МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ НАКОПИЧЕННЯ МЕТАНОУТВОРЮЮЧИХ МІКРООРГАНІЗМІВ В АНАЕРОБНОМУ БІОФІЛЬТРІ
DOI:
https://doi.org/10.32782/2078-0877-2026-26-2-17Ключові слова:
анаеробне зброджування, метаноутворюючі мікроорганізми, біофільтр, математична модель, біогаз, гнойові стоки, інтенсифікація процесуАнотація
У статті розроблено математичну модель процесу накопичення метаноутворюючих мікроорганізмів в анаеробному біофільтрі біогазової установки. Обґрунтовано кінетичні залежності, що описують вплив концентрації органічної речовини, дози завантаження метантенка та конструктивних параметрів носіїв на швидкість утворення біогазу. Модель побудована з використанням рівнянь Моно та враховує процес закріплення активної біомаси на поверхні носія. Запропонований підхід дозволяє інтенсифікувати анаеробне зброджування гнойових стоків і підвищити енергетичну ефективність біогазових установок.
Посилання
Гелетуха Г. Г., Железна Т. А. Біоенергетика в Україні. Матеріали для дебатів з питань енергозбереження. Івано-Франківськ : Агенств. з розв. «Приватн. ініціативи», 2011. С. 18–23.
Матеріали Біоенергетичної асоціації України. URL: https://uabio.org/
Ратушняк Г. С., Джеджула В. В. Інтенсифікація біоконверсії коливальним перемішуванням субстрату. Вінниця : УНІВЕРСУМ, 2008. 117 с.
Скляр Р.В. Методи інтенсифікації процесів метанового зброджування. Науковий вісник ТДАТУ. 2014. Вип. 4, т. 1. С. 3–9. URL: http://nauka.tsatu.edu.ua/e-journals-tdatu/pdf4t1/3.pdf
Скляр О. Г., Комар А. С. Теоретичні аспекти моделювання машинної технології утилізації органічних відходів. Праці ТДАТУ: наукове фахове видання. Запоріжжя : ТДАТУ, 2023. Вип. 23, т. 1. С. 104–114.
DOI: 10.31388/2078-0877-2023-23-1-104-115.
Комар А. С., Акулов В. Д. Технологічні аспекти оптимізації біогазових установок. Науковий вісник ТДАТУ. Запоріжжя, 2025. Вип. 15. Т. 1. С. 129–135. DOI: https://doi.org/10.32782/2220-8674-2025-25-1-15
Комар А. С. Удосконалення конструкції біогазової установки з рекуперацією теплоти збродженої біомаси. Праці ТДАТУ: наукове фахове видання. Запоріжжя : ТДАТУ, 2024. Вип. 24. Т. 3. С. 62–70.DOI: 10.32782/2078-0877-2024-24-3-5.
Скляр Р. В. Аналіз методів визначення часу перебування та навантаження на метантенк. Вісник ХНТУСГ ім. П. Василенка. 2014. Вип. 148. С. 405–412.
Скляр Р. В., Скляр О. Г. Обґрунтування способу перемішування субстрату для експериментальної біогазової установки. Науковий вісник ТДАТУ. 2020. Вип. 10, т. 1. URL: http://elar.tsatu.edu.ua/bitstr
eam/123456789/11287/1/06.80_2.pdf
Болтянський Б. В. Аспекти вдосконалення технології виробництва біогазу. Праці ТДАТУ: наукове фахове видання. Запоріжжя : ТДАТУ, 2024. Вип. 24. Т. 1. С. 89–100. DOI: 10.32782/2078-0877-2024-24-1-6.
Karne H., Bendre A., Singh A. Mathematical modelling of a pilot scale biogas plant. Materials Today: Proceedings, 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.01.303 .
Abilmazhinov Y., Shakerkhan K., Meshechkin V., Shayakhmetov Y., Nurgaliyev N., Suychinov A. Mathematical Modelling for Evaluating the Sustainability of Biogas Generation through Anaerobic Digestion of Livestock Waste/Sustainability. 2023. Vol. 15, No. 7, 5707. DOI: https://doi.org/10.3390/su15075707.
Chorukova E., Simeonov I. Mathematical modeling of the anaerobic digestion in two-stage system with production of hydrogen and methane including three intermediate products. International Journal of Hydrogen Energy. Vol. 45. Issue 20. 2020. P. 11550–11558. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.01.228 .
Chorukova E., Kabaivanova L., Hubenov V., Simeonov I., Roeva O. Mathematical Model of a Thermophilic Anaerobic Digestion for Methane Production of Wheat Straw. Processes , 2022. 10(4). 742. DOI: https://doi.org/10.3390/pr10040742
Перспективи використання біофільтрів у біогазових установках/ О. Г. Скляр., Р. В. Скляр., Б. В. Болтянський., С. В. Сиротюк, С. В. Коробка // Праці ТДАТУ. Технічні науки. Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика». 2025. Вип. 25, т. 1. С. 45–53. DOI: https://doi.org/10.32782/2078-0877-2025-25-1-6
Біотехнологія відходів тваринницьких підприємств : монографія / М.О. Захаренко та ін. К., 2015. 380 с.
Skliar А., Skliar R. Justification of conditions for research on a laboratory biogas plan. MOTROL: Motoryzacja I Energetyka Rolnictwa. Lublin, 2014. Vol.16. No2, b. Pp. 183–188.
Zobeashia S.S.LT., Abioye O.P., Ijah U.J.J. Design and optimization of anaerobic digestion systems by advanced microbial community dynamics modelling. Discov. Chem. 2, 360 (2025). DOI: https://doi.org/10.1007/s44371-025-00457-9 .
Khattabi N.El, Ahlamine I., Abdellah A. Mathematical modelling of the anaerobic digestion process withacidogenic and methanogenic biomasses. Authorea. April 14, 2024. DOI: 10.22541/au.171309199.90952619/v1
Акулов В.Д. Шляхи підвищення енергетичної ефективності біогазової установки. Праці ТДАТУ: наукове фахове видання. Запоріжжя : ТДАТУ, 2024. Вип. 24. Т. 2. С. 27–36. DOI:
https://doi.org/10.32782/2078-0877-2024-24-2-3
Математичне моделювання біоплівок/ Робоча група IWA з моделювання біоплівок, Герман Еберль/IWA Publishing, 2006. 179 с.
Lyberatos G., Skiadas I.V. Modeling of Anaerobic Digestion – A Review. Global NEST Journal 2013, 1(2), pp 63–76.
Вербинський В.В., Земляний М. Г. Регіональна енергетична політика України та шляхи її реалізації. Дніпропетровськ, 2003. 64 с.
Куріс Ю. В. Біоенергетичні установки. Обладнання та технології переробки органовмісних енергоресурсів : підручник Запоріжжя : ЗДІА, 2012. 348 с.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
