duimnael|regs|300px|Anaerobiese verteringsaanleg in Israel
Anaërobiese vertering is 'n reeks prosesse waarin mikro-organismes bioafbreekbare materiale in die afwesigheid van suurstof afbreek. Die proses word dikwels gebruik om afvalwater en -slyk en ook organiese afval te behandel omdat dit die volume en massa van die voermateriaal verminder.Anaerobiese vertering http://www.monsal.com , nagegaan op 18.09.07 As deel van 'n geïntegreerde afvalbestuurstelsel kan anaerobiese vertering die uitlaatgas van vullishope na die atmosfeer verminder. Anaerobiese vertering is 'n bron van hernubare energie omdat die proses 'n metaan- en koolstofdioksiedryke biogas oplewer wat geskik is om fossielbrandstowwe te vervang. Die voedingryke vastestowwe wat agtergelaat word na vertering kan gebruik word as bemesting.
Die verteringsproses begin met bakteriese hidrolise van die voermateriale om die onoplosbare organiese polimere soos koolhidrate af te breek en dit beskikbaar te maak vir ander bakterieë. Asidogeniese bakterieë kan die suikers en aminosure dan na koolstofdioksied, waterstof, ammoniak, waterstof en organiese sure omskakel. Asetogeniese bakterieë skakel dan hierdie organiese sure om na asynsuur saam met nog meer ammoniak, waterstof en koolstofdioksied. Metanogeniese bakterieë skakel dan uiteindelik hierdie produkte na metaan en koolstofdioksied om.waste.nl Anaerobic digestion reference sheet , www.waste.nl, nagegaan op 25.10.07
Die tegniese vaardigheid wat vereis word om anaerobiese verteerders optimaal te onderhou tesame met hoë kapitale kostes en lae prosesrendemente het tot dusver die toepassing daarvan vir afvalbestuur in die nywerheid beperk.waste.nl Anaerobic digestion reference sheet , www.waste.nl, retrieved 26.10.07 Anaerobiese verteringsaanlegte is egter geïdentifiseer as een van die belowendste gedesentraliseerde bronne van energie, aangesien hulle minder kapitaal verg as groot kragsentrales.Biogas Bonanza for Third World Development, www.i-sis.org.uk, retrieved 4.11.07, cites United Nations Development Programme (UNDP) 1997 Report, Energy After Rio: Prospects and Challenges
Versigtige beheer van die verteerder se temperatuur, pH en voertempo is belangrik om doeltreffende ontbinding van die materiaal te verkry. Versteurings in die ontbindingsproses kan ook lei tot algehele faling van die proses. Dit is baie belangrik dat die kwaliteit van die voermateriale onderhou word en dat die proses effektief gemonitor word om te verseker dat die verrigting van die verteerder betroubaar en voorspelbaar bly.
Geskiedenis Wetenskaplike belangstelling in die gasse wat ontstaan vanuit die natuurlike ontbinding van organiese materiaal is vir die eerste keer in die sestiende eeu deur Robert Boyle en Stephen Hale aangeteken. Hulle het opgemerk dat 'n vlambare gas vrygestel word wanneer die sediment in strome en mere versteur word.Fergusen, T. & Mah, R. (2006) Methanogenic bacteria in Anaerobic digestion of biomass, p49 In 1808 het Sir Humphry Davy bepaal dat metaan teenwoordig was in die gasse wat deur beesmis afgeskei is.Cruazon, B. (2007) History of anaerobic digestion , web.pdx.edu, retrieved 17.08.07Anaerobic digestion , www.waste.nl, retrieved 19.08.07 Die eerste anaërobies verteerder is deur 'n melaatse kolonie in Bombaai Indië in 1859 gebou. In 1895 is tegnologie in Exeter, Engeland ontwikkel waar 'n septiese tenk gebruik is om gas te ontwikkel vir straatligte. In 1904 is daar ook in Engeland vir die eerste keer van 'n dubbeldoel tenk vir beide sedimentasie en slykbehandeling in Hampton geïnstalleer. In 1907 in Duitsland is 'n patent toegeken vir die Imhoff tenk, 'n soort verteringstenk.
