Некоторые вопросы производства энергии из отходов сельского хозяйства в Республике Казахстан. Получение энергии из отходов сельского хозяйства

Отходы сельского хозяйства в производстве биотоплива.

18 Дек

Опубликовано Биотопливо admin

Начиная с 50-х годов ведется интенсивное изучение возможностей производства топлива из биомассы. Уже сейчас некоторые виды промышленности используют биомассу в небольших масштабах в качестве источника энергии.

Так, успешно прошла испытания газификационная установка для производства газа с низкой теплотой сгорания из ореховой скорлупы.Оценочная стоимость получаемого газа равна примерно 1 долл. за 109 Дж, что составляет менее половины стоимости природного газа, сжигаемого на ореховой фабрике. Фирмы, экспортирующие зерно, использует в качестве топлива стержни кукурузных початков, при этом она гарантирует круглогодичную поставку такого топлива и предлагает фермерам более высокие цены во внесезонный период. Одновременно поднимается вопрос о создании чисто энергетических предприятий на «основе биомассы», предназначенных специально для решения топливных проблем.

Согласно существующим оценкам, на фермах при севообороте и уплотненной посадке высокоурожайных пород деревьев, таких, как тополь и эвкалипт, на 10% неиспользуемых в настоящее время лесных массивов и пастбищных угодий можно получать ежегодно 4,75-1018 Дж тепловой энергии. Производство большего количества энергии из биомассы связано с решением некоторых технических проблем, в том числе с проблемой предотвращения загрязнения окружающей среды.

Отходы сельского хозяйства и леса, городские отходы, навоз животных могут оказаться дополнительными источниками энергии и использоваться в качестве сырья для производства жидкого и газообразного топлива.

В работах, посвященных исследованию ресурсов сырья, получаемого из биомассы, приводятся детальные сведения и результаты исследований потенциальных возможностей сбора биомассы в лесоводческих фермах. Однако в литературе недостаточно освещены проблемы, связанные с качеством сырья. Авторы настоящей работы попытались восполнить этот пробел и в доступной форме изложить вопросы, касающиеся современных ресурсов отходов сельского хозяйства и леса.

Кроме того, в работе даются определение и оценка потенциальных ресурсов биомассы, которая может быть получена из отходов леса и сельского хозяйства, а также производится оценка общего количества энергии, которая может быть получена из имеющихся ресурсов биомассы в масштабе регионов страны. При этом значение каждого вида отходов как источника энергии одевается с учетом стоимости производства энергии и транспортных расходов.

Сельскохозяйственные отходы представляют собой часть сельскохозяйственных культур, которая остается на поле после сбора урожая, собираемого в процессе сортировки, очистки и подготовки к переработке. При вспашке грунта сельскохозяйственные полевые отходы обычно остаются в нем (без каких-либо дополнительных затрат), а отходы, собираемые на складах, либо продаются в качестве корма для скота, либо уничтожаются.

Выбор растений для анализа производится на основании результатов предыдущих исследований технологии их биопревращений или с учетом возможности специального их выращивания для использования в качестве сырья с целью производства энергии. (Сено или пастбищная трава не рассматривались, поскольку весь их урожай обычно собирается и используется.)

Сезонное распределение отходов отобранных видов сельскохозяйственных культур определялось умножением теряемых отходов на процент сезонной доступности в каждом квартале года. Возможность использования сельскохозяйственных отходов в качестве сырья для производства энергии в какой-то степени зависит от их сезонной доступности. Сезонную доступность сельскохозяйственных отходов необходимо учитывать, поскольку длительное хранение этих громоздких продуктов с малой плотностью стоит дорого и приводит к ухудшению их качества.

Уровень загрязнения окружающей среды при сжигании соответствующего топлива зависит от содержания в нем азота и серы. Согласно немногочисленным данным, в деревьях содержится менее 1,5% азота и менее 0,1% серы. В различных видах сельскохозяйственных культур содержание азота колеблется от 0,4% в пшенице до 4,5% в рисе. Что касается содержания серы, то в рисе оно меньше 0,2%, а в пшенице меньше 0,16%, т.е. меньше, чем азота и серы в угле. Растения, как правило, содержат примерно одинаковые количества серы и фосфора.

Данные о содержании питательных веществ колеблются в довольно широких пределах. Это связано, по-видимому, с использованием результатов, полученных в различных лабораториях, а также с тем, что концентрация питательных веществ зависит от части растения, в которой они определяются, возраста и условий выращивания. Содержание кальция, фосфора, калия и магния, очевидно, не достигает таких количеств, которые могли бы отрицательно сказаться на процессе производства энергии; получаемая же зола может быть использована в качестве удобрения. Естественно, производство энергии будет эффективнее при меньшем количестве в сырье влаги и золы. В деревьях влага составляет примерно 55%, а зола около 2,5% и меньше.

Вместе с тем в сельскохозяйственных культурах содержание влаги часто превышает 55%, особенно в мясистой части, а также в листве, например, картофеля, сахарной свеклы и сахарного тростника. В угле содержание влаги может достигать 30%.

Содержание золы в сельскохозяйственных культурах колеблется от 4% в рисе до примерно 20% в сахарном тростнике. В различных видах деревьев азота, серы, влаги и золы меньше, чем в сельскохозяйственных культурах, однако благодаря высокому содержанию лигнина древесина отличается большим энергосодержанием.

На основании данных по изучению заготовок леса в юго-восточных сосновых лесах остается около 80% биомассы. Энергия годовых отходов, образующихся на деревообрабатывающих заводах, составляет более 74-1016 Дж, что эквивалентно 17,7 млн. м3 нефти, или примерно 1,2-2,0% годового потребления нефти в стране. Тем не менее общее количество отходов сельскохозяйственных культур более чем в шесть раз превышает количество отходов леса. Из 16 сельскохозяйственных растений, выбранных для оценки, пшеница, кукуруза и соевые бобы дают 35% доступных отходов.

В отличие от отходов леса, которые доступны практически в течение всего года, доступность отходов сельскохозяйственных культур зависит от времени года. Зимой некоторые виды сельскохозяйственных культур доступны по всей стране. Доступность отходов отдельных видов сельскохозяйственных культур в различные сезоны и разных регионах неодинакова.

Поэтому для успешного использования отходов в производстве биотоплива, нужно обеспечить их правильное хранение, особенно в зимний период. Для этого утепляют стены хранилищ, используя пенопласт или другие теплоизоляционные материалы, что позволяет повысить качество сырья и увеличить экономическую эффективность производства.

biagroferm.ru

Некоторые вопросы производства энергии из отходов сельского хозяйства в Республике Казахстан

Докторант PhD по специальности: экономика

Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева

Абдикадирова А.А.

Казахстан - аграрно-индустриальная страна. Основным источником экономического роста является добыча полезных ископаемых. Сельское хозяйство является важным сектором экономики страны. По производству зерна Казахстан занимает третье место в СНГ после России и Украины. На севере Казахстана выращивается яровая пшеница, овёс, ячмень и другие зерновые культуры, а также подсолнечник, лён-кудряш. Развито овощеводство, бахчеводство. Запад славится посевами кукурузы, овощей, подсолнечника и других с\х культур. На юге республики при искусственном орошении дают высокие урожаи хлопчатник, сахарная свекла, табак, рис. Развито садоводство. Природные условия Казахстана, их многообразие обуславливают значительные потенциальные возможности для развития животноводства. В Казахстане традиционно занимаются овцеводством, коневодством, верблюдоводством, разведением крупного рогатого скота. В сфере сельского хозяйства внешними торговыми партнерами являются страны СНГ и Балтии — велика: на них приходится около 59 % экспорта и до 63 % импорта. При этом основным торговым партнёром остаётся Россия. Из государств дальнего зарубежья успешно развиваются торговые связи с Германией, Турцией, Швейцарией, Чехией, Италией, Китаем, США, Великобританией, Южной Кореей и другими. Казахстан экспортирует зерновые культуры в объеме - 9 % от объема мировой торговли. Потенциал сельского хозяйства следует отметить, велик и огромен – это огромные земельные ресурсы: посевные площади в стране составляют 35 миллионов 182 тысячи гектаров, используется - лишь половина. 47 процентов населения у нас проживают в сельской местности - а это рабочая сила. Мы могли бы отправлять на экспорт не только зерно, но и продукты животноводства, плодоовощную продукцию. В 1990 году в Казахстане насчитывалось 9,8 миллиона голов крупного рогатого скота, сегодня по подворьям статисты насчитали 5,5 миллиона голов [1]. В прошлом году Казахстан собрал рекордный урожай - 20 миллионов тонн зерна. А если бы были задействованы все потенциальные посевные площади, то собрали бы на 14 миллионов тонн больше. И это могло бы принести в казну 4 миллиарда 200 миллионов долларов!

