Oliy ta‘lim, fan va innovatsiyalar vazirligi termiz davlat universiteti magistratura bo

3.2. Qishloq sharoitida foydalanishga mo‘ljallangan mini biogaz qurilmasini yig‘ish jarayoni
Hozirgi kunda tabiiy energiya resurslarini tejash va undan samarali foydalanishda, qayta tiklanadigan muqobil energiya manbalarining ahamiyati juda katta. Respublikamizda qayta tiklanadigan energiya manbalaridan quyosh energiyasi va biomassa energiyasidan foydalanish yuqori samara beradi. Muqobil energiya manbalarining klassik turlaridan biri biomassa bo‘lib, biomassa va turli organik chiqindilarni qayta ishlash orqali biogaz olish, uni qayta ishlash bilan metan gazini hosil qilish, hamda hosil bo’lgan gazni aholi va avtomobillarga tarqatishni yo‘lga qo’yish mumkin. Biogaz qurilmalarining amaliyotga joriy etilishi natijasida chiqindilardan atrof-muhitga behuda chiqayotgan metan gazni yig‘ib olib, aholi va avtomobillarga tarqatish orqali, kuz-qish mavzusimida gaz tanqisligini oldini olish bilan bir vaqtda ekologik muammolarni ham hal qilish mumkin.²⁸
Organik chiqindilardan biogaz ishlab chiqarish uchun katta-katta reaktolarda –germetik berk bo‘lgan idishlarda biologik chiqindilar qayta ishlanadi. Biogaz qurilmalari yordamida go‘ng (o‘simlik qoldiqlari va hayvon chiqindilari) qayta ishlanib, yonuvchan gaz va yuqori sifatli o‘g‘it chirindi olinadi. Biogaz - bu tabiiy muhitda yoki maxsus qurilmalarda hosil bo‘lgan gaz. Bu organik moddalarning biologik parchalanish reaktsiyalari mahsulidir. Ular odatda poligonlarda ishlab chiqariladi, chunki barcha yotqizilgan organik moddalar parchalanadi. Aytilgan organik moddalar tashqi ta’sirga uchraganda, metanogen bakteriyalar (kislorod bo‘lmaganida paydo bo‘ladigan va metan gazi bilan oziqlanadigan bakteriyalar) kabi mikroorganizmlarning ta'siri va uni boshqa omillar buzadi. Kislorod mavjud bo'lmagan va bakteriyalar organik moddalarni iste'mol qiladigan ushbu muhitda ularning chiqindisi metan gazi va CO₂ hisoblanadi.
Shuning uchun biogazning tarkibi bu 70% metandan va qolgan 30% CO₂ dan tashkil topgan aralash gaz. Bundan tashqari, u vodorod (H₂), azot (N₂), kislorod (O₂) va vodorod sulfid (H₂S) kabi boshqa kichik gazlarga ega, ammo ular asosiy emas. Deyarli barcha organik moddalar fermentatsiya natijasida parchalanadi. Anaerob sharoitda fermentatsiya yoki parchalanish jarayonida ishtirok etadigan mikroorganizmlar asl substratga moslashadi. Fermentatsiya nam muhitda sodir bo‘lganligi sababli, biosubstratda taxminan 50% suv bo‘lishi kerak. Biologik parchalanish 35 °C dan 40 °C gacha bo'lgan haroratda amalga oshiriladi. Anaerob fermentatsiya jarayonida organik moddalarni yuqori molekulyar birikmalardan suvda eriydigan past molekulyar birikmalarga aylantirishning ko‘p bosqichli jarayoni sodir bo‘ladi.²⁹
Mini biogaz qurilmasining diagrammasi:
- organik chiqindilarni qabul qilish va dastlabki tayorlash tizimi;
- ob’yekt ichida chiqindilarni tashish tizimi;
- aralashtirish tizimiga ega bioreaktorlar;
-biogazni vodorod sulfidi va namlik aralashmalaridan tozalash tizimi;
-fermentlangan massa va biogaz uchun saqlash tanklari;
-texnologik jarayonlarni dasturiy boshqarish va avtomatlashtirish tizimi.
Biogaz - metan va karbonat angidrid aralashmasi - bu turli xil fiziologik guruhlardagi anaerob bakteriyalarning o‘ziga xos tabiiy biotsenozi orqali amalga oshiriladigan o‘simlik va hayvonlarning organik moddalarining metan fermentatsiyasi mahsulotidir.