In die 1930's het anaërobiese vertering toenemend erkenning as 'n navorsingsveld in wetenskaplike kringe geniet. Navorsing in hierdie tyd het gelei tot die ontdekking van anaërobies bakterieë, die mikro-organismes wat die proses ondersteun. Verdere navorsing is ook gedoen om vas te stel onder watter toestande die metanogeniese bakterieë groei en voortplant.Humanik, F. et al (2007) Anaerobic digestion of animal manure , www.epa.gov, nagegaan op 17.08.07
Gebruike Anaërobiese vertering kan veral goed op nat organiese materiaal toegepas word en word dikwels gebruik vir die behandeling van uitvloeisels en riool.Anaerobic Digestion , www.wasteresearch.co.uk, nagegaan op 24.10.07 Anaërobiese vertering is 'n eenvoudige proses wat die hoeveelheid organiese materiaal drasties kan verminder wat andersins op 'n vullishoop gestort sou moes word of verbrand sou moes word.
Byna enige organiese materiaal kan deur middel van anaërobiese vertering verwerk word.'n Bekendstelling tot anaërobiese vertering , www.anaerobic-digestion.com, nagegaan op 17.08.07 Dit sluit biodegradeerbare afval soos papiervullis, grassnysels, oorskietkos, riool en dieremis in. Die uitsondering hierop is houtagtige afval wat baie moeilik ontbind word aangesien anaërobe nie lignien kan afbreek nie. Anaërobiese verteerders kan ook met gewasse gevoer word wat vir die spesifieke doeleinde gekweek word soos byvoorbeeld kuilvoer.Lemmer, A. & Oeschsner, H. Co-fermentation of grass and forage maize , Energy, Landtechnik, 5/11, bl. 56
In ontwikkelende lande bied eenvoudige anaërobiese verteringstelsels die moontlikheid van goedkoop, lae-koste energie vir kook- en beligtingsdoeleindes.Anaerobic Digestion Page , www.remade.org.uk, retrieved 17.08.07Friends of the Earth (2004) Anaerobic digestion Briefing Paper , www.foe.co.uk, retrieved 17.08.07Cardiff University (2005) Anaerobic Digestion Page , www.wasteresearch.co.uk, retrieved 17.08.07Doelle, H. W. (2001)Biotechnology and Human Development in Developing Countries , www.ejbiotechnology.info, retrieved 19.08.07 Anaërobiese verteringsfasiliteite is deur die Verenigde Nasies se Ontwikkelingsprogram erken as een van die belowendste gedesentraliseerde energiebronne.
Sjina en Indië het beide groot regeringsgesteunde skemas sedert 1975 gehad vir die aanpas van klein biogas-aanlegte vir huishoudelike kook- en beligtingsdoeleindes.Biogas Bonanza for Third World Development, www.i-sis.org.uk, retrieved 4.11.07 Tans kan projekte vir anaërobiese vertering in die ontwikkelende wêreld finansiering bekom deur middel van die Verenigde Nasies se skoon omgewingsontwikkelingsprogram as hulle 'n verlaging in koolstofuitlate kan aantoon.The Clean Development Mechanism in Nepal in The Tiempo Climate Newswatch , www.tiempocyberclimate.org
Druk vanweë omgewingswette rondom die bestuur van vaste afval in die ontwikkelde lande het gelei tot 'n toename in die gebruik van anaërobiese vertering as 'n proses vir die vermindering van afvalvolumes en die gepaardgaande nuttige byprodukte. Anaërobiese vertering kan gebruik word om die voorafgeskeide organiese gedeelte van munisipale afval te verwerk of saam met meganiese sorteringstelsels gebruik word om die oorblywende gemengde munisipale afval te verwerk.Juniper (2005) MBT: A Guide for Decision Makers – Processes, Policies & Markets , www.juniper.co.uk, (Project funding supplied by Sita Environmental Trust), Accessed 22.11.06Svoboda, I (2003) Anaerobic digestion, storage, olygolysis, lime, heat and aerobic treatment of livestock manures, www.scotland.gov.uk, retrieved 17.08.07Haase Mechanical Biological Treatment and Wet Anaerobic Digestion , www.haase-energietechnik.de, retrieved 23.10.07
Die gebruik van anaërobiese verteringstegnologie kan bydra tot die vermindering van skadelike uitlaatgasse op verskeie maniere.