Энергетика Казахстана, состоит из 3-х зон имеющих слабые внутренние связи: Западно-Казахстанская (связана с Россией), Центрально и Восточно-Казахстанская (связанная с Россией), Южно-Казахстанская (связанная с Узбекистаном и Киргизией). Центрально и Восточно-Казахстанская зона является единственной энергонезависимой, прежде всего благодаря мощным угольным электростанциям Экибастуза. Южный Казахстан испытывает постоянный дефицит электрической мощности, который компенсируется линией Север-Юг и импортом с гидроэлектростанций Киргизии. В Западной зоне Атырауской и Западноказахстанской области являются энергодефицитными и импортируют энергию с России. Мангистауская область имеет достаточный резерв мощности благодаря Мангистаускому Атомно-Энергетическому Комбинату, но слабая связь с Атырау (до 70 мВт) не позволяет транспортировать излишки в другие регионы. На полуострове Мангистау (Мангышлак) южнее города Актау (Шевченко) в 1972 году сооружена и запущена в эксплуатацию крупная опытная АЭС с реактором на быстрых нейтронах БН-350 с натриевым охлаждением. АЭС БН-350 имела двуцелевое назначение: производство электрической энергии (установленная мощность 350 МВт), выдача пара на опреснительные установки для получения пресной воды из морской до 120 тыс. т в сутки, производство оружейного плутония для нужд оборонной промышленности СССР. По состоянию на 1978 год Шевченковская АЭС была крупнейшей в мире опытно-промышленной энергетической установкой с реакторами на быстрых нейтронах, позволявшей учёным решить ряд научно-технических и промышленных проблем. В 1976 году закончилось строительство Жамбылской ГРЭС мощностью 1230 МВт, которая и по сей день остается основной энергетической базой юга Казахстана[2].

Если говорить о возобновляемых источниках энергии и теоретического потенциала производства энергии из отходов сельского хозяйства в Республике Казахстан, то следует отметить такое понятие как «энергия биомассы», который представляет собой получение жидкого и твердого топлива и газа из остатков растительного происхождения, отходов животноводства, бытовых отходов, осадков сточных вод. Расчеты показывают, что переработка годового объема отходов сельского хозяйства в Казахстане на биогаз, может дать объем энергии, эквивалентный 14 – 15 млн.т. За последнее время использование биомассы в различных ее формах (дерево, древесный уголь, отходы сельскохозяйственного производства и животных) в мире в целом снизилось.

В ряде стран использование древесного топлива, древесного угля и сельскохозяйственных отходов поставлено на коммерческую основу[3]. Значительное развитие получила переработка биомассы, основанная на процессах газификации, термолиза и получения жидких топлив. При переработке биомассы в этанол образуются побочные продукты, прежде всего – промывочные воды и остатки перегонки. Последние являются серьезным источником экологического загрязнения окружающей среды. Представляют

интерес технологии, которые позволяют в процессе очистки этих отходов

получать минеральные вещества, используемые в химической промышленности, а также применять их для производства минеральных удобрений. Теплотворная способность сжигания 1 т сухого вещества соломы эквивалентна 415 кг сырой нефти, теплотворность 1 кг пшеничной соломы и сухих кукурузных стеблей равна 15,5 МДж, соевой соломы - 14,9, рисовой шелухи - 14,3, подсолнечной лузги - 17,2 МДж. По этому показателю растительные отходы полеводства приближаются к дровам - 14,6-15,9 МДж/кг и превосходят бурый уголь - 12,5 МДж/кг. Биогаз является одним из «забытых» видов сырья, использовавшийся еще в Древнем Китае и вновь «открытый» в наше время. Биогаз – газообразный продукт, получаемый в результате анаэробной, т.е. происходящей без доступа воздуха, ферментации органических веществ самого разного происхождения. Его основные компоненты: метан (СН4) –55-70% и углекислый газ (СО2) – 28-43%, а также в очень малых количествах другие газы, например сероводород (Н2S). В любом крестьянском хозяйстве в течении года собирается значительное количество навоза, ботвы растений, различных отходов[4]. Обычно после разложения их используют как органическое удобрение. Однако мало кто знает, какое количество биогаза и тепла выделяется при ферментации. А ведь эта энергия тоже может сослужить хорошую службу сельским жителям. 15 м3 биогаза в сутки обеспечивают потребности по отоплению, горячему водоснабжению семьи из 4 - 5 человек в доме площадью 60 м2. Один м3 биогаза эквивалентен 0,4 л керосина, 1,6 кг угля, 0,4 кг бутана, 2,5 кг навозных брикетов. В Казахстане леса занимают площадь более 10 млн. га, что составляет 4 процента от общей территории страны, из которых 4700 тысяч га покрыты саксаулом. В 2010 году объемы лесозаготовки в стране составило около 3 млн. м3 в год. Объем отходов древесины на лесосеках и деревообработки на деревообрабатывающих предприятиях, а также древесины, которая используется в качестве дров, составляет почти 1,3 миллиона м3 или 1 млн. тонн. Таким образом, энергетический потенциал древесных отходов составляет более 200 тысяч т.н.э. Солома зерновых культур является наиболее важным возобновляемым энергетическим ресурсом в Республике Казахстан. В 2010 году производство соломы составило почти 37 млн. тонн. Если предположить, что 20 процентов из этого объема может быть использована для в энергетических целях, то выработка энергии составит более 87 ГВт. Стабильным источником биомассы для производства энергии в Казахстане являются отходы продуктов животноводства. Годовой выход животноводческих и птицеводческих отходов по сухому весу - 22,1 млн.т, или 8,6 млрд.м3 газа (крупного рогатого скота - 13 млн.т, овец - 6,2 млн.т, лошадей - 1 млн.т), растительных остатков - 17,7 млн.т (пшеница - 12 млн.т, ячмень - 6 млн. или 8,9 млрд.м3), что эквивалентно 14-15 млн.т условного топлива, или 12,4 млн.т мазута, или более половины объема добываемой нефти. Несмотря на сокращение поголовья скота и птицы, перспективна переработка уже накопленных животноводческих отходов. За счет их переработки может быть получено около 2 млн.т.у.т./год биогаза. Переработка этого газа в электрогазогенераторах позволит получать ежегодно до 35 млрд. кВт/час (половину всего энергопотребления, при потребности для сельского хозяйства 19 млрд.) и одновременно 44 млн. Гкал тепловой энергии. Кроме того, если использовать биогаз для производства электроэнергии, себестоимость ее оказывается всего 0,025-0,075 доллара за квт/ч, в то время как электроэнергия от традиционных источников обходится в 0,1-0,15 доллара за квт/ч. таким образом, биогаз в 2- 4 раза экономичнее! К таким выводам пришли сотрудники НПО «ЭкоМузей» г. Караганды, успешно осуществившие пилотный проект по получению биогаза из органических отходов. НПФ «ГЫЛЫМ» (при МНАН РК) располагает новой технологией ускоренного (до суток вместо 72 часов) анаэробного брожения органических отходов для создания автономных источников тепла или электроэнергии, опреснения, получения белковых кормовых добавок и экологически чистых обеззараженных органических удобрений. При этом уничтожаются патогенная микрофлора (дизентерия, бруцеллез, туберкулез), семена сорняков, яйца гельминтов, нитраты и нитриты. Предполагается выпуск установок для утилизации сточных вод канализации, животноводческих фекалий и создание самоокупаемых коммунальных биотуалетов. Отпадает потребность в химудобрениях. Жидкие биоудобрения повышают урожайность на 50%, позволяют получать экологически чистую продукцию[5]. На производство химудобрений затрачивается до 30% всего энергопотребления сельского хозяйства. Азот не теряется, как при обычном компостировании, и переходит в аммонийную, легко усваиваемую форму. Полностью минерализуются фосфор и калий. Классические сроки компостирования составляют 0,5 - 1 год. Из 1 т сухого вещества отходов можно получить около 500 - 700 кг удобрений и 400 м3 биогаза. Брикетный навоз может использоваться как топливо для автотранспорта и сельхозтехники в сельской местности (с установкой газогенераторных двигателей).

Казахстан располагает обширными территориями, покрытыми растениями, которые могут служить источником возобновляемого сырья для производства биоэтанола. В Республике Казахстан уже построен один завод, в перспективе запланировано строительство порядка 20 - 30 аналогичных производств. Исследования по направлению развития технологии анаэробной переработки биомассы проводились в Казахстане с 80-х годов. Вообще, казахстанская биотехнологическая научная школа является одним из лидеров на постсоветском пространстве, и ей по силам обеспечить превращение в биоэтанол не только любых отходов растениеводства, но даже твердых бытовых отходов - мусора, на складирование которого расходуются значительные средства. Таким образом, учитывая специфику Казахстана: большие свободные площади, наличие ветровых коридоров, ограниченная инфраструктура, чувствительной экологии и неравномерность распределения населения, из рассмотренных выше альтернативных источников энергии для Казахстана предпочтительнее развитие использования ветровой, солнечной энергии, а также локального производства биогаза из отходов. Казахстан постепенно начинает переход на альтернативные источники энергетики, ведь человечеству нужна энергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Именно возобновляемые источники энергии представляют сегодня реальную альтернативу традиционным технологиям и остаются наиболее перспективными с точки зрения сохранения окружающей природной среды и первичных природных ресурсов.

