Fermentacja metanowa

Ten artykuł od 2008-05 wymaga zweryfikowania podanych informacji. Należy podać wiarygodne źródła, najlepiej w formie przypisów bibliograficznych. Część lub nawet wszystkie informacje w artykule mogą być nieprawdziwe. Jako pozbawione źródeł mogą zostać zakwestionowane i usunięte. Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdują się w dyskusji tego artykułu. Po wyeliminowaniu niedoskonałości należy usunąć szablon {{Dopracować}} z tego artykułu.

Fermentacja metanowa – proces mikrobiologiczny rozkładu substancji organicznych przeprowadzany w warunkach beztlenowych przez mikroorganizmy anaerobowe z wydzieleniem metanu.

Nazwa „fermentacja metanowa” została nadana przed poznaniem istoty tego procesu i może być myląca. W rzeczywistości jest to zespół przemian biochemicznych, które łączy brak tlenu.

Etapy procesu

Wyróżnia się następujące etapy fermentacji metanowej:

• hydroliza prowadząca do rozkładu polimerów organicznych do związków o prostszej budowie, obejmująca w szczególności rozkład białek do aminokwasów, lipidów do alkoholi i wyższych kwasów tłuszczowych oraz węglowodanów do monosacharydów

• acidogeneza, podczas której z produktów hydrolizy wytwarzane są kwasy karboksylowe, głównie walerianowy, mrówkowy i propionowy

• acetogeneza, podczas której powstaje octan produkowany przez heterotrofy z glukozy oraz przez autotrofy z dwutlenku węgla i wodoru

• metanogeneza, czyli wytworzenie metanu przez metanogeny z octanu lub na drodze redukcji dwutlenku węgla wodorem

Czas generacji mikroorganizmów pierwszych trzech faz wynosi kilkanaście minut, natomiast czas generacji bakterii metanogennych kilkadziesiąt do kilkuset godzin.

Typy fermentacji metanowej

• psychrofilna – zachodzi w temperaturze otoczenia (poniżej 25 stopni), trwa minimum 70–80 dni, zwykle zachodzi w szambie, osadniku Imhoffa oraz w otwartych basenach fermentacyjnych; powstający biogaz nie jest ujmowany i stanowi zanieczyszczenie atmosfery

• mezofilna – przeprowadzana w temperaturze 30–40 stopni, trwa około 30 dni, w zamkniętych komorach fermentacyjnych z których ujmowany jest biogaz. Mimo konieczności podgrzewania komory fermentacyjnej, fermentacja mezofilna posiada dodatni bilans energii.

• termofilna – trwa od 15 do 20 dni, zachodzi w temperaturze powyżej 40 stopni w zamkniętych komorach, przy ujemnym bilansie energetycznym

Biogaz

W wyniku procesu fermentacji powstaje biogaz otrzymywany z odpadów organicznych, takich jak ścieki, stałe odpady komunalne, osady ściekowe. W zależności od warunków prowadzenia fermentacji oraz od substratów z jednego grama substancji organicznych można uzyskać do 500 ml biogazu. Głównymi składnikami biogazu są: metan (40–80%), dwutlenek węgla (20–55%), siarkowodór (0,1–5,5%) oraz wodór, tlenek węgla, azot i tlen w ilościach śladowych.

Inne produkty fermentacji

Oprócz biogazu po fermentacji pozostaje również przefermentowany osad. Jest on nieczynny biologicznie, zawiera 30–40% związków humusowych. Jest on zwykle niebezpieczny pod względem sanitarno-epidemiologicznym. Po przeprowadzeniu wapnowania może być stosowany jako nawóz.

Zobacz też

• biogazownia

Linki zewnętrzne

• Fermentacja metanowa: biogazownie rolnicze w Polsce