Deur fossielbrandstowwe te vervang Deur die metaanbevattende afgasse vanaf vullishope te verminder Deur kunsmis te vervang Deur voertuie se bewegings te verminder (kleiner volume afval om te vervoer) Deur die oordragsverliese in die elektrisiteitsnetwerk te verminder deur middel van verspreide kragopwekking
Metaan en die krag wat vanaf anaerobiese verteringsfasiliteite verkry word kan gebruik word om die energie wat uit fossielbrandstowwe verkry word te verminder en daarom ook die aflaat van kweekhuisgasse te verminder.Digestion systems website, www.anaerobic-digestion.com, retrieved 19.08.07 Al word koolstofdioksied ook vrygestel deur die metaanverbranding is die koolstof sodoende verkry reeds deel van die koolstofkringloop.
Die koolstof wat in die atmosfeer vrygestel word deur die verbranding van biogas is deur plante uit die atmosfeer verwyder. As die plante dus weer groei verwyder dit weer die koolstof uit die atmosfeer en daarom veroorsaak die stelsel nie 'n opbou van koolstofdioksied in die atmosfeer nie.Benefits of anaerobic digestion , www.afbini.gov.uk, nagegaan op 17.08.07Questions about biomass energy , www.dti.gov.uk, nagegaan op 17.08.07 Dit staan in starre kontras met fossielbrandstowwe waar die koolstof reeds miljoene jare gelede in die aardkors vasgelê is en daarom lei die verbranding daarvan tot 'n verhoging in die oorhoofse koolstofdioksiedvlakke in die atmosfeer.
As die verrottende afval wat in anaërobiese verteerders op vullishope mee weggedoen word sal dit natuurlik ontbind en ook dikwels op anaërobiese wyse. In hierdie geval sal die gas uiteindelik in die atmosfeer beland. Metaan is ongeveer twintig keer meer skadelik as 'n kweekhuisgas as koolstofdioksied en daarom het dit 'n beduidende negatiewe impak op die omgewing.Metaan kan meer skadelik wees as koolstofdioksied ten opsigte van aardverwarming www.newmediaexplorer.org, nagegaan 17.08.07
Die oorskot vloeistof kan gebruik word as bemesting wat noodsaaklike voedingstowwe aan die grond kan verskaf. Die soliede, veselagtige komponent van die verteerde materiaal kan ook gebruik word om die organiese inhoud van die grond te verhoog. In sommige lande waar daar baie arm grond bestaan kan die mark vir die vaste uitskot van die verteringsproses byna net so belangrik wees as die biogas wat gelewer word.Introduction and Spanish organic waste situation, www.compostnetwork.info, nagegaan op 19.08.07
In lande waar huishoudelike afval herwin word kan die gebruik van plaaslike anaërobiese verteringsfasiliteite help om die hoeveelheid afval wat vervoer moet word na vullishope of verbrandingsaanlegte te verminder.
Die proses Daar bestaan 'n aantal bakterieë wat betrokke is in die anaërobiese verteringsproses insluitende asynsuurvormende bakterieë (asetogenese) en metaanvormende bakterieë (metanogenese). Hierdie bakterieë verteer die voermateriaal wat dan 'n verskillende aantal prosesse ondergaan om dit na intermediêre molekules omskakel insluitend suikers, waterstof en asynsuur alvorens dit uiteindelik na biogas omgeskakel word.
Verskillende spesies bakterieë kan by verskillende temperature oorleef. Die batkerieë wat optimaal leef by temperature van tussen 35-40°C word die mesofiele genoem. Sommige bakterieë kan by warmer temperature van 55-60°C oorleef en word termofiele genoem.Discovering Anaerobic Digestion and Biogas , www.face-online.org.uk, nagegaan op 8.11.07 Metanogenese ontstaan deur 'n primitiewe groep van archaea. Hierdie familie sluit spesies in wat in ongunstige toestande by warm ondersese fonteine bestaan. Hierdie spesies bied meer weerstand teen hitte en kan daarom by termofiliese temperature leef, 'n eienskap wat uniek is aan bakteriese families.Methanogens, microbewiki.kenyon.edu, nagegaan op 24.10.07