Mustaqil ishi mavzu: Biogas olishning chiqindisiz texnologiyasi

MUSTAQIL ISHI
Mavzu: Biogas olishning chiqindisiz texnologiyasi

Bajardi: F.Saidkamol , E.Gulnoz, M.Zarina , A.Ozoda

Qabul qildi: A.Sattorov

Mavzu: Biogaz olishning chiqindisiz texnologiyasi

REJA:
1.Biogaz olishning ahamiyati
2.Biogaz olishning chiqindisiz texnologiyasining asoslari
3.Arzon energiya manbayining olish yo’llari

Ekologik muammolarni keskinlashuvi, qayta tiklanmaydigan yenergoresurslar zahirasini tobora kamayib borishi, ularni tan narxi oshishi, organik chiqindilarni qayta ishlash, ularni issiqlik va boshqa turdagi yenergiyaga aylantirish muammosini tezroq hal qilishni biotexnologiyaning yeng dolzarb masalalari qatoriga koʼtarib qoʼydi.

Maʼlumki, hayvonlar oʼsimliklar asosida yaratilgan ozuqa yenergiyasini yomon hazm qiladi va ularning yarmidan koʼprogʼi organizmga soʼrilmasdan axlat, goʼng holatida chiqib ketadi. Eng avvalo hayvonlardan chiqqan bu chiqindidan organik oʼgʼit sifatida foydalaniladi. Buni oʼrniga ushbu chiqindidan tiklanadigan yenergiya manbai sifatida foydalansa boʼladi.
Rivojlangan mamlakatlarda yirik shoxli xayvonlar (nafaqat ular) yirik fermalarda va komplekslarda toʼplanib, boqiladi. Bu yesa boshqa mahsulotlar qatori ularni chiqindilaridan (axlatlaridan) atrof-muhitni ifloslantirmasdan foydalanish imkoniyatini yaratadi.
Hayvon axlatlaridan va oqova suvlaridan oqilona foydalanishni yoʼllaridan biri ularni anaerob sharoitda bijgʼitishdir. Bu jarayonda axlatni zararsizlantirilib, bir vaqtni oʼzida uni yeng muhim organik oʼgʼitlik sifatini saqlab qolgan holda, undan biogaz olish mumkin.Metanli bijgʼitish yoki biometanogenez – biomassani yenergiyaga aylantirish jarayoni qadim-qadimlardan maʼlum boʼlgan jarayondir. U 1776 yilda Volta tomonidan ochilgan boʼlib, dastlab u botqoqlardagi gazda metan borligini aniqlagan. Mana shu jarayonda hosil boʼladigan biogaz 65% metan, 30% karbonat angidrid, 1% oltingugurt kislotasi (H2S) va unchalik koʼp boʼlmagan miqdorda azot, kislorod, vodorod va uglerod ikki oksidi saqlaydi.
Botqoq gazi, baʼzida klar-gaz ham deb yuritiladi,koʼk- havo rang berib alangalanadi, hid chiqarmaydi.Uni tutun chiqarmasdan alangalanishi insonlarga oʼtin, xayvonlar tezaklari va boshqa yoqilgʼilarga nisbatan kamroq tashvish tugʼdiradi. 28 m3 biogaz yenergiyasi, 16,8 m3 tabiiy gaz, 20,8 l neft yoki 18,4 l dizel yonilgʼisiga tengdir.
Organik chiqindilarni anaerob bijgʼitishga asoslangan tozalash inshootlarini birinchisi 1895 yilda Аngliyani Ekzeger shahrida qurib ishga tushirilgan yedi. Bu inshootni sanitariya vazifasidan tashqari koʼchalarni yoritish uchun yelektr yenergiyasi tayyorlash sarf boʼladigan biogaz ishlab chiqarish boʼlgan.
Chiqqindilarga anaerob ishlov berish uzoq vaqt suv tozalash stansiyalarini choʼkmalarini va chorvachilikni chiqindilarini moʼtadillash maqsadida ishlatib kelingan. Аmmo, 1970 yillardagi yenergiya tangligi tufayli qishloq xoʼjalik hayvonlari chiqindilaridan biogaz ishlab chiqarish gʼoyasiga astoydillik bilan qaraladigan boʼldi.
Goʼngni anaerob bijgʼitish orqali biogazga aylantirish jarayoni mustahkam yopiladigan maxsus idishlar – biogaz usqurmalarida olib boriladi (1-rasm.).

