувчи энергия манбаларидан фойдаланишга катта
эътибор қаратилмоқда. Сабаби, муқобил энергия манбаларидан унумли
фойдаланиш ер ости бойликлари заҳирасини тежаш билан бир қаторда,
атмосферага чиқарилаётган зарарли газлар миқдорини ҳам камайтиради.
Мамлакатимизда қуёш, шамол, биогаз энергиясидан фойдаланиш
борасида табиий қулай шарт-шароитлар мавжуд. Юртимизнинг қуёшли
кунлари, шамол мунтазам эсиб турадиган очиқ ҳудудлари кўп. Бу эса
275
муқобил энергия манбалари орқали иқтисодиёт тармоқларини, ҳудудлар ва
аҳолимизни
узлуксиз
энергия
билан
таъминлаш,
атроф-муҳитга
чиқарилаётган зарарли чиқиндиларни камайтириш ҳамда барқарор
ривожланиш имконини беради.
Қишлоқ хўжалиги чиқиндиларидан муқобил энергия манбаларидан
биогаз олиш жараёнининг биокимёвий асосларини ўрганиш, бу мураккаб
микробиологик ҳодисалар асосида борадиган биокимёвий реакцияларнинг
кинетикасини ўрганиш натижасида унинг бориши учун оптимал
шароитларни, жумладан ҳарорат ва муҳит (рН) яратиш ва пировардида
биогаз чиқишининг унумдорлигини ошириш муҳим аҳамиятга эгадир.
Биогаз биринчи бор Александр Вольт томонидан 1776 йилда
аниқланган. Гўнг таркибида ёнувчи газ (метан) бўлишини эса биринчи бўлиб
ХемфриДеви 1800 йиллар бошида аниқлаган эди. Кейинчалик хар қандай
табиий биодеградацияга учрайдиган (парчаланадиган) биомассадан биогаз
олиш технологиялари ривожлана бошлади [1].
Электр ва иссиқлик энергияси сифатида ундан Австрия, Финляндия,
Германия, Дания ва Буюк Британияда фойдалана бошладилар. Европа
давлатларида шу йўл билан олинган энергия умумий талаб этиладиган
энергиянинг 3-4%,Финляндия, Швеция ваАвстрияда 15-20%ни ташкил этди.
1970- 1980-йилларда шакар ва целлюлоза ишлаб чиқарадиган саноат
корхоналари биринчилардан бўлиб, ўз чиқиндиларидан олинган анаэроб
парчаланиш энергиясини қўллай бошладилар. Бу вақтга келиб, кўплаб
фермаларда гўнгдан биогаз олиш имконини берадиган кичик заводлар
қурилди. 1990 йилда озиқ овқат саноати, ресторан ва хонадон ошхоналари
чиқиндиларидан метан оладиган бир қанча биогаз ускуналари қурилди. 2006-
2008 йиллар орасида бу жараён кўрсатгичи 12% дан ортиб кетди [2].
Статистик маълумотларга кўра 2010 йилда Швецияда 135 та биогаз
ишлаб чиқарувчилар рўйхатга олинган ва хозирги кунда йирик заводларнинг
сони 233тани ташкил этади.
Ўзбекистонда ҳам биогаз олишни йўлга қўйиш учун барча шароитлар
етарли. Мамлакатимизда йилда тўрт фасл алмашинишини, ҳаво ҳароратини
ўзгаришини инобатга олсак, унинг бориши учун бир хилда шароит яратиш
талаб этилади. Бунинг учун эса жараённинг кимёвий кинетикасини,
ферментатив реакция боришининг шароитларини ўрганиш ва уларни қўллаш
талаб этилади. Масалан микробиологик нуқтаи назардан қатиқ ивитиш учун
сутга оқлиқ (бактерия) солиб, ҳароратни ушлаб туриш мақсадида камида
икки саот ўраб қўйилади. Акс холда сут ивимайди. Демак, бактериялар хаёт
фаолияти учун, яъни ферментатив реакция кетиши учун аниқ қулай
(оптимал) шароит талаб этилади[3].
Биогаз ҳосил бўлиши нисбатан мураккаб кимёвий жараён ҳисобланади.
Турли популяциялардан иборат бактериялар чиқинди таркибидаги органик
моддаларни қандгача парчалайди. Сўнгра қанддан бактерия турига
асосланган холда турли хил органик кислоталар ва ўз навбатида улардан
биогаз ҳосил бўлади [4].
Жараён олиб бориладиган қурилма идиш метантенк ёки дайджестор
276
деб аталади. У герметик берк бўлиши талаб этилади, чунки, анаэроб
шароитда кислород бўлмаслиги керак. Ундан ҳосил бўлган газни чиқиши
таъминланади. Шунингдек, ишлатилган хом ашё турига қараб инерт
моддадан иборат қолдиқ қолади. Кўп ҳолларда у яхши ва сифатли ўғит
сифатида ишлатилади.