Список использованной литературы:

1. Бектурганов Н.С. Вопросы энергосбережения в РК становятся актуальными. Журнал Kazenergy № 3. 2006г.

2. Махметов С. Энергетический комплекс Транзитная экономика РК: 10 лет спустя» №1. 2002г.

3. Energy for the Future: Renewable sources of Energy White Paper for a Community Strategy and Action Plan. Brussels, 26.11.1997. Commission of the European Communities.

4. Green Paper. Towards a European strategy for the security of energy supply Brussels, 29 November 2000. Commission of the European Communities.

5. Dr. Rainer Janssen. Munich International Seminar on Bioenergy and Sustainable Rural Development. 2003.

be5.biz

Некоторые вопросы производства энергии из отходов сельского хозяйства в Республике Казахстан

Докторант PhD по специальности: экономика

Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева

Абдикадирова А.А.

интерес технологии, которые позволяют в процессе очистки этих отходов

Список использованной литературы:

1. Бектурганов Н.С. Вопросы энергосбережения в РК становятся актуальными. Журнал Kazenergy № 3. 2006г.

2. Махметов С. Энергетический комплекс Транзитная экономика РК: 10 лет спустя» №1. 2002г.

3. Energy for the Future: Renewable sources of Energy White Paper for a Community Strategy and Action Plan. Brussels, 26.11.1997. Commission of the European Communities.

4. Green Paper. Towards a European strategy for the security of energy supply Brussels, 29 November 2000. Commission of the European Communities.

5. Dr. Rainer Janssen. Munich International Seminar on Bioenergy and Sustainable Rural Development. 2003.

5rik.ru

1. Технологии утилизации отходов сельского хозяйства

Введение

Сельское хозяйство создаёт большее воздействие на природную среду, чем любая другая отрасль народного хозяйства. Загрязнение окружающей среды птицеводческими и животноводческими предприятиями чаще всего происходит из-за несовершенства применяемых технологий и технических средств, несоблюдения установленных экологических требований.

Наиболее простой способ снижения негативного воздействия на природу - модернизация и обновление технологического оборудования в подразделениях, внесение изменений в организацию хозяйственной деятельности, соответствующих современным экологическим нормам.

Это возможно путём внедрения малоотходных и безотходных технологий, основанных на включение в хозяйственный оборот всех сырьевых ресурсов, которые постоянно образуются и накапливаются в хозяйствах. Уменьшая объёмы органических отходов, газопылевых выбросов, потребления воды и сбрасывания сточных вод, можно снижать негативное воздействие на окружающую среду.

На каждом предприятии вначале выявляют наиболее существенные факторы производства, оказывающие воздействие на изменение окружающей среды в количественном и качественном аспекте, и уже применительно к ним разрабатывают природоохранные мероприятия, просчитывают затраты на них.

Проблема рационального использования сырья многогранна и во многом обуславливается спецификой перерабатывающей отрасли. Крупнейшим резервом экономии материальных ресурсов, расширения ассортимента, и увеличения выпуска продукции, повышения результативности перерабатывающего предприятия является комплексное использования сырья.

Большинство побочных продуктов и отходов производства, образующихся после переработки сельскохозяйственного сырья, характеризуется ценным химическим составом и может быть использовано для изготовления различной ценной и необходимой для народного хозяйства продукции.

При переработке зерна вырабатываются побочные продукты - отруби, мучка, зародыш, которые представляют большую пищевую ценность для человека, так как содержат значительное количество витаминов и микроэлементов.

При переработке сырья животного происхождения, например, на мясоперерабатывающих предприятиях, осуществляется сбор крови, сбор и обработку эндокринноферментного сырья, кишечного сырья, получают кормовые продукты, ферментные элементы, кормовую муку, сухой растительно-животный корм, шкуры, перо птицы, рога и копыта для производства товаров народного потребления, рого-копытное сырьё для технического применения и для производства аминокислотных препаратов и многое другое.

При переработке сырья растительного происхождения, например, патоки-мелассы, являющийся отходом сахарного производства, вырабатывают этиловый спирт, глицербетаин, пищевые и кормовые дрожжи, пищевые кислоты (лимонную и молочную), глютаминовую кислоту, глютамат натрия, витамин В 12, растворители. Из хлопковой шелухи и стержней початков кукурузы - кормовые дрожжи, фурфурол, этиловый спирт, тетрагидрофуриловый спирт, фурановые соединения, уксусную кислоту, пищевую глюкозу, сухие корма для животных. Из барды (отходов пивоваренного производства) - хлебопекарные дрожжи, глицерин, бетаин, кормовые дрожжи, витамин В12, сернокислый аммоний, глютамат натрия, биомизин, корм для скота.

Таким образом, большая часть отходов является ценным сырьём, используемым на корм скоту или для дальнейшей переработки с целью получения ценных химикатов, пищевых и кормовых добавок, витаминов, антибиотиков и других биологически активных препаратов.

Очень привычной, но от этого не менее актуальной является проблема утилизации отходов сельского хозяйства. Сельскохозяйственное производство дает отходов в год 250 млн. тонн, из них 150 млн. тонн приходится на животноводство и птицеводство, 100 млн. тонн - на растениеводство.

Особое внимание заслуживает проблема переработки отходов птицефабрик и ферм, большую долю которых составляет помет. Огромное количество птицеферм производят в сутки каждая до 300 тонн помета. Своевременное непринятие принудительно-предупредительных мер по утилизации этих отходов привело к тому, что многие птицефабрики, размещающиеся около крупных городов и поселков, стали оказывать негативное действие на санитарно-экологическое состояние окружающей природной среды. Стало происходить заметное загрязнение прилегающих к птицефабрикам рельефа почв, водоемов, лесов и пастбищ. В конечном итоге наносится серьезный экономический, экологический и социальный ущерб не только сельскохозяйственным землям, но и жителям близлежащих населенных пунктов. Таким образом, большая часть органического сырья не перерабатывается, накапливается вблизи птицефабрик, образуя «пометные озера» без признаков жизни флоры и фауны. Птичий помет, как удобрение теряет свои ценные удобрительные свойства и представляет постоянную угрозу экологическому благополучию населению и соседним хозяйствам.

1 Способы утилизации отходов птицеводства и животноводства

Существуют современные технологии утилизации и переработки отходов птицеводства и животноводства, ниже рассмотрим особенности каждой технологии.

Технология оборудования VacuumEcoDry [1] представляет собой процесс разделения в диапазоне температур от 40 до 90 0С и давлении от 30 до 250 мм. рт. ст. исходного материала влажностью до 99% на три составляющие:

. сухое органическое удобрение, корм, топливо, влажностью до 1%, которое может без какой-либо дополнительной обработки использоваться как удобрение, служить белковой кормовой добавкой для скота и птицы, топливом.
. воду, пригодную для дальнейшего использования.
. экологически безопасный выхлоп.

Технологический процесс вакуумной сушки веществ протекает в вакуумном объеме. В качестве первичного энергоносителя может использоваться электричество, природный газ, газ, получаемый в результате сопутствующих биологических процессов, отработанный пар, горячая вода. В связи с этими особенностями технологического процесса воздействие на окружающую среду имеет место только в случае использования в качестве энергоносителя газа, сжигаемого для подогрева воды.

Исходный продукт поступает через приемный бункер в вакуумную камеру (5) для сушки. Подача продукта осуществляется системой загрузки (1) в объемах, строго согласованных с производительностью оборудования. В процессе сушки исходный продукт движется посредствам транспортеров по теплообменникам. В ходе нагрева перерабатываемого материала происходит его кипение, и разделение на 3 составляющих (сухое вещество, конденсат, газ). Далее сухой конечный продукт поступает в камеру разгрузочную - сборник готовой продукции (8). Затем происходит выгрузка готового продукта в непрерывном режиме шнековым транспортером и подача его на линию грануляции (7).После гранляции готовый продукт подается на линию упаковки (6), где фасуется в мешки по 50 литров или big-bag.

Гибкость и универсальность оборудования VacuumEcoDry позволяет без серьезных конструкционных изменений установки использовать различные виды сырья и любой влажности для осуществления переработки и стабильно обеспечивать требуемую конечную влажность продукта.

Оборудование VacuumEcoDry позволяет перерабатывать куриный помет в сухое органическое удобрение, которое является уникальным по своим свойствам. После переработки, сухой помет сохраняет в своем составе все полезные, с точки зрения агрохимии, вещества, присутствовавшие в исходном сырье, при этом органическое удобрение способно долго храниться и легко транспортируется.