1-rasm. Goʼng sharbatini biogaz usqurmasida qayta ishlashni texnologik chizmasi

1-molxona; 2-goʼng toʼplanadigan joy; 3-nasos; 4-metantenk; 5-gazgolder; 6-issiqlik almashtiruvchi; 7-qozon; 8-goʼng saqlanadigan jy; 9-aerotenk.
Bu texnologik jarayon quyidagicha olib boriladi. Hayvonlar saqlanadigan molxonalardan (suratda 1) goʼng toʼplanadigan idishga yuboriladi (2), keyin nasos (3) yordamida uni metantenk (4) (goʼngni anaerob bijgʼishi uchun maxsus qurilma) ga yuboriladi.Bijgʼish jarayonida hosil boʼlgan biogaz, gazgolder (5)ga kelib tushadi.va undan keyin isteʼmolchiga tarqatiladi. Suyuq goʼngni isitish uchun va issiqlikni bir xil ushlab turish uchun metanotenk ichida issiqlik almashtirib turuvchi gʼovurlar oʼrnatilgan, ular orqali qozonxonadan (7) kelgan issiq suv aylanadi. Bijgʼib boʼlgan goʼng, goʼng saqlanadigan (8) chuqurlikka tushiriladi
Metantenkda jarayon uchun zarur boʼlgan barcha sharoit tashkil yetiladi. (harorat, organik moddalar miqdori, rN va boshqalar.) Metantek termoikulyasiya qilingan boʼlib, bijgʼish jarayoni meyorida ketishi uchun kerak boʼlgan harorat doimiy ravishda ushlab turiladi. Unda shuningdek goʼngni haydab turish uchun moʼljallangan usqurma oʼrnatilgan. Metantenkka goʼng bir meʼyorda, bijish jarayoni bir xil ketadigan xolatda kiritib turiladi.
Bijgʼish davrida goʼngda mikroorganizmlar rivojlanadi va birin- ketin organik moddalarni kislotalargacha parchalab beradi. Hosil boʼlgan kislotalar metan hosil qiluvchi va sintrof mikroorganizmlar taʼsirida gazsimon maxsulotlar – metan va karbonat angidridiga aylanadi. Goʼngni anaerob bijish jarayonida organik moddalarni parchalanish darajasi 25% dan 45% gacha yetadi.
Organik moddalarni parchalanishi (fegradasiyasi) koʼp bosqichli jarayon sifatida amalga oshirilib, bunda uglerod bogʼlari har-xil mikroorganizmlar taʼsirida birin-ketin uziladilar. Eng zamonaviy tushunchalar boʼyicha organik moddalarni biogazga aylanishi toʼrt bosqichda amalga oshadi:
birinchi, murakkab biopolimer molekulalarni (oqsil, lipid, polisaxarid va x.k.) kichikroq monomerlarga (aminokislota, karbon suvlar, yogʼ kislotalari va x.k.) aylanishi;
ikkinchi, hosil boʼlgan monomerlarni yanada oddiyroq moddalarga; tuban kislotalar va spirtlarga bijgʼish (fermentasiya) asosida) aylanishi, (Bunda vodorod va karbonat angidrid ham paydo boʼladi.Uchinchi, asetogen bosqich- bu bosqichda metandan oldingi moddalar (asetat, vodorod, karbonat angidrid) paydo boʼladi;toʼrtinchi, metanogen bosqich- oxirgi mahsulot, organik moddalarni metanga aylanishiga olib keladi.
Goʼng yoki boshqa organik moddalardan (chiqindilardan) biogaz olishda qatnashadigan mikroorganizmlar hamjamiyatini taʼsir yetish chizmasi(Zavarzin boʼyicha).
Chizmada organik moddalarni anaerob sharoitda parchalanishida har hil guruhga mansub mikroorganizmlarni oʼzaro trofik aloqalari aks yetirilgan birlamchi anaeroblar organik moddalarni metanni old mahsulotlari boʼlgan vodorod, korbonat angidiridi asetat, metanol ,metil amidlar, formiatgacha parchalaydilar.
