خط إنتاج الأسمدة القابلة للذوبان في الماء

مقدمة لعملية التخمير:
يشير تخمير الغاز الحيوي، المعروف أيضًا باسم الهضم اللاهوائي والتخمير اللاهوائي، إلى المواد العضوية (مثل روث الإنسان والماشية والدواجن والقش والأعشاب الضارة وما إلى ذلك) تحت ظروف معينة من الرطوبة ودرجة الحرارة واللاهوائية، من خلال تقويض الكائنات الحية الدقيقة المختلفة، و وأخيرًا عملية تكوين خليط من الغازات القابلة للاشتعال مثل الميثان وثاني أكسيد الكربون.يعتمد نظام تخمير الغاز الحيوي على مبدأ تخمير الغاز الحيوي، بهدف إنتاج الطاقة، وأخيرًا يحقق الاستخدام الشامل للغاز الحيوي، وملاط الغاز الحيوي وبقايا الغاز الحيوي.

يعد تخمير الغاز الحيوي عملية كيميائية حيوية معقدة تتميز بالخصائص التالية:
(1) هناك أنواع عديدة من الكائنات الحية الدقيقة المشاركة في تفاعل التخمير، وليس هناك سابقة لاستخدام سلالة واحدة لإنتاج الغاز الحيوي، وهناك حاجة إلى اللقاح للتخمير أثناء الإنتاج والاختبار.
(2) المواد الخام المستخدمة في التخمير معقدة وتأتي من مجموعة واسعة من المصادر.يمكن استخدام العديد من المواد العضوية أو المخاليط كمواد خام للتخمير، والمنتج النهائي هو الغاز الحيوي.بالإضافة إلى ذلك، يمكن لتخمير الغاز الحيوي معالجة مياه الصرف الصحي العضوية بتركيز كتلة COD يتجاوز 50000 ملغم / لتر والنفايات العضوية ذات المحتوى الصلب العالي.
استهلاك الطاقة للكائنات الحية الدقيقة في الغاز الحيوي منخفض.في ظل نفس الظروف، فإن الطاقة اللازمة لعملية الهضم اللاهوائي تمثل فقط 1/30 ~ 1/20 من التحلل الهوائي.
هناك العديد من أنواع أجهزة تخمير الغاز الحيوي، والتي تختلف في الهيكل والمواد، ولكن يمكن لجميع أنواع الأجهزة إنتاج الغاز الحيوي طالما أن التصميم معقول.
يشير تخمير الغاز الحيوي إلى العملية التي يتم فيها تخمير النفايات العضوية الصلبة المختلفة بواسطة الكائنات الحية الدقيقة في الغاز الحيوي لإنتاج الغاز الحيوي.ويمكن تقسيمها بشكل عام إلى ثلاث مراحل:
مرحلة التسييل
نظرًا لأن المواد العضوية الصلبة المختلفة لا يمكنها عادةً دخول الكائنات الحية الدقيقة واستخدامها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة، فيجب تحلل المادة العضوية الصلبة إلى سكريات أحادية قابلة للذوبان وأحماض أمينية وجلسرين وأحماض دهنية ذات أوزان جزيئية صغيرة نسبيًا.يمكن لهذه المواد القابلة للذوبان ذات الوزن الجزيئي الصغير نسبيًا أن تدخل الخلايا الميكروبية وتتحلل بشكل أكبر وتستخدم.
المرحلة الحمضية
تستمر المواد القابلة للذوبان المختلفة (السكريات الأحادية، والأحماض الأمينية، والأحماض الدهنية) في التحلل والتحول إلى مواد جزيئية منخفضة تحت تأثير البكتيريا السليلوزية، والبكتيريا البروتينية، والبكتيريا الدهنية، وبكتيريا البكتين، والإنزيمات داخل الخلايا، مثل حمض البيوتريك، وحمض البروبيونيك، وحمض الخليك، والكحوليات والكيتونات والألدهيدات وغيرها من المواد العضوية البسيطة؛وفي الوقت نفسه، يتم إطلاق بعض المواد غير العضوية مثل الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون والأمونيا.ولكن في هذه المرحلة، المنتج الرئيسي هو حمض الأسيتيك، وهو ما يمثل أكثر من 70٪، لذلك يطلق عليها مرحلة توليد الحمض.تسمى البكتيريا التي تشارك في هذه المرحلة بالحمض.