Компания ООО «ЦентрИнвестПроект» [2] предлагает технологию позволяющую перерабатывать навоз, отходы животноводства, помет, в синтетический или генераторный газ - смесь СО и Н2 с теплотворной способностью 1200 Ккал - альтернативу природному газу, мазуту и углю в паровых котлах, дизельному топливу в дизель-генераторах. Синтез-газ из установок утилизации навоза БиоРЕКС универсальное сырье для производства продуктов органической химии, включая моторные топлива (бензин и дизельное топливо) второго поколения. Технология БиоРЕКС представляет идею взвешенного взаимодействия с природой при утилизации и переработке навоза - отходов свиноферм, животноводческих комплексов, а также способ объединения нескольких производств в высокоэффективную технологическую линию в полностью безотходном цикле, в соответствии с самыми строгими требованиями природоохранного законодательства –

Применяемые уникальные технические решения позволили создать технологическую линию с нулевым выбросом, перерабатывающую разные виды отходов животноводства - навоз свиноферм, навоз рогатого скота с разной влажность, вплоть до 90%. Автономные, модульные, мобильные, в габаритах 6 и 12-ти метрового морского контейнера - установки не требуют подключения к инженерным сетям, сложных подготовительных строительных работ и пуско-наладки.

Установка для переработки отходов птицеводства и животноводств

Принципиальная схема переработки отходов птицеводства и животноводства

Навоз, поступающий на переработку, взвешивается на весовой платформе (1), расположенной перед приемным люком. Система производит взвешивание автоматически. Далее отходы подаются шлюзовым питателем, для обеспечения герметичности вакуумного подогревателя, на модуль сушки (2). В модуле сушки навоз с исходной влажностью 80-90% и температурой 200С поступают в вакуумный подогреватель конденсационного типа, где при давлении 0,07 МПа доводится до температуры кипения 390С. Испаренная влага (18% влаги которую необходимо удалить для снижения влажности до 15%) отводится водокольцевым насосом, создающим разряжение. Далее подогретый и подсушенный в первой ступени сушилки навоз нагнетается винтовым насосом в высокотемпературном подогревателе и движется под давлением 2,5-3,5МПа. Здесь сырье нагревается до температуры 2240С циркулирующим в рубашке высокотемпературным теплоносителем с температурой 2500С.

Затем через дросселирующий патрубок навоз разбрасывается в бак, который находится под атмосферным давлением. Здесь при сбросе давления происходит испарение влаги (23% от общего количества влаги). Выделившийся в баке насыщенный пар поступает на утилизацию в вакуумный подогреватель. Здесь он конденсируется и охлаждается до температуры 600С, отдавая тепло на сушку навоза в первой ступени. Подсушенный навоз из бака выгружается шлюзовым питателем в поток сушильного агента (дымовые газы) исходящий из теплогенератора и пневмотранспортом подается совместно с ним в валковую сушилку.После сушки навоз поступает на брикетирование (3). Количество животноводческих отходов, учитывая их влажность, поступающих на брикетирование, составляет 2,57 тонны в час. После брикетирования сырье поступает в бункер подготовленного сырья, объемом 75 м3 (4), который обеспечивает суточный запас.

Рис. 3. Образец брикетов из отходов животноводства

В бункере (4) брикетированное сырье пододвигается к шнековому каналу (5), по которому масса поступает к реакторам термохимической конверсии (6) для выработки горючего газа. В бункерах и на линии сортировки создается разряжение воздуха для препятствия распространению запахов.

Из реакторов паро-газовая смесь поступает в аппарат вихревой газоочистки (7), где очищается от примесей пара, частиц золы и масел. Отобранные из газа примеси автоматически собираются и возвращаются в бункер готового сырья на дожиг. Очищенный газ поступает на теплообменный аппарат (8), где охлаждается со 140оС до 40оС. Далее охлажденный и очищенный газ поступает в дизель-генераторы (9) для производства электроэнергии. Выхлопные газы дизель-генератора с температурой 600оС собираются и частично направляются в реакторы (6), и частично на теплообменный аппарат.

Зола, образующаяся в процессе конверсии извлекается из реактора (6) автоматически при температуре 100-120оС и поступает в устройство электромагнитной активации (10) для выделения из состава золы примесей металлов. Разделенные зола и металлы поступают в накопительные бункеры объемом 1м3. В модулях предусмотрена звукоизоляция и вентиляция.

Технология термохимической конверсии углеродсодержащего сырья БиоРЕКС занимает лидирующие позиции в сфере переработки углеродсодержащего сырья и получения энергоносителей - по цене оборудования, выходу товарных энергоносителей, экологичности и компактности.

Основой технологической линии является реактор высокоскоростной высокотемпературной конверсии с воздушным дутьем и обращенным отбором газа.

Основные конструктивные элементы реактора:

1. Гидравлический пресс подачи сырья;

2. Съемная крышка реактора;

. Дутьевые фурмы;

. Гидравлический пресс отбора золы;

. Корпус реактора;

. Проточный вентилятор;

. Аэродинамический преобразователь;

. Рама.

отходы утилизация птицеводство животноводство

ООО «НПО БАЛТЭК» [3] разработало несколько вариантов оборудования и технологий для дезактивации птичьего помета, свиного навоза за I-сутки.

Быстрая дезактивация навоза стала возможной благодаря совместному применению сорбента «Абсолют-Агро» и установки «Абсолют - Сепаратор».

Схема установки оборудования

Осветленная фракция (Этап 1), представляет собой техническую воду без запаха, насыщенную легко усвояемыми формами аммиака. Она используется для полива теплиц. После дополнительной очистки (Этап 2), осветленная фракция используется как питьевая вода для птиц, скота, свиней, имеющая ПДКхозвод. Твердая фракция - это высокоминеральное удобрение с классом опасности IV-V по ОПС насыщенная микроэлементами (медь, сера, селен и т.п. всего около 50 элементов), так же используется как белковая кормовая добавка, подстилка скота и т.п.

Схема проведения работ

Дезактивированный помет является техническим грунтом, лишенным запаха. Технология проста в использовании, не требует капитальных затрат и дополнительных площадей, а также интегрируется в любую производственную цепочку. Технология основана на применении сорбента. При добавлении 2%, сорбент удерживает газообразный аммиак, пары мочевины, что приводит к исчезновению запаха. При добавлении до 10% (от сухого веса помета), разлагает кислоты и связывает ионы тяжелых металлов, подвижные формы которых делают помет токсичным отходом. Нормализует Ph, что позволяет размножаться бактериям, которые окончательно разлагают остатки органики и не переваренных кормов. Остатки кормов доходят до 40% от сухой массы помета. На сегодня существуют технологии дальнейшей переработки стабилизированных отходов, правда они не нашли своего применения, т. к. раньше этого момента надо было ждать 6-10 месяцев, а при участии сорбента всего один день.

Так же была разработана безотходная энергосберегающая технология переработки отходов птицеводства. В основе этой технологии лежит микробиологическая деструкция органической части помета в анаэробных условиях. Использование других способов переработки позволяет комплексно использовать практически весь химический и энергетический потенциал этого сырья с получением полезных продуктов. Одновременно решаются задачи обеспечения охраны окружающей среды, санитарно-гигиенического благополучия птицеводческих комплексов и использования нетрадиционных источников энергии.

Технологический процесс переработки состоит из шести этапов. На первом этапе происходит подготовка исходного сырья для процесса анаэробного сбраживания. Помет загружается в приемную емкость, объем которой равен суточной дозе загрузки биореактора, затем подогревается и выдерживается в течение суток. Подогрев исходного сырья осуществляется до температуры равной температуре сбраживания его в термофильном режиме. На этом этапе гетерогенная группа анаэробных бактерий «первичные анаэробы» подвергают ферментативному гидролизу сложные многоуглеродные вещества. Результатом деятельности этих микроорганизмов является подготовка помета к анаэробному сбраживанию.

На втором этапе подготовленное сырье подвергается «качественному» сбраживанию в анаэробных условиях. В процессе сбраживания выделяется биогаз, содержащий до 80% метана. Биогаз используют для получения электроэнергии или теплоносителя (горячей воды). Сброженный помет обеззаражен от патогенной микрофлоры, лишен резкого запаха, а семена сорных трав, находящиеся в нем, полностью лишены всхожести. Следует отметить, что во время метанового сбраживания помет обеззараживается от болезнетворной микрофлоры, семена сорных растений полностью теряют всхожесть, химические соединения минерализуются, в результате чего в сброженном птичьем помете практически полностью сохраняются питательные вещества. Химические соединения азота, фосфора и калия переходят в более доступные и усвояемые формы для культурных сельскохозяйственных растений. Содержание питательных веществ в сброженном помете 15% влажности (по АСВ) составляет азота - 8…12%, фосфора - 8…10%, калия - 2…4%, также в нем содержится более 30 различных макро- и микроэлементов, необходимых для полноценного развития растений.

