ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2019-12-9-13ekip-1409Research ArticleИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯENGINEERING SOLUTIONSВлияние нагрузки по органическому веществу на процесс биоконверсии предварительно обработанных субстратов анаэробных биореакторовThe Effect of the Load on Organic Matter on Methanogenesis in the Continuous Рrocess of Bioconversion of Anaerobic Bioreactor Substrates Pretreated in the Vortex Layer ApparatusКовалевД.А.KovalevD.A.

канд. техн. наук, зав. лабораторией

Cand. Sci. (Eng.), Head of Laboratory

podpiska@kalvis.ruКовалевА.А.KovalevA.A.

канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник

Cand. Sci. (Eng.), Senior Research Fellow

podpiska@kalvis.ruЛиттиЮ.В.LittiYu.V.

канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник

Cand. Sci. (Biol.), Senior Research Fellow

podpiska@kalvis.ruНожевниковаА.Н.NozhevnikovaA.N.

д-р биол. наук, зав. лабораторией

Dr. Sci. (Biol.), Head of Laboratory

podpiska@kalvis.ruКатраеваИ.В.KatraevaI.V.

канд. техн. наук, доцент

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agro Engineering Center VIMRussian FederationФедеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наукРоссияFederal Research Center "Fundamentals of Biotechnology" of the Russian Academy of SciencesRussian FederationНижегородский государственный архитектурно-строительный университетРоссияNizhny Novgorod State University of Architecture and Civil EngineeringRussian Federation2019131220192312913Copyright © ООО "Калвис", 20192019ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/1409

Исследовано влияние ступенчатого повышения нагрузки по органическому веществу на метаногенез в непрерывном процессе анаэробной биоконверсии биомассы, осуществляемый в анаэробном биореакторе первого поколения. Предварительная обработка исходного субстрата в аппарате вихревого слоя в лабораторных условиях привела к увеличению на 14 % удельного выхода биогаза при непрерывном процессе анаэробной биоконверсии органического вещества по сравнению с необработанным исходным субстратом при одинаковой нагрузке по органическому веществу. Установлено, что при нагрузке по органическому веществу, равной 6,4 кг оСВ/м3·сут, обеспечивался максимальный удельный выход биогаза, а при нагрузке, равной 12,8 кг оСВ/м3·сут, достигалась максимальная степень разложения органического вещества. Показано, что предварительная обработка исходного субстрата повышает устойчивость анаэробного биореактора к перегрузкам по органическому веществу.

The effect of a stepwise increase in the load of organic matter on methanogenesis in the continuous process of anaerobic bioconversion of biomass, carried out in an anaerobic bioreactor of the first generation, is studied. Pretreatment of the initial substrate in the vortex layer apparatus under laboratory conditions led to a 14 % increase in the specific biogas yield during the continuous process of anaerobic bioconversion of organic matter as compared to the untreated initial substrate with the same load on the organic matter. It was found that with a load of organic matter equal to 6.4 kg of ODM/m3·day, the maximum specific biogas yield was ensured, and at a load of 12.8 kg of ODM/m3·day, the maximum degree of decomposition of organic matter was achieved. It was shown that preliminary processing of the initial substrate increases the resistance of the anaerobic bioreactor to overloads in organic matter.

