Метанобразующие бактерии

Биогаз образуется в результате разложения органических соединений животного и растительного происхождения. В составе биогаза основным компонентом является метан, который образуется в результате жизнедеятельности метанообразующих бактерий. Но метаногены не способны в одиночку преобразовать органические соединения в метан и углекислый газ, поэтому сначала в процессе участвуют кислотообразующие бактерии.

Эти микроорганизмы способны преобразовывать сложные органические соединения в более простые, к примеру, белки расщепляются до пептидов и аминокислот, углеводы становятся простыми сахарами, а жиры преобразуются в глицерин и жирные кислоты. После окончания первой фазы брожения образуются масляная, уксусная и пропионовая кислоты, спирты и альдегиды, а также ряд других неорганических соединений, к числу которых относятся сероводород, водород и аммиак. Только после этого к работе приступают метаногены.

Под действием ферментов и коферментов, вырабатываемых метанобразующими бактериями, завершается цикл брожения, в результате чего образуется метан и углекислый газ, входящие в состав биогаза. Метанобразующие бактерии относятся к разряду архебактерий. Они имеют особый аппарат синтеза белка и состав клеточных стенок, что позволяет им получать энергию и усваивать углекислоту. Размножаются метаногены очень медленно и проявляют повышенную чувствительность к изменениям окружающей среды.

Интенсивность газовыделения будет во многом зависеть от условий, созданных для жизнедеятельности метанобразующих бактерий. Низкая кислотность среды подавляет рост метаногенов, тем самым уменьшая полезный выход биогаза. Количество метана, содержащегося в биогазе, зависит от состава перерабатываемых органических веществ. Если в их составе содержатся жиры и протеины, то в результате получится биогаз с высоким содержанием метана. Но если биомасса состоит из растительных компонентов с большим содержанием углеводов, то содержание метана будет не высоким.

Поскольку они не способны выделять тепло, но существовать могут лишь в тепле, для повышения эффективности их работы требуется подогрев. В зависимости от необходимой для их жизнедеятельности температуры метаногены бывают психофильными, могут жить при температуре от +5° С до +20° С, мезофильные, живут при температуре от +30° С до +42° С, и термофильными, которые живут при температуре от +54° С до +56° С. Метаногенные бактерии не выносят резких перепадов температуры.

Кислотообразующие и метанобразующие бактерии содержатся в растениях, экскрементах животных и в воде. Обычно большое количество этих микроорганизмов можно встретить в болотах, где ощущается недостаток кислорода и имеются в наличие различные органические соединения. Они являются неотъемлемой частью анаэробного разложения органических веществ. Для переработки биологической массы в специальных установках не требуется специального насаждения бактерий, поскольку они уже содержатся в ней. Экскременты животных содержат полный комплекс необходимых для их разложения микроорганизмов, поэтому для их переработки требуется лишь создать и поддерживать оптимальные условия для развития процесса брожения.