Также в процессе анаэробного сбраживания в птичьем помете происходит развитие микроорганизмов p. Bacillus и Staphylococcus, для которых характерна способность продуцировать антибиотические вещества и подавлять рост фитопатогенных грибов и патогенных микроорганизмов. Так культуры Bacillus pumilus и Staphylococcus hominis подавляют фитопатогенные грибы рода Fusarium sp., Bipolaris sp., Sclerotinia sp. более чем на 50…80%. Представители p. Bacillus развиваясь в ризосфере растений, используют корневые выделения, обеспечивая быструю хелатизацию минеральных солей, снимая «ионную блокаду» корня, возникающую в результате избытков ионов. Кроме того, бактерии p. Bacillus способны стимулировать рост и увеличивать урожай растений.

Деятельность бактерий метаногенной ассоциации, осуществляющих анаэробное сбраживание ведет к насыщению сброженного помета гумусовыми и гуминовыми веществами, синтезу витаминов В1, В2, В6, В12 и растительных гормонов - индолилуксусной кислоты, гиббереллина, зеатина и предшественника индолилуксусной кислоты - триптофана. В результате удобрительное действие сброженного птичьего помета выходит на совершенно новый качественный уровень.

На третьем этапе сброженный помет разделяется на жидкую (влажностью 98…99%) и твердую (органика) фракции в две стадии. На первой стадии происходит выделение из сброженной массы около 70% жидкости, на второй стадии влажность твердой фракции доводят до 50…55%. Для этого были разработаны разделительные устройства, позволяющие достигать поставленной цели с наименьшими затратами энергии. Четвертый этап - приготовление гранулированных органических удобрений. Для этого нами разработан и исследован способ влажного гранулирования. С этой целью используется шнековый пресс со сборной прессующей матрицей, состоящей из двух частей: прессующей и релаксационной. В результате проведенных исследований установлен оптимальный режим работы шнекового пресса и оптимизированы параметры сборной прессующей матрицы. Использование данного способа гранулирования позволяет получать гранулы из твердой фракции сброженного птичьего помета влажностью 55…60% со следующими физико-механическими характеристиками: прочность - не мене 1,68 МПа (17 кг? с/см2), плотность не менее 1255 кг/м3, крошимость не более 1%. Разработанный способ влажного гранулированного сброженного помета позволяет получать гранулы, которые по размеру, плотности, прочности и крошимости полностью удовлетворяют требованиям технических условий на гранулированные удобрения. Использование данного способа гранулирования не требует металлоемкого дорогостоящего оборудования, также позволяет значительно снизить энергетические затраты идущие на процесс гранулирования.

Пятый этап - сушка гранулированных удобрений. В результате процесса гранулирования полученные гранулы нагреваются до температуры 70…80 0С, их влажность составляет 40…45%. Для доведения гранул до товарного вида (влажность 10…15%) нами разработан и исследован процесс низкотемпературной сушки гранул (процесс проходит при температуре 70…80 0С) за счет утилизации теплоты, выделяемой теплогенератором. Теплогенератор служит для поддержания оптимального температурного режима анаэробного сбраживания помета и работает на биогазе. Использование отходящих газов для сушки гранул позволит значительно сократить энергозатраты на сушку гранулированных удобрений.

Шестой этап - получение белково-витаминного концентрата. Жидкая фракция сброженного помета, полученная на этапе разделения помета на фракции богата бактериальным белком (бактерии метаногенной ассоциации). Эти бактерии характеризуются высоким содержанием животного белка (68…74%). На этом этапе переработки из жидкой фракции сброженного помета способом сепарирования выделяются бактерии метаногенной ассоциации.

Так же есть комплексные решения по утилизации и переработке помета или навоза с получением - удобрений и грунтов и подстилки для животных:

-. Утилизация и переработка жидких животноводческих стоков методом разделения.

-Для обеспечения эффективной работы системы удаления навоза рекомендуется установка системы сепарации.

-Преимущества сепарации навоза:

-. Объемы, требуемые для хранения жидкого органического удобрения, сокращаются на 30%, по сравнению с объемом жижи до сепарации.

-. Не требуется перемешивать содержимое отстойника - не образует плотных слоев.

-. Жидкость из отстойника легче перекачивать и вносить на поля.

-. Сокращаются сроки хранения сепарированной жидкости в отстойниках в 2 раза.

-. Сепарированная жидкость не обжигает листья растений.

-. Сепарированная жидкость лучше для растений, поскольку твёрдые частицы навоза отделены и не прилипают к листьям растений, что могло бы вызвать заболевание растений и замедлить их рост.

-. Сепарированная жидкость лучше поступает к корням растений и обеспечивает лучший рост = повышение урожайности, и при этом улучшается качество жатвы.

-. Сепарированная жидкость пахнет не так сильно, как несепарированный навоз (уровень запаха снижается приблизительно на 25%).

-. Вместе с твёрдыми фракциями удаляется часть соединений фосфора.

-.Сепарированная жидкость может быть подвергнута более эффективной обработке (аэрации для уменьшения запаха / биологической и химической обработке).

-. Отделённая твёрдая фракция на 25% состоит из сухой массы и ее легче хранить и вносить на поля.

-. Сепарированная твердая фракция будет компостироваться естественным путём при температуре до 60 градусов. Это убьёт большинство патогенных микроорганизмов и семян сорных растений.

-. Твёрдая фракция в процессе компостирования уменьшатся в объёме прибл. на 40%.

-. Твердая фракция не пахнет так, как навоз - запах больше напоминает сырую почву (землю).

Традиционная смывная система навозоудаления предусматривает строительство и эксплуатацию большого количества отстойников для естественного биологического обеззараживания сточных вод в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами. Значительные объемы хранилищ, высокая скорость их заполнения, выведение земельных участков из системы землепользования, экологические проблемы, возникающие при эксплуатации отстойников, требуют применения нового подхода к решению проблемы. Техноагроресурс предлагают шнековое сепарирование как эффективный, надежный, неэнергоемкий и экономически целесообразный метод. Компост вносят на сельхозугодья, используя обычную разбрасывательную технику, а жидкое удобрение - с помощью механизированных бочек, катушечной поливной технологии.

Компост вносят на сельхозугодия, используя обычную разбрасывательную технику, а жидкое удобрение - с помощью механизированных бочек, катушечной поливной технологии.

Центральное звено технологии сепарации сточных вод животноводческих комплексов - прессовый шнековый сепаратор FAN PSS производства компании FAN SEPARATOR (Германия), имеющей 20-летний опыт производства внедрения этого оборудования (рисунок 4).

Широкая гамма FAN PSS способна удовлетворить потребности средних и крупных животноводческих ферм. Производительность изменяется в диапазоне 15-350 м3/ч, установленная мощность - 4-30 кВт, масса - 500-1 000 кг, диаметр ячейки сита - 0,25-1 мм, гарантия - 2 года.

Навозная жижа влажностью до 88% самотеком или с помощью фекального насоса подается в загрузочную камеру сепаратора. Специальный осциллятор генерирует колебания на входе в сепаратор, что способствует снижению вязкости и предварительному обезвоживанию жижи. Захваченная рабочими лопастями шнека фекальная масса, продвигаясь внутрь цилиндрического сита, теряет свободную воду. Связанная с твердыми частицами вода отделяется на последних 3 витках шнека вследствие подпрессовки со стороны пробки, сформированной на втулке шнека, и механизма регулирования влажности.

Выбором размера отверстия сита можно регулировать максимальный диаметр взвешенных частиц в жидкой фракции от 0,25 до 1 мм. При установке сита с отверстием 0,25-0,5 мм жидкая фракция не расслаивается, не образует осадка и корки. Влажность твердой фракции регулируется специальным устройством и составляет 60-67%. Способ сепарации и система осцилляции защищены патентами

Для комплексного решения проблемы утилизации сточных вод животноводческих производств компания FAN SEPARATOR выпускает также миксеры типа MSX, фекальные насосы MAGNUM, в том числе и уникальный насос-миксер LE, объединяющий два агрегата с управляемым вектором взмучивания в двух плоскостях, флотационные установки, кавитационные микропузырьковые реакторы и др. Применение сепаратора FAN PSS не ограничивается агропромышленным комплексом. Его также широко используют в пищевой, целлюлозно-бумажной промышленности и других отраслях.

Способ установки сепаратора

Наиболее усовершенствованной технологией утилизации отходов животноводческих ферм является - эффективное решение по утилизации / переработки жидких стоков животноводства - помета / навоза, основанное на разделении - сепарировании стоков (как густых, влажностью до 80%, так и жидких влажностью до 99%). Для этого применяется навозный сепаратор (сепаратор гною).

