خط إنتاج سماد قابل للذوبان في الماء

إدخال عملية التخمير:
يشير تخمير الغاز الحيوي ، المعروف أيضًا باسم الهضم اللاهوائي والتخمير اللاهوائي ، إلى المواد العضوية (مثل روث الإنسان والماشية والدواجن والقش والأعشاب وما إلى ذلك) تحت ظروف رطوبة ودرجة حرارة وظروف لاهوائية معينة ، من خلال تقويض الكائنات الحية الدقيقة المختلفة ، و أخيرًا عملية تكوين خليط قابل للاشتعال من الغازات مثل الميثان وثاني أكسيد الكربون.يعتمد نظام تخمير الغاز الحيوي على مبدأ تخمير الغاز الحيوي ، بهدف إنتاج الطاقة ، وأخيراً يحقق الاستخدام الشامل للغاز الحيوي ، ملاط ​​الغاز الحيوي وبقايا الغاز الحيوي.

التخمير بالغاز الحيوي هو عملية كيميائية حيوية معقدة لها الخصائص التالية:
(1) هناك العديد من أنواع الكائنات الحية الدقيقة المتضمنة في تفاعل التخمير ، ولا توجد سابقة لاستخدام سلالة واحدة لإنتاج الغاز الحيوي ، وهناك حاجة إلى لقاح للتخمير أثناء الإنتاج والاختبار.
(2) المواد الخام المستخدمة في التخمير معقدة وتأتي من مجموعة واسعة من المصادر.يمكن استخدام مواد عضوية مفردة مختلفة أو مخاليط كمواد خام للتخمير ، والمنتج النهائي هو الغاز الحيوي.بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للتخمير بالغاز الحيوي معالجة مياه الصرف الصحي العضوية بتركيز كتلة COD يتجاوز 50000 ملغم / لتر والنفايات العضوية ذات المحتوى الصلب العالي.
استهلاك الطاقة للكائنات الحية الدقيقة التي تعمل بالغاز الحيوي منخفض.في ظل نفس الظروف ، فإن الطاقة المطلوبة للهضم اللاهوائي تمثل فقط 1/30 ~ 1/20 من التحلل الهوائي.
هناك العديد من أنواع أجهزة تخمير الغاز الحيوي ، والتي تختلف في التركيب والمواد ، ولكن يمكن لجميع أنواع الأجهزة إنتاج الغاز الحيوي طالما أن التصميم معقول.
يشير التخمير بالغاز الحيوي إلى العملية التي يتم فيها تخمير العديد من النفايات العضوية الصلبة بواسطة الكائنات الدقيقة التي تعمل بالغاز الحيوي لإنتاج الغاز الحيوي.يمكن تقسيمها بشكل عام إلى ثلاث مراحل:
مرحلة التسييل
نظرًا لأن المواد العضوية الصلبة المختلفة لا يمكن عادةً دخول الكائنات الحية الدقيقة واستخدامها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة ، يجب تحلل المادة العضوية الصلبة في السكريات الأحادية القابلة للذوبان والأحماض الأمينية والجليسرول والأحماض الدهنية ذات الأوزان الجزيئية الصغيرة نسبيًا.يمكن لهذه المواد القابلة للذوبان ذات الوزن الجزيئي الصغير نسبيًا أن تدخل الخلايا الميكروبية وتتحلل أكثر وتستخدم.
المرحلة الحمضية
تستمر العديد من المواد القابلة للذوبان (السكريات الأحادية والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية) في التحلل والتحول إلى مواد جزيئية منخفضة تحت تأثير البكتيريا السليلوزية وبكتيريا البروتين والبكتيريا الدهنية وبكتريا البكتين والإنزيمات داخل الخلايا ، مثل حمض الزبد وحمض البروبيونيك وحمض الخليك ، والكحولات والكيتونات والألدهيدات والمواد العضوية البسيطة الأخرى ؛في الوقت نفسه ، يتم إطلاق بعض المواد غير العضوية مثل الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون والأمونيا.ولكن في هذه المرحلة ، يكون المنتج الرئيسي هو حمض الأسيتيك ، الذي يمثل أكثر من 70٪ ، لذلك يطلق عليه مرحلة التوليد الحمضي.تسمى البكتيريا التي تشارك في هذه المرحلة بالمواد الحمضية.