مرحلة الميثانوجين
تقوم البكتيريا الميثانوجينية بتحليل المواد العضوية البسيطة مثل حمض الأسيتيك المتحلل في المرحلة الثانية إلى ميثان وثاني أكسيد الكربون، ويتم اختزال ثاني أكسيد الكربون إلى ميثان تحت تأثير الهيدروجين.وتسمى هذه المرحلة بمرحلة إنتاج الغاز، أو مرحلة الميثانوجين.
تتطلب البكتيريا الميثانوجينية العيش في بيئة ذات قدرة أكسدة واختزال أقل من -330 ملي فولت، ويتطلب تخمير الغاز الحيوي بيئة لاهوائية صارمة.
من المعتقد بشكل عام أنه من تحلل المواد العضوية المعقدة المختلفة إلى الجيل النهائي للغاز الحيوي، هناك خمس مجموعات فسيولوجية رئيسية من البكتيريا المعنية، وهي البكتيريا المتخمرة، والبكتيريا المنتجة للهيدروجين، والبكتيريا المستهلكة للهيدروجين، والبكتيريا الآكلة للهيدروجين. الميثانوجينات والبكتيريا المنتجة لحمض الأسيتيك.الميثانوجينات.تشكل خمس مجموعات من البكتيريا سلسلة غذائية.وبحسب اختلاف مستقلباتها، فإن المجموعات الثلاث الأولى من البكتيريا تكمل عملية التحلل المائي والتحمض معًا، وتكمل المجموعتان الأخيرتان من البكتيريا عملية إنتاج الميثان.
البكتيريا المتخمرة
هناك أنواع كثيرة من المواد العضوية التي يمكن استخدامها لتخمر الغاز الحيوي، مثل روث الماشية، وقش المحاصيل، ومخلفات معالجة الأغذية والكحول، وما إلى ذلك، وتشمل مكوناتها الكيميائية الرئيسية السكريات (مثل السليلوز، الهيمسيلولوز، النشا، البكتين، الخ)، فئة الدهون والبروتين.معظم هذه المواد العضوية المعقدة غير قابلة للذوبان في الماء ويجب أولاً أن تتحلل إلى سكريات قابلة للذوبان وأحماض أمينية وأحماض دهنية بواسطة إنزيمات خارج الخلية تفرزها البكتيريا المتخمرة قبل أن تتمكن الكائنات الحية الدقيقة من امتصاصها واستخدامها.بعد أن تمتص البكتيريا المتخمرة المواد القابلة للذوبان المذكورة أعلاه في الخلايا، يتم تحويلها إلى حمض الأسيتيك وحمض البروبيونيك وحمض البيوتريك والكحولات من خلال التخمير، ويتم إنتاج كمية معينة من الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون في نفس الوقت.يُطلق على الكمية الإجمالية لحمض الأسيتيك وحمض البروبيونيك وحمض البيوتريك في مرق التخمير أثناء تخمير الغاز الحيوي اسم الحمض المتطاير الكلي (TVA).في حالة التخمير الطبيعي، حمض الأسيتيك هو الحمض الرئيسي في إجمالي الحمض المبذول.عندما تتحلل المواد البروتينية، بالإضافة إلى المنتجات، سيكون هناك أيضًا كبريتيد هيدروجين الأمونيا.هناك أنواع عديدة من البكتيريا المتخمرة المشاركة في عملية التخمير المائي، وهناك المئات من الأنواع المعروفة، بما في ذلك كلوستريديوم، باكتيرويدس، بكتيريا حمض البوتيريك، بكتيريا حمض اللاكتيك، بكتيريا البيفيدوباكتريا والبكتيريا الحلزونية.معظم هذه البكتيريا لاهوائية، ولكنها أيضًا لاهوائية اختيارية.[1]
الميثانوجينات
أثناء تخمير الغاز الحيوي، يتشكل غاز الميثان بسبب مجموعة من البكتيريا عالية التخصص تسمى مولدات الميثان.تشتمل مولدات الميثان على الهيدروميثانوتروف والأسيتوميثانوتروف، وهما آخر أعضاء المجموعة في السلسلة الغذائية أثناء عملية الهضم اللاهوائي.على الرغم من أن لديهم أشكالًا متنوعة، إلا أن مكانتهم في السلسلة الغذائية تجعلهم يتمتعون بخصائص فسيولوجية مشتركة.في ظل الظروف اللاهوائية، يقومون بتحويل المنتجات النهائية للمجموعات الثلاث الأولى من التمثيل الغذائي البكتيري إلى منتجات غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون في غياب متقبلات الهيدروجين الخارجية، بحيث يمكن إكمال تحلل المواد العضوية في الظروف اللاهوائية بنجاح.