Животноводческие стоки - это смесь твердых частиц и жидкости; решение проблемы заключается в том, чтобы отделить твердые частицы прежде, чем их загрязняющие окружающую среду элементы растворяться в жидкости. Шнековый сепаратор - это лучшее из доступного сегодня оборудования для выполнения этой задачи.

Удаление твердых частиц из жидких стоков навоза / помета - ключевой момент в решении этой проблемы, цель которого - снизить содержание загрязняющих компонентов навоза, что позволит продлить срок службы и снизить объем отстойников, упростить технологию внесения в почву, повысить эффективность биологических очисток и минимизировать вредное влияние на окружающую среду.

Отделение твердых составляющих из жидких стоков навоза / помета:

Жидкий навоз содержит свободную и связанную жидкость. Свободная жидкость отделяется самотеком, при помощи силы тяжести; связанная жидкость находится в твёрдых составляющих навоза. Отстаивание, процеживание, стационарные и вибрационные сита могут удалить только часть свободной жидкости, а связанную жидкость они вообще не могут удалять. Кроме того, эти методы эффективны только при переработке очень жидких отходов, влажностью более 96%, что усложняет проблему разделения стоков с высокой концентрацией сухих веществ, влажностью 80% - 95%, получаемых сплавными и механическими системами навозоудаления.

Отделение жидкости при помощи сепарирования (прессо-шнековый сепаратор / навозный сепаратор) - это наилучший выход, поскольку в этом случае отделяется вся свободная и часть связанной жидкости.

Сепаратор представляет собой шнековый пресс, в котором прессование производится при помощи шнека. Это единственный сепаратор для переработки навоза / помета, эффективно отделяющий до 85% твёрдых составляющих из стоков навоза в достаточно сухие вещества. Эффективность отделения твёрдых составляющих зависит от размера ячеек сита, шнека, модели сепаратора, типа твёрдых составляющих и расположения противовесов системы, определяющих степень обратного давления. При этом степень отделения сепаратором азота, фосфора, калия и других питательных веществ колеблется от 10 до 80%.

Прессовый шнековый сепаратор производится в различных модификациях, с различными видами загрузочных горловин, барабанных сит с размером ячеек от 0,10 мм до 1,00 мм. Это позволяет эффективно применять сепаратор при различной влажности стоков.

Подавать на сепаратор первичное вещество возможно различными способами.

Сепаратор может быть смонтирован, и работать в любое время года под «открытым небом» или же иметь «легкий» навес.

Есть возможность монтировать сепаратор на автоплатформе. Этот вариант очень удобен, если у Вас несколько первичных емкостей-накопителей, расположенных на удаленном расстоянии. Сепаратор некоторое время работает на одном месте, после этого его перевозят на новое место.

Стоки навоза из производственных корпусов направляются в приемной резервуар для текущего накопления и усреднения (перемешивания) перед процессом разделения. Для обеспечения процесса усреднения применяется мешалка (миксер-гомогенизатор), которая создаёт однородную консистенцию вещества на входе. Либо применяется насос с функцией гомогенизации. Насос с измельчающим механизмом, режущими кромками перекачивает однородную жижу в сепаратор. Благодаря встроенному перепускному клапану избыток стоков возвращается обратно в резервуар самотеком. Внутри впускной секции, осциллятор создает колебательное давление в жидкости. Это ведет к улучшенной производительности и более высокой пропускной способности, особенно вязкой жидкости. В сите волокнистые твердые вещества отделяются от жидкости. Волокна создают фильтрующий слой, который задерживает более мелкие частицы в жидкости. Лопасти шнека продвигают этот слой к выпускному отверстию. Поверхность сита очищена и образуется новый фильтрующий слой. Конструкция сита не допускает образования пробок. Давление в первой части сита низкое, которое увеличивается по мере возрастания концентрации твердых веществ в выходящем продукте. Сила трения твердой заглушки в цилиндрическом раструбе и двойной заслонки регулятора выходного отверстия, создает противодавление.

Сила прессования регулируется противовесами, определяющими обратное давление, создаваемое на выходе сепаратора.

Производительность зависит от влияния различных факторов: размера ячейки сита, исходной влажности стоков, температуры, срока хранения навоза, положения противовесов, регулирующих степень отжима.

Отделенная жидкая фракция:

Жидкость, отделённую сепаратором, можно перекачивать обычным насосом для сточных вод или транспортировать самотеком даже по тонким трубам, поскольку в ней содержится достаточно мало сухих веществ и различных примесей. Жидкая фракция, отделённая при помощи сепаратора, содержит только мелкодисперсные твёрдые частицы, находящиеся в растворенном состоянии. Жидкая фракция после сепарации характеризуется высоким содержанием положительных биогенных элементов и благоприятным соотношением питательных веществ Фосфора, Азота и Калия - 1,4:1,0:1,6. Жидкая фракция используется в качестве органического удобрения при орошении почв. При использовании жидкости в качестве удобрения почвы она может, перекачивается насосами высокого давления по длинным трубам для использования в системах внутрипочвенного орошения, дождевания и капельного полива, при этом, не создавая загрязнений в трубопроводах.

Отделенная жидкость из отстойника или лагуны выкачивается без предварительного перемешивания и может быть использована для орошения вместо аммиачной воды. Поэтому лагуна может быть сооружена с использованием пленки, т. к. не требуется ее очистка от плотных донных отложений и поверхностной корки.

Отжатая твердая фракция:

Получаемая твердая фракция отправляется на компостирование, используется в качестве подстилки для животных, органического удобрения или может быть отправлена на линию брикетирования, которую вы также можете у нас заказать, для получения топливных брикетов, для автономного отопления при помощи твердотопливного котла. При сжигании твердой фракции в пиролизных теплогенераторах, получаемая тепловая энергия может быть направлена на отопление помещений, ферм, теплиц и пр., а также для получения пара.

Компостирование отделенной твердой фракции:

Сепаратор производит твёрдые составляющие с оптимальными для компостирования влажностью и структурой (пористая, рассыпчатая масса с низкой адгезией), что обеспечивает превосходное движение в них воздуха во время компостирования и уменьшает неприятный запах. Отделённые твёрдые составляющие непривлекательны для мух, крыс и других паразитов.

studfiles.net

Установка для получения биогаза, электрической, тепловой энергии и удобрений из отходов сельского хозяйства

Изобретение относится к анаэробной конверсии отходов сельского хозяйства с получением биогаза и генерацией из него электрической и тепловой энергии, а также с получением ценного органического удобрения. Установка содержит последовательно установленное и связанное трубопроводами следующее оборудование: измельчитель растительных отходов, соединенный с приемником отходов, выход которого через трубопровод соединен со входом первого центробежного или шнекового насоса для перекачки субстрата, выход насоса через трубопровод соединен со входом реактора предварительного кислотного брожения, выход которого через трубопровод соединен со входом второго центробежного или шнекового насоса для перекачки субстрата, выход которого через трубопровод соединен со входом в основной реактор-метантенк, при этом газовый выход реактора-метантенка соединен со входом компрессора, сжимающего биогаз, выход которого соединен со входом газгольдера высокого давления, а выход газгольдера высокого давления через циклон и систему очистки биогаза соединен с каталитическим конвертором биогаза, выход которого связан со входом батареи твердооксидных топливных элементов, причем каталитический конвертор биогаза и батарея твердооксидных топливных элементов находятся в термостатируемой камере, при этом батарея твердооксидных топливных элементов электрически связана с батареей аккумуляторов и инвертором, при этом выход для разогретых газов батареи твердооксидных топливных элементов связан теплопроводом со входом в систему рекуперации тепла, выход которой соединен с погружным теплообменником, расположенным в реакторе предварительного кислотного брожения, который последовательно соединен с погружным теплообменником в основном реакторе-метантенке. Технический результат: переработка отходов сельского хозяйства, получение биогаза, генерация электрической и тепловой энергии, получение ценного биоудобрения. 1 ил.

Изобретение относиться к анаэробной конверсии разнообразных отходов сельского хозяйства с получением биогаза и генерации из него электрической и тепловой энергии, а также с получением ценного органического удобрения.

Известено устройство для получения метана, электрической и тепловой энергии (патент РФ №2297395, МПК C02F 11/04; опуб. 10.05.05 г.) которое состоит (см. чертеж) из установки (1) для приготовления биомассы, соединенной с гидролизером (2) и далее с последовательной системой (3) бродильных чанов и компостера, взаимодействующих с установкой (4) для возврата и обогащения флегмы. Резервуар (5) для технического биогаза соединен с установкой (6) для очистки биогаза и далее с резервуаром (7) для очищенного биогаза, связанным с установкой (8) для разложения биогаза и смесителем (11) для газов. Установка (8) имеет выходы к установке (10) для обработки СО3 и к установке (9) для обработки метана, соединенной со смесителем (11) для газов, соединенным (12) с резервуаром для стандартного газового топлива. Резервуар (12) соединен с установкой (13) для генерации электроэнергии и тепла и с установкой (14) для переработки тепла.