Metonogenlarni substrat spesifekligi, ularni oldingi bosqichda ishtirok yetgan bakteriyalar bilan trofik aloqasiz rivojlanishiga yoʼl qoʼymaydi. Oʼz navbatida metan xosil qiladigan bakteriyalar birlamchi anaeroblar sintez qilgan moddalarni ishlatish orqali shu bakteriyalar bajarayotgan reaksiyalar imkoniyatlari va ularni tezligini aniqlab beradi.
Metan xosil boʼlishda boshqarish funksiyasini bajarayotgan markaziy metabolit boʼlib, vodorod xizmat qiladi. Tizimda vodorodni parsial bosimini past xolatda ushlab turish xisobidan uni turlar orasidan birlamchi anaeroblar metobolizmi bevosita metanni old mahsulotlari xosil boʼlishigacha qarab oʼzgartirish imkoniyatini yaratadi. Аgar tizimdan vodorod chiqarib tashlanmasa, qaytarilgan maxsulotlar uchuvchan yogʼ kislotalari va spirtlar xosil boʼladi. Bu birikmalarni metobolizmi xayot faoliyati hosil boʼlgan vodorodni metan bakteriyalar bilan bogʼlashga bagʼishlangan sintrof bakteriyalar tomonidan amalga oshiriladi. Metan hosil boʼlish uchun zarur boʼlgan sharoitlar quyidagi jadvalda keltirilgan.
Metan hosil qiluvchi bakteriyalar, kislota hosil qiluvchi bakteriyalarga nisbatan oʼzlarini oʼsib rivojlanishlari uchun yuqoriroq talablar qoʼyadilar yani ularni koʼpayishlari uchun mutlaqo anaerob sharoit va koʼproq vaqt kerak boʼladi.
Biogazni fizikaviy hususiyatlari uni ishlatish imkoniyatlarini koʼrsatadi. Yonishni hajmiy issiqligi, yonish xarorati, yonish chegarasi asosan Sh4 miqdori bilan belgilanadi chunki H2 va H2S juda ham kam boʼlgan miqdori bu koʼrsatkichga tasir yetish darajasida yemas.
Biogaz yoqilgʼi sifatida muvaffaqiyat bilan ishlatilib kelinmoqda uni isitish usqurmalarida, suv isitadigan qozon xonalarida, gaz plitalarida, sovutgich usqurmalarida (absorbsion tipdagi), infra qizil nurlatgichlarda avtomobil va traktor xarakatlantirgaichlarida va xokakularda ishlatish mumkin. Karbyuratorli xarakatga keltiruvchilar osongina gazga oʼtkazilishi mumkin, buning uchun karbyuratorli aralashtirgichga almashtirish kifoya.
Biogazdan yelektor yenergiyasi olinganda faqatina uni 30% yelektr yenergiyaga aylanadi xolos, 70% chiqindi issiqlikdir. Undan suv isitish, xayvonlarni saqlash (molxonalarni isitish), isiqxonalar yoki ularni isitish, quritgʼich xonalari yoki usqurmalarida xavoni isitish, mikroklimitni boshqarish va boshqa maqsadlarda foydalanish mumkin.
Qishloq xoʼjalik xayvonlaridan va parandalaridan chiqadigan goʼng hamda ulardan olinishi mumkin boʼlgan biogaz miqdori quyidagi jadvalda keltirilgan.
Bundan tashqari, goʼngni bijgʼitish uni dezodarasiya qiladi (zararsizlantiradi), gelmentlarini, hamda yovvoyi oʼsimliklar urugʼlarini yoʼqotadi, oʼgʼitsimon moddalarni yengil soʼriladigan shaklga (mineral shaklga ) oʼtkazadi. Oʼsimliklar uchun oziqaviy moddalar miqdori azot, fosfor, kaliy butunlay yoʼqolmaydi. Biogaz usqurmasidan chiqqan goʼngdi kimyoviy tarkibi quyidagi jadvalda bayon yetilgan.