المرحلة الميثانية
تحلل البكتيريا الميثانوجية المواد العضوية البسيطة مثل حمض الأسيتيك المتحلل في المرحلة الثانية إلى ميثان وثاني أكسيد الكربون ، ويتم تقليل ثاني أكسيد الكربون إلى ميثان تحت تأثير الهيدروجين.تسمى هذه المرحلة بمرحلة إنتاج الغاز ، أو المرحلة المولدة للميثان.
تتطلب البكتيريا المولدة للميثان العيش في بيئة ذات إمكانية تقليل الأكسدة أقل من -330 مللي فولت ، ويتطلب تخمير الغاز الحيوي بيئة لا هوائية صارمة.
من المعتقد بشكل عام أنه من تحلل المواد العضوية المعقدة المختلفة إلى الجيل الأخير من الغاز الحيوي ، هناك خمس مجموعات فسيولوجية رئيسية من البكتيريا المعنية ، وهي البكتيريا المخمرة ، والبكتيريا المنتجة للهيدروجين ، والبكتيريا المستهلكة للهيدروجين ، وتناول الهيدروجين. الميثانوجينات والبكتيريا المنتجة لحمض الخليك.الميثانوجينات.تشكل خمس مجموعات من البكتيريا سلسلة غذائية.وفقًا لاختلاف مستقلباتها ، تكمل المجموعات الثلاث الأولى من البكتيريا عملية التحلل المائي والتحميض معًا ، وتكمل المجموعتان الأخيرتان من البكتيريا عملية إنتاج الميثان.
البكتيريا المخمرة
هناك العديد من أنواع المواد العضوية التي يمكن استخدامها لتخمير الغاز الحيوي ، مثل روث الماشية وقش المحاصيل ومخلفات معالجة الأغذية والكحول ، وما إلى ذلك ، وتشمل مكوناتها الكيميائية الرئيسية السكريات (مثل السليلوز ، والهيميسليلوز ، والنشا ، والبكتين ، إلخ) ، 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 المخمرة قبل أن يتم امتصاصها واستخدامها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة.بعد أن تمتص البكتيريا المخمرة المواد القابلة للذوبان المذكورة أعلاه في الخلايا ، يتم تحويلها إلى حمض الأسيتيك وحمض البروبيونيك وحمض الزبد والكحول من خلال التخمير ، ويتم إنتاج كمية معينة من الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون في نفس الوقت.تسمى الكمية الإجمالية لحمض الخليك وحمض البروبيونيك وحمض الزبد في مرق التخمير أثناء تخمير الغاز الحيوي بالحمض المتطاير الكلي (TVA).في حالة التخمير الطبيعي ، يكون حمض الأسيتيك هو الحمض الرئيسي في إجمالي الحمض المبذول.عندما تتحلل مواد البروتين ، بالإضافة إلى المنتجات ، سيكون هناك أيضًا كبريتيد هيدروجين الأمونيا.هناك العديد من أنواع البكتيريا المخمرة التي تشارك في عملية التخمير المائي ، وهناك مئات الأنواع المعروفة ، بما في ذلك كلوستريديوم ، والبكتيرويد ، وبكتيريا حمض الزبد ، وبكتيريا حمض اللاكتيك ، وبكتيريا البيفيدوباكتيريا والبكتيريا الحلزونية.معظم هذه البكتيريا هي اللاهوائية ، ولكن أيضًا اللاهوائية الاختيارية.[1]
الميثانوجينات
أثناء تخمير الغاز الحيوي ، ينتج تكوين الميثان عن مجموعة من البكتيريا عالية التخصص تسمى الميثانوجينات.تشمل الميثانوجينات hydromethanotrophs و acetomethanotrophs ، وهما آخر أعضاء المجموعة في السلسلة الغذائية أثناء الهضم اللاهوائي.على الرغم من أن لها أشكالًا متنوعة ، إلا أن وضعها في السلسلة الغذائية يجعلها تتمتع 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 مستقبلات الهيدروجين الخارجية ، بحيث يمكن إكمال تحلل المواد العضوية في ظل الظروف اللاهوائية بنجاح.