اختيار عملية محلول المغذيات النباتية:
يهدف إنتاج محلول المغذيات النباتية إلى استخدام المكونات المفيدة في ملاط ​​الغاز الحيوي وإضافة ما يكفي من العناصر المعدنية لجعل المنتج النهائي يتمتع بخصائص أفضل.
باعتباره مادة عضوية جزيئية كبيرة، يتمتع حمض الهيوميك بنشاط فسيولوجي جيد ووظائف الامتصاص والتعقيد والتبادل.
يمكن أن يؤدي استخدام حمض الهيوميك وملاط الغاز الحيوي في معالجة عملية إزالة معدن ثقيل إلى زيادة استقرار ملاط ​​الغاز الحيوي، كما أن إضافة عملية إزالة معدن ثقيل من العناصر النزرة يمكن أن يجعل المحاصيل تمتص العناصر النزرة بشكل أفضل.

مقدمة عملية استخلاب حمض الهيوميك:
يشير الاستخلاب إلى تفاعل كيميائي ترتبط فيه الأيونات المعدنية بذرتين أو أكثر من ذرات التنسيق (غير المعدنية) في نفس الجزيء عن طريق روابط التنسيق لتكوين بنية حلقية غير متجانسة (حلقة مخلبية) تحتوي على أيونات معدنية.نوع من التأثير.إنه مشابه لتأثير مخالب السلطعون، ومن هنا جاء الاسم.إن تكوين حلقة المخلب يجعل المخلب أكثر استقرارًا من المركب غير المخلب الذي له تركيبة وبنية مماثلة.ويسمى هذا التأثير المتمثل في زيادة الاستقرار الناجم عن عملية إزالة معدن ثقيل بتأثير عملية إزالة معدن ثقيل.
التفاعل الكيميائي الذي تشكل فيه مجموعة وظيفية مكونة من جزيء واحد أو جزيئين وأيون معدني بنية حلقية من خلال التنسيق يسمى عملية إزالة معدن ثقيل، المعروف أيضًا باسم عملية إزالة معدن ثقيل أو عملية إزالة معدن ثقيل.من بين الحديد غير العضوي الذي يبتلعه جسم الإنسان، يتم امتصاص 2-10% فقط منه فعليًا.عندما يتم تحويل المعادن إلى أشكال قابلة للهضم، عادة ما يتم إضافة الأحماض الأمينية لجعلها مركب "خلابي".بادئ ذي بدء، تعني عملية إزالة معدن ثقيل معالجة المواد المعدنية إلى أشكال قابلة للهضم.المنتجات المعدنية العادية، مثل مسحوق العظام والدولوميت وما إلى ذلك، لم يتم "استخلابها" على الإطلاق تقريبًا.لذلك، في عملية الهضم، يجب أولاً أن تخضع لعملية "الاستخلاب".ومع ذلك، فإن العملية الطبيعية لتكوين المعادن إلى مركبات "خلابة" (مركبات مخلبية) في أجسام معظم الناس لا تتم بسلاسة.ونتيجة لذلك، المكملات المعدنية تكاد تكون عديمة الفائدة.ومن هذا نعلم أن المواد التي يتناولها جسم الإنسان لا يمكنها أن تمارس تأثيرها بشكل كامل.لا يستطيع معظم جسم الإنسان هضم الطعام وامتصاصه بشكل فعال.من بين الحديد غير العضوي المتضمن، يتم هضم 2% إلى 10% فقط فعليًا، وسيتم إخراج 50% منه، وبالتالي يكون جسم الإنسان قد "خلّب" الحديد بالفعل."إن هضم وامتصاص المعادن المعالجة أعلى بنسبة 3-10 مرات من المعادن غير المعالجة.حتى لو أنفقت المزيد من المال، فإن الأمر يستحق ذلك.
عادةً لا يمكن امتصاص الأسمدة المتوسطة والعناصر النزرة الشائعة الاستخدام حاليًا من قبل المحاصيل لأن العناصر النزرة غير العضوية يتم تثبيتها بسهولة بواسطة التربة في التربة.بشكل عام، كفاءة استخدام العناصر النزرة المخلبة في التربة أعلى من العناصر النزرة غير العضوية.كما أن سعر العناصر النزرة المخلبة أعلى أيضًا من سعر الأسمدة ذات العناصر النزرة غير العضوية.