Недостатками аналога является достаточно сложное аппаратурное оформление получения метана, электрической и тепловой энергии из растений, специально выращенных для этой цели.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является «Биоэнергокомилекс» (Патент РФ №65044, МПК C02F 11/04; А01С 3/00 опуб. 27.07.07 г.).

Биоэнергокомплекс состоит из одного реактора - метантенка, обогреваемого водяной рубашкой, и газгольдера низкого давления. Биогаз, полученный при анаэробном превращении биомассы, используется как топливо в двигателе внутреннего сгорания, работающем в режиме двухфазного смесеобразования.

Недостатками прототипа являются: относительно низкий электрический КПД схемы, обусловленный тем, что основным генерирующим устройством является генератор на базе двигателя внутреннего сгорания. Использование одного реактора для проведения процессов как кислотного брожения, так и метаногенеза не позволяет создать оптимальные условия для каждого из процессов.

Задачей изобретения является увеличение электрического КПД схемы за счет применения твердооксидного топливного элемента в качестве основного устройства для генерации электрической энергий, а также общее упрощение технологической схемы, повышение ее производительности и экономической эффективности. Поставленная задача решается с помощью существенных признаков, указанных в формуле изобретения, таких как установка для получения биогаза, электрической, тепловой энергии и удобрений из отходов, характеризующаяся, тем, что содержит последовательно установленное и связанное трубопроводами следующее оборудование: измельчитель растительных отходов, соединенный с приемником отходов, выход которого через трубопровод соединен со входом первого центробежного или шнекового насоса для перекачки субстрата, выход насоса через трубопровод соединен со входом реактора предварительного кислотного брожения, выход которого через трубопровод соединен со входом второго центробежного или шнекового насоса для перекачки субстрата, выход которого через трубопровод соединен со входом в основной реактор-метантенк, при этом газовый выход реактора-метантенка соединен со входом компрессора, сжимающего биогаз, выход которого соединен со входом газгольдера высокого давления, а выход газгольдера высокого давления через циклон и систему очистки биогаза соединен с каталитическим конвертором биогаза, выход которого связан со входом батареи твердооксидных топливных элементов, причем каталитический конвертор биогаза и батарея твердооксидных топливных элементов находятся в термостатируемой камере, при этом батарея твердооксидных топливных элементов электрически связана с батарей аккумуляторов и инвертором, при этом выход для разогретых газов батареи твердооксидных топливных элементов связан теплопроводом со входом в систему рекуперации тепла, выход которой соединен с погружным теплообменником, расположенным в реакторе предварительного кислотного брожения, который последовательно соединен с погружным теплообменником в основном реакторе-метантенке.

Вышеперечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат - упрощение технологической схемы, повышение ее производительности и экономической эффективности. На схеме (см. чертеж) обозначены основные функциональные элементы системы для генерации электрической энергии из отходов сельского хозяйства. Установка состоит из приемника отходов 2, реактора предварительного кислотного брожения 4, основного реактора-метантенка 6, шнековых или центробежных насосов для перекачки субстрата 3 и 5, компрессорной установки 7, газгольдера высокого давления 8, циклона для отделения воды 9, сорбционной установки для очистки биогаза от сероводорода 10, конвертера 11, батареи твердооксидных топливных элементов 12, батареи аккумуляторов 13 и инвертора для преобразования постоянного тока в переменный с напряжением 220 В 14, системы рекуперации тепла 15, выход которой соединен с погружным теплообменником 16, расположенным в реакторе предварительного кислотного брожения 4, который последовательно соединен с погружным теплообменником 17 в основном реакторе-метантенке 6.

При использовании в качестве сырья отходов растениеводства применяется устройство для измельчения биомассы 1.

Представленная схема установки работает соответствующим образом: отходы сельского хозяйства, такие как навоз крупного рогатого скота, свиней, лошадей, помет домашней птицы, отходы скотобоен и мясоперерабатывающих заводов, по мере накопления направляются в приемник отходов 2, где разбавляются водой, отходы растениеводства предварительно измельчаются в устройстве для измельчения биомассы 1, после этого подготовленный субстрат с помощью циркуляционного или шнекового насоса 3 направляется в реактор предварительного кислотного брожения 4, где под действием соответствующих микроорганизмов происходят процессы гидролитического разложения биополимеров, а также кислотное брожение исходного субстрата, после этого с помощью циркуляционного или шнекового насоса 5 субстрат перекачивается в основной реактор-метантенк 6, откуда по мере поступления свежего субстрата отводится биоудобрение(по стрелке см. чертеж), а также с помощью компрессорной установки 7 откачивается образующий биогаз, давление в метантенке 6 поддерживается на уровне 10-20 кПа, биогаз собирается в ресивере 8 под давлением 2 МПа, после ресивера 8 установлена система очистки биогаза, состоящая из циклона 9 и устройства сорбции серосодержащих соединений 10. После очистки биогаз через редуктор направляется в конвертор 11, где метан, входящий в состав биогаза, под действием катализатора конвертируется в синтез-газ, состоящий из монооксида углерода и водорода, водород окисляется на аноде водородно-кислородного твердооксидного топливного элемента 12 [может быть выполнен как описано в патенте РФ №2178560 «Ячейка высокотемпературного элемента электрохимического устройства с твердым электролитом», опубл. 20.01.02 г.], конвертор метана 11, а также твердооксидный топливный элемент 12 функционируют в термостатируемой камере при температуре 900С°, первоначальный нагрев камеры осуществляется за счет электрических нагревательных элементов(не показаны), после выхода на режим твердооксидного топливного элемента 12 разогрев камеры осуществляется за счет тепла, выделяемого при окислении водорода на аноде топливного элемента. Газы, отходящие из топливного элемента 12, направляются в систему рекуперации тепла 15, где за их счет происходит нагрев воды, используемой в качестве теплоносителя в системе обогрева реактора предварительного кислотного брожения 4 и основного реактора - метантенка 6, обогрев реакторов осуществляется за счет погружных змеевиковых теплообменников 16,17. Электрическая энергия генерируется батарей топливных элементов, собранной таким образом, чтобы выходное напряжение было равным 12 или 24 вольтам, батарея топливных элементов заряжает аккумуляторную батарею 13. Постоянный электрический ток от аккумуляторной батареи 13 преобразуется в переменный с напряжением 220 В с помощью полупроводникового инвертора 14.

Данное описание и схема установки рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.

Установка для получения биогаза, электрической, тепловой энергии и удобрений из отходов, характеризующаяся тем, что содержит последовательно установленное и связанное трубопроводами следующее оборудование: измельчитель растительных отходов, соединенный с приемником отходов, выход которого через трубопровод соединен со входом первого центробежного или шнекового насоса для перекачки субстрата, выход насоса через трубопровод соединен со входом реактора предварительного кислотного брожения, выход которого через трубопровод соединен со входом второго центробежного или шнекового насоса для перекачки субстрата, выход которого через трубопровод соединен со входом в основной реактор-метантенк, при этом газовый выход реактора-метантенка соединен со входом компрессора, сжимающего биогаз, выход которого соединен со входом газгольдера высокого давления, а выход газгольдера высокого давления через циклон и систему очистки биогаза соединен с каталитическим конвертором биогаза, выход которого связан со входом батареи твердооксидных топливных элементов, причем каталитический конвертор биогаза и батарея твердооксидных топливных элементов находятся в термостатируемой камере, при этом батарея твердооксидных топливных элементов электрически связана с батареей аккумуляторов и инвертором, при этом выход для разогретых газов батареи твердооксидных топливных элементов связан теплопроводом со входом в систему рекуперации тепла, выход которой соединен с погружным теплообменником, расположенным в реакторе предварительного кислотного брожения, который последовательно соединен с погружным теплообменником в основном реакторе-метантенке.

www.findpatent.ru

Биотехнологии утилизации отходов сельского хозяйства

Старые технологии утилизации отходов стали убыточными. Возросла стоимость энергоносителей, а для хранения навоза или помета приходится выводить из оборота тысячи гектаров сельскохозяйственных угодий. Кроме того, размещение вблизи больших городов крупных животноводческих комплексов и птицефабрик приводит к загрязнению водных бассейнов и в целом окружающей среды.

Использование навоза в качестве только удобрения (традиционный способ) уже не может считаться универсальным и эффективным. Необходимы современные энергосберегающие эффективные технологии.

Технологии переработки помета, навоза путем обезвоживания и дальнейшей стерилизации весьма энергоемки. Термическая обработка жидкой или твердой фракции высокими температурами приводит не только к потерям элементов питания для растений, но и образованию канцерогенов. К тому же основными требованиями к технологиям переработки отходов животноводства и получения из них органических удобрений являются сохранение их биологической активности и максимальное содержание соединений азота, фосфора и других элементов.