اختيار عملية محلول المغذيات النباتية:
يهدف إنتاج محلول المغذيات النباتية إلى استخدام المكونات المفيدة في ملاط ​​الغاز الحيوي وإضافة عناصر معدنية كافية لجعل المنتج النهائي يتمتع بخصائص أفضل.
بصفته مادة عضوية جزيئية طبيعية ، يتمتع حمض الهيوميك بنشاط فسيولوجي جيد ووظائف الامتصاص والتعقيد والتبادل.
يمكن أن يؤدي استخدام حمض الهيوميك وطين الغاز الحيوي لمعالجة عملية إزالة معدن ثقيل إلى زيادة ثبات ملاط ​​الغاز الحيوي ، وإضافة عملية إزالة معدن ثقيل من العناصر النادرة يمكن أن تجعل المحاصيل تمتص العناصر النزرة بشكل أفضل.

مقدمة عن عملية إزالة معدن ثقيل من حمض الهيوميك:
يشير الاستخلاب إلى تفاعل كيميائي ترتبط فيه أيونات المعادن بذرتين أو أكثر من ذرات التنسيق (غير معدنية) في نفس الجزيء عن طريق روابط التنسيق لتشكيل بنية حلقية غير متجانسة (حلقة مخلبة) تحتوي على أيونات معدنية.نوع من التأثير.إنه مشابه لتأثير عملية إزالة معدن ثقيل لمخالب السلطعون ، ومن هنا جاءت تسميته.تشكيل الحلقة المخلبة يجعل المخلّب أكثر ثباتًا من المركب غير المخلّب بتركيبة وبنية متشابهة.هذا التأثير لزيادة الاستقرار الناجم عن عملية إزالة معدن ثقيل يسمى تأثير chelation.
يسمى التفاعل الكيميائي الذي تشكل فيه مجموعة وظيفية من جزيء واحد أو جزيئين وأيون معدني بنية حلقة من خلال التنسيق ، عملية إزالة معدن ثقيل ، والمعروفة أيضًا باسم عملية إزالة معدن ثقيل أو cyclation.من بين الحديد غير العضوي الذي يبتلعه جسم الإنسان ، يتم امتصاص 2-10٪ فقط في الواقع.عندما يتم تحويل المعادن إلى أشكال قابلة للهضم ، عادة ما تضاف الأحماض الأمينية لجعلها مركب "مخلّب".بادئ ذي بدء ، يعني الاستخلاب معالجة المواد المعدنية في أشكال قابلة للهضم.المنتجات المعدنية العادية ، مثل مسحوق العظام ، والدولوميت ، وما إلى ذلك ، لم يتم "تخليبها" تقريبًا.لذلك ، في عملية الهضم ، يجب أن يخضع أولاً للعلاج "بالاستخلاب".ومع ذلك ، فإن العملية الطبيعية لتشكيل المعادن إلى مركبات "مخلبة" (مخلبة) في معظم أجسام الناس لا تعمل بسلاسة.نتيجة لذلك ، المكملات المعدنية تكاد تكون عديمة الفائدة.من هذا نعلم أن المواد التي يبتلعها جسم الإنسان لا يمكن أن تمارس تأثيرها بشكل كامل.لا يستطيع معظم جسم الإنسان هضم الطعام وامتصاصه بشكل فعال.من بين الحديد غير العضوي المعني ، يتم هضم 2٪ -10٪ فقط فعليًا ، وسيتم إفراز 50٪ ، لذلك فإن جسم الإنسان قد "استخلب" الحديد بالفعل."إن هضم وامتصاص المعادن المعالجة أعلى بثلاث إلى عشر مرات من المعادن غير المعالجة.حتى لو أنفقت القليل من المال ، فإن الأمر يستحق ذلك.
لا يمكن عادةً امتصاص الأسمدة المتوسطة والعناصر النزرة المستخدمة حاليًا واستخدامها بواسطة المحاصيل لأن العناصر النزرة غير العضوية يتم تثبيتها بسهولة بواسطة التربة في التربة.بشكل عام ، كفاءة استخدام العناصر النزرة المخلبة في التربة أعلى من كفاءة العناصر النزرة غير العضوية.سعر العناصر النزرة المخلبة أعلى أيضًا من سعر الأسمدة غير العضوية.