анаэробная биоконверсияаппарат вихревого слояпредварительная обработканагрузка по органическому веществувыход биогазаанаэробный биореакторanaerobic bioconversionvortex layer apparatuspretreatmentload on organic matterbiogas outputanaerobic bioreactorReferencesФуасак Г., Плион П., Фише В., Табе Ф. Брикет на основе спрессованного лигноцеллюлозного тела, пропитанного жидким топливом. Пат. 2507241 РФ 2012108893/04; заявл. 07.03.2012; опубл. 20.02.2014. Бюл. № 5. 11 с.Фуасак Г., Плион П., Фише В., Табе Ф. Брикет на основе спрессованного лигноцеллюлозного тела, пропитанного жидким топливом. Пат. 2507241 РФ 2012108893/04; заявл. 07.03.2012; опубл. 20.02.2014. Бюл. № 5. 11 с.Старших В.В., Максимов Е.А. Способ брикетирования отходов жизнедеятельности животных и птицы и устройство для его осуществления. Пат. 2507242 РФ 2012146319/04; заявл. 30.10.2012; опубл. 20.02.2014. Бюл. № 5. 6 с.Старших В.В., Максимов Е.А. Способ брикетирования отходов жизнедеятельности животных и птицы и устройство для его осуществления. Пат. 2507242 РФ 2012146319/04; заявл. 30.10.2012; опубл. 20.02.2014. Бюл. № 5. 6 с.Sommer P., Georgieva T., Ahring B.K. Biochem. Soc. Trans. 2004. V 32. № 2. P. 283.Sommer P., Georgieva T., Ahring B.K. Biochem. Soc. Trans. 2004. V 32. № 2. P. 283.Сенько О.В., Гладченко М.А., Лягин И.В. и др. Трансформация биомассы фототрофных микроорганизмов в метан. Альтернативная энергетика и экология. 2012. № 3 (107). С. 89.Сенько О.В., Гладченко М.А., Лягин И.В. и др. Трансформация биомассы фототрофных микроорганизмов в метан. Альтернативная энергетика и экология. 2012. № 3 (107). С. 89.Гренн А.Й. Способ получения гранул или брикетов. Пат. 2518068 РФ 2011129312/04; заявл. 05.10.2009; опубл. 10.06.2014. Бюл. № 16. 18 с.Гренн А.Й. Способ получения гранул или брикетов. Пат. 2518068 РФ 2011129312/04; заявл. 05.10.2009; опубл. 10.06.2014. Бюл. № 16. 18 с.Kalyuzhnyi S.V., Gladchenko M.A., Sklyar V.I. et. al. The UASB treatment of winery wastewater under submesophilic and psychrophilic conditions. Environ. Technol. 2000. V. 21. P. 919.Kalyuzhnyi S.V., Gladchenko M.A., Sklyar V.I. et. al. The UASB treatment of winery wastewater under submesophilic and psychrophilic conditions. Environ. Technol. 2000. V. 21. P. 919.Sklyar V.I., Epov A.N., Gladchenko M.A. et. al. Combined biologic (anaerobic-aerobic) and chemical treatment of starch industry wastewater. Appl. Biochem. Biotechnol. 2003. V. 109. № 1—3. P. 253—262.Sklyar V.I., Epov A.N., Gladchenko M.A. et. al. Combined biologic (anaerobic-aerobic) and chemical treatment of starch industry wastewater. Appl. Biochem. Biotechnol. 2003. V. 109. № 1—3. P. 253—262.Калюжный С.В., Гладченко М.А., Старостина Е.А. и др. Комбинированная биолого-химическая очистка сточных вод производства хлебопекарных дрожжей. Производство спирта и ликероводочных изделий. 2004. № 3. С. 10—14.Калюжный С.В., Гладченко М.А., Старостина Е.А. и др. Комбинированная биолого-химическая очистка сточных вод производства хлебопекарных дрожжей. Производство спирта и ликероводочных изделий. 2004. № 3. С. 10—14.Варфоломеев С.Д., Калюжный С.В., Медман Д.Я. Химические основы биотехнологии получения топлив. Успехи химии. 1988. Т. 57. С. 1201Варфоломеев С.Д., Калюжный С.В., Медман Д.Я. Химические основы биотехнологии получения топлив. Успехи химии. 1988. Т. 57. С. 1201Варфоломеев С.Д., Ефременко Е.Н., Крылова Л.П. Биотоплива. Успехи химии. 2010. Т. 79. С. 544.Варфоломеев С.Д., Ефременко Е.Н., Крылова Л.П. Биотоплива. Успехи химии. 2010. Т. 79. С. 544.Хамидов М.Г., Стрельцов С.А., Данилович Д.А. Отходы на службе энергетики города. Коммунальный комплекс России. 2009. № 2. С. 56.Хамидов М.Г., Стрельцов С.А., Данилович Д.А. Отходы на службе энергетики города. Коммунальный комплекс России. 2009. № 2. С. 56.Цавкелова Е.А., Нетрусов А.И. Получение биогаза из целлюлозосодержащих субстратов. Прикладная биохимия и микробиология. 2012. Т. 48. № 5. С. 469.Цавкелова Е.А., Нетрусов А.И. Получение биогаза из целлюлозосодержащих субстратов. Прикладная биохимия и микробиология. 2012. Т. 48. № 5. С. 469.Хитрин С.В., Метелева Д.С., Шмакова О.А. и др. Модификация лигнина аминированием. Всерос. научн. конф. Теоретическая и экспериментальная химия глазами молодежи. Иркутск, Изд-во ИГУ, 2013. С. 151.Хитрин С.В., Метелева Д.С., Шмакова О.А. и др. Модификация лигнина аминированием. Всерос. научн. конф. Теоретическая и экспериментальная химия глазами молодежи. Иркутск, Изд-во ИГУ, 2013. С. 151.Адошев А.И. Ферровихревой аппарат для обеззараживания жидкого свиного навоза. Дисс. … канд. техн. наук. 05.20.02. Ставрополь, СГАУ, 2011. 190 с.Адошев А.И. Ферровихревой аппарат для обеззараживания жидкого свиного навоза. Дисс. … канд. техн. наук. 05.20.02. Ставрополь, СГАУ, 2011. 190 с.Yu. Litti, et al. Increasing the efficiency of organic waste conversion into biogas by mechanical pretreatment in an electromagnetic mill Journal of Physics. Conference Series. 2018. Vol. 1111. N 1. P. 1—8. doi: 10.1088/1742-6596/1111/1/012013.Yu. Litti, et al. Increasing the efficiency of organic waste conversion into biogas by mechanical pretreatment in an electromagnetic mill Journal of Physics. Conference Series. 2018. Vol. 1111. N 1. P. 1—8. doi: 10.1088/1742-6596/1111/1/012013.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.