Одним из возможных способов утилизации отходов животноводства является биологическая переработка с использованием микро- и макроорганизмов, позволяющая быстро и эффективно перерабатывать значительное количество навоза и помета.

Перспективным способом биологической утилизации отходов животноводства является культивирование на них микроорганизмов. Для ферментации навоза используют главным образом мицелиальные грибы (твердофазное культивирование), а на навозных стоках осуществляют глубинное культивирование бактерий, дрожжей и грибов. Выращивание бактериальных культур на отходах животноводческих комплексов не получило широкого распространения из-за ограниченного применения бактерий на кормовые нужды. Выращивание дрожжей позволяет произвести «облагораживание» стоков (свиноферм и ферм крупного рогатого скота) и получить дешевые кормовые добавки и бактериальные препараты.

Микробная биотехнология способна вовлечь в производство кормовых препаратов и добавок огромные массы жидких и плотных отходов агропромышленного комплекса растительного и животного происхождения.

Существует широкий круг микроорганизмов, способных потреблять вторичные продукты сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности с образованием микробной биомассы. Самыми перспективными являются быстрорастущие микроорганизмы, способные усваивать не гидролизованные сельскохозяйственные отходы. В наибольшей степени этим требованиям соответствуют мицелиальные грибы и дрожжи. Жидкие и плотные отходы могут быть трансформированы в кормовые препараты, обогащенные микробным белком. Известно, что концентрированные стоки являются, по существу, готовой питательной средой для этих микроорганизмов, так как содержат все необходимые компоненты, включая витамины и микроэлементы.

Компостирование органических отходов с добавлением микроорганизмов, биоферментация помета и навоза при 70—85°С позволяют получать ценное органическое удобрение, необходимое для повышения плодородия почвы и получения экологически чистой сельскохозяйственной продукции.

Кроме того, рациональное использование животноводческих стоков позволяет получить дополнительный урожай, в денежном выражении оценивающийся эквивалентно использованию 650 тыс. т азотных, 300 тыс. т фосфорных и 600 тыс. т калийных удобрений на всей пашне Российской Федерации.

В целом же наилучшим способом удаления отходов по экономическим и экологическим соображениям является их использование в качестве вторичного сырья. Указанные выше способы биоконверсии отходов могут дать, иногда неожиданно, весьма существенный результат с благоприятными последствиями для развития биотехнологии и энергетики. К сожалению, большинство из них реализуется очень плохо.

По мере развития животноводства количество и качество отходов будет существенно увеличиваться и изменяться, и острота проблемы их утилизации усугубится. Усилия специалистов должны быть направлены на сохранение отходов, переработку и использование для увеличения продуктивности дешевого топливно-энергетического ресурса (жидкого или газового биотоплива).

Энергоемкие технологии по переработке навоза и помета не могут быть использованы в настоящее время, несмотря на их достоинство (технологическое). Ставится вопрос о разработке особой дешевой системы обработки и удаления отходов, их эффективного использования. Прежде всего это касается биотехнологических методов переработки отходов и превращения их в ценное сырье для получения кормов, горючих материалов, удобрений и сырья для химической промышленности.

Разработаны технологии утилизации отходов сельского хозяйства в специальных установках — биореакторах, биоферментерах (биоферментаторах), модулях, метантенках и т.д. В них, как правило, микробиологическая трансформация отходов осуществляется за счет аэробно-анаэробных процессов. Биотехнологии имеют существенные преимущества перед компостированием за счет снижения потерь питательных веществ в перерабатываемом исходном сырье, значительного повышения экологической чистоты конечных (вторичных) продуктов и сокращения времени переработки сырья.

Управление процессом биоферментации отходов позволяет интенсифицировать минерализацию исходного субстрата, активизировать биосинтез новых соединений и улучшить питательные свойства конечных целевых продуктов. «Сгорание» органической массы можно регулировать физическими, химическими и биологическими воздействиями. В последнем случае активизируются микроорганизмы исходного субстрата или внесенные смешанные микробоценозы, а их ферментные системы преобразуют субстрат в необходимом направлении, ускоряя процессы распада органического материала и микробного синтеза. Получаются продукты заданного качества, будь то органические удобрения или кормовые добавки, субстраты для микробиологической промышленности или почвогрунты для теплиц.

Получение водорода микробиологическим путем — биотехнологическое решение XXI в. Водород является идеальным химическим носителем энергии. Сжигание его при высоких температурах дает большое количество полезной энергии с высоким КПД.

Микробиологическое получение водорода в настоящее время развивается, хотя прямое биотехнологическое получение водорода на основе процесса, аналогичного фотосинтезу, или анаэробного сбраживания дискутируется. Уже сейчас кажется, принципиально возможным путем комбинации техники фиксированных биокатализаторов и генной технологии на основе фотосинтезируюших биосистем достичь результатов, аналогичных результатам с фотоклетками. Для получения водорода из органических отходов путем анаэробной ферментации селекционируются новые виды микроорганизмов, способные производить водород вместо метана.

В Японии исследован процесс образования водорода из метана при сбраживании рисовой соломы, кухонных отходов, лошадиного навоза и метанового ила. Исследователи Великобритании изучили процесс образования водорода с помощью использующих метан бактерий Methylomonas alvus, Methylosinus trichosporium.

Производство биогаза в процессе метанового брожения широко распространено в мире. За счет конверсии отходов системой метаногенеза может быть получено условное топливо, измеряемое миллиардами тонн. Оставшуюся в результате метановой ферментации биомассу можно использовать как удобрение. Переработка отходов за счет метанового брожения — наиболее экономичный и эффективный метод очистки территорий, прилегающих к животноводческому комплексу. Конверсия биомассы животноводческих комплексов в газообразное топливо служит дополнительным энергоносителем в сельском хозяйстве. Переработка отходов метановым брожением — наиболее экономичный и эффективный метод очистки сточных вод, утилизации твердых отходов промышленности, сельского хозяйства, коммунально-бытовых отходов. Более 30 лет работают биореакторы на получение очищенного метана. Разрабатываются в основном методы очистки биогаза от примесей.

Для получения газа во Франции городские отходы подвергают ферментации в смеси с водорослями. Производительность таких установок составляет 421 л газа на 1 кг органического вещества. Газ содержит 60% СН4 и 40% СО2.

Большой производительностью по метану обладают разработанные в США биореакторы, использующие магнитотаксисные бактерии. В конструкцию биореактора включают устройство для создания внутреннего локального магнитного поля, привлекающего магнитотаксисные бактерии. Бактериальные продуценты биогаза мигрируют в область магнитного поля, концентрируются в окружающей зоне биореактора и не вымываются из него при вводе свежих порций органических отходов и удалении остатков.

Показана целесообразность добавок целлюлозосодержащих материалов в качестве косубстрата при осуществлении анаэробной ферментации свиного навоза в биогаз. Оптимальная концентрация целлюлозы в составе субстрата (навоз с содержанием сухих веществ 2,8—3,0%) — 40 г/л, выход биогаза — 0,6 л на 1г целлюлозы.

Технология получения молочной кислоты разрабатывается в Санкт-Петербургском государственном университете. Используются нетрадиционные источники углерода или отходы и побочные продукты пищевой и перерабатывающей промышленности и сельского хозяйства. Эффективные штаммы бактерий рубца животного ферментируют различные крахмалсодержащие субстраты с выходом молочной кислоты.

Рекомбинантный штамм дрожжей, содержащий ген лактатде-гидрогеназы (ldh), в больших количествах может продуцировать молочную кислоту. При производстве молочных продуктов (сыра, творога) в процессе получения белкового сгустка из молока выделяется молочная сыворотка, которая содержит 50% сухих веществ молока. Молочная сыворотка — нестойкое сырье, которое необходимо либо немедленно использовать, либо законсервировать. Используют ее для добавления в корма, получения напитков и лактозы, обогащения пищевых продуктов и полуфабрикатов, а также в качестве питательной среды для микроорганизмов при получении молочной кислоты, спирта, кормовых дрожжей и др. По статистическим данным. 48—88% получаемой во всем мире сыворотки идет на корм скоту, 0,5—4,0% — на технические и 7—52% — на пищевые цели.

Состав молочной сыворотки заметно варьирует в зависимости от качества исходного сырья, характера готового продукта, способа отделения белка (сквашивание, ферментный способ). Наличие в сыворотке легкоусвояемых источников углерода (лактоза — молочный сахар, в меньших количествах — глюкоза, галактоза и др.) и ростовых веществ позволяет считать ее перспективным сырьем в биотехнологических процессах.

На молочной сыворотке можно выращивать поверхностным и глубинным способами микроскопические грибы (