Qishloq xo‘jaligi ishlab chiqarishida yillik organik chiqindilar miqdori 250 million tonnani tashkil etadi, shundan 150 million tonnasi chorvachilik va parrandachilik uchun, 100 million tonnasi mutlaqo quruq moddalar bo‘yicha o‘simlikchilik uchun. Chorvachilik chiqindilarini yo‘q qilish texnologiyalari ming yillar davomida mavjud. Zamonaviy sharoitda cheklangan hududlarda ko‘p sonli qishloq hayvonlari va parrandalarning to‘planishi tijorat mahsulotlarini olish uchun sanoat chiqindilarini yo‘q qilish texnologiyalaridan foydalanishni talab qiladi.³⁰
Hozirgi vaqtda sivilizatsiyaning asosiy muammolaridan biri bu qayta tiklanmaydigan energiya manbalari konlarini jadal ekspluatatsiya qilish natijasida qazilma energiya resurslarining kamayishi va tanqisligidir. Shulardan kelib chiqib, energiyani qayta tiklanadigan xom ashyoga o‘tkazish, tirik organizmlar chiqindilari va ularning biomassasidan foydalanish zarurati yaqqol ko‘zga tashlanadi. Bularning barchasi yonuvchan biogazni olish uchun biomassani qayta ishlash bilan bog'liq sezilarli miqdordagi tadqiqotlarning paydo bo'lishiga olib keldi. Bugungi kunga qadar dunyoda harorat, namlik, qayta ishlangan massa tarkibi, bioreaktsiya davomiyligining turli xil o‘zgarishlaridan foydalanishga asoslangan biogaz texnologiyalari ishlab chiqilgan va qo‘llanilgan va har xil turdagi biogaz qurilmalari ishlab chiqilgan. Hozirgi kunda mini biogas qurilmalarining tasnifini quyidagi turlarga ajratish mumkin:
1. Gaz ishlab chiqarishning harorat rejimiga ko‘ra: - psixofil harorat rejimi (0÷25 °C); – mezofil harorat rejimi (25÷40 °C); – termofil harorat rejimi (40÷60 °C);
2. Qayta ishlangan substratning namligiga ko‘ra: - qattiq fazali metan hosil bo'lishi; – suyuq organik chiqindilarni fermentatsiyalash; - "super suyuqlik" organik chiqindilarni fermentatsiyalash; Biogaz texnologiyasining asosiy va keng qamrovli tasniflaridan biri dizayn va texnologik xususiyatlariga ko‘ra tasniflashdir. Ushbu tasnif biogaz qurilmalarini quyidagi mezonlarga ko‘ra tasniflash imkonini beradi:
1. Bioreaktor hajmi bo‘yicha - quvvati past (5-20 m³, masalan, fermer xo‘jaliklari); - o‘rtacha quvvatli (200-1000 m³, masalan, chorvachilik majmualari); - yuqori quvvatli (1000- 10000 m³, masalan, sanoat korxonalari).
2. Fermentatsiyaning bosqichlarga (fermentatsiya zonalariga) bo‘linishiga ko'ra: a) bosqichlarga bo‘linmasdan; b) ikki bosqichli; c) uch bosqichli.
3. Reaktor shakliga ko‘ra: - tuxumsimon (oval); - silindrsimon (konus bilan yuqoriga; pastga; har ikki tomonda); - sharsimon; - xandaq shaklida. Hozirgi vaqtda kichik biznes va qishloq xo‘jaligida bir bosqichli o‘rnatish ko'proq tarqalgan. Disterning dizayni va uni ufqqa nisbatan o‘rnatish turi o‘zining kamchiliklari va ijobiy tomonlariga ega. Shundan kelib chiqqan holda, bir bosqichli parchalanuvchilarning turli xil konstruktsiyalarining asosiy kamchiliklari va afzalliklari ko‘rib chiqildi va tahlil qilindi. Olingan natijalarni jadvalda ko‘rish mumkin.³¹
Biomassa odatda organik moddalarning yangilanishini anglatadi, fotosintez orqali o‘simliklar tomonidan ishlab chiqariladi. Biomassaning asosiy manbai daraxtlar, ekinlar va suv o‘simliklari. Yig'ishdan keyin va biomassani qayta ishlash tijorat mahsulotlari bilan birga chiqindilarni ishlab chiqaradi qattiq maishiy chiqindilar ko‘p miqdorda organik moddalarni o'zlashtirishi mumkin qo‘shimcha energiya olish uchun mos material.