Биогаз органик моддаларнинг анаэроб (кислородсиз муҳит)
ферментацияси маҳсулоти бўлиб, у газлар аралашмасидан иборат.
Биогазнинг асосий компонентлари: метан (СН
4
) - 55-70% ва углерод оксиди
(СО
2
) - 28-43%, шунингдек оз миқдорда бошқа газлар, масалан -
водородсульфид (H
2
S) бўлиши мумкин.
Микроорганизмлар иштирокида борадиган гидролизда узун занжирли
полимер молекулалари қисқа занжирли молекулаларга парчаланади. Бу
босқичда муҳит кўрсатгичи, яъни pH – 6,5-7,0 бўлиши керак. Кейинги
ацитоген босқичда кичик занжирли молекулалар бошқа турдаги бактериялар
таъсирида пропион кислотаси (CH
3
CH
2
COOH), мой кислотаси (С
3
Н
7
СООН),
валерьян кислотаси (C
4
H
9
COOH) ва бошқа кислоталарга айланади. Буда
мухит кўрсатгичи pH 4,5-5,5 га тушиб қолади ёки аксинча кислотали мухит
ортади. Кейинги босқичда юқоридаги органик кислоталардан сирка
кислотаси (CH
3
COOH), водород (H
2
) ва углерод оксиди (СO
2
) ҳосил бўлади.
Биогаз олиш жараёнининг охирги босқичи метаногонез деб аталиб, у икки
йўл билан содир бўлади:
1. СО
2
+ Н
2
= СН
4
2. CH
3
COOH = CH
4
+ H
2
O
Реакция тенгламаларидан кўриниб турибдики, метан ҳам углерод
оксидидан ва ҳам сирка кислотасидан ҳосил бўлади. Бинобарин, иккинчи
ҳолатда унинг миқдори ҳосил бўлган барча метаннинг 70% дан юқори
бўлади.
Гўнг ёки бошқа биомасса 1:1 нисбатда сувга аралаштирилиб, оптимал
шароитлар яратилса биогаз хосил бўлиши ўн кундан бир неча хафтагача
давом этади ва кўзланган натижага эришилади [2].
Хулоса ва таклифлар:
1.Турли чиқиндиларга мосланган махсус метантенклар ишлаб чиқариш.
Уларнинг хажми бир куб метр (хусусий хўжаликлар учун) ва ундан катта
бўлиши мумкин.
2. Биогаз ҳосил бўлиши ўн кундан бир неча хафтагача давом этади ва
кўзланган натижага эришилади.
3. Бир куб метр метан9,97 кВт•с энергияга эга.
4. Бактериялар фаолияти натижасида иссиқлик ажралишини инобатга
олиш керак (куз қиш ойларида у системани иситишга сарфланиши сабабли
ҳарорат пасайиб кетишига олиб келади) ва оптимал ҳарорат камида 35
о
C
бўлиши керак.
5. Метантенкларни қўшимча иситилган тақдирда ҳам ажралган газ
миқдори нисбатан юқори эканлиги учун қурилма ўзини иқтисодий жиҳатдан
оқлайди.
6. Метантенк остида тўпланган қолдиқ яхши ва самарали ўғит сифатида
277
ишлатилиши мумкин.
7. Озиқ овқат чиқиндилари гўнг ёки оқава сув чўкмалари
аралашмасидан фойдаланилган ҳосил бўлган биогаз таркибида метан кўп
бўлади.
Шундай қилиб, қишлоқ хўжалиги ва бошқа чиқиндилардан биогаз
олиш бошқа энергия олиш усулларига нисбатан орзон ва самарали
технология ҳисобланади. Бу жараённи амалда, айниқса саноат миқёсида
қўллаш учун микробиологик, биокимик ва технологик илмларга асосланиш
ва шу соҳа олим ва мутахассисларининг ҳамкорлиги яхши натижа беради.
Адабиётлар:
1. WBA Global Bioenergy Statistics 2014 Bharadwaj Kummamuru, Venkata,
Sweden
– URL: http://www.uabio.org/img/files/docs/140526-wba-gbs-
2014.pdf
2. Баадер В., Доне Е. Биогаз: теория и практика. (Пер. с немецкого и
предисловие М.И,Серебряного) – М. Колос, 1982 – 148с.
3. Биоэнергетика: мировой опыт и прогноз развития Научный
аналитический обзор. Москва 2007.
4. Гелетуха Г.Г., Железная Т.А Перспективы использования отходов
сельского хозяйства для производства энергии Аналитическая записка
БАУ. №7 . Биоэнергетическая ассоциация Украины, 2014
Do'stlaringiz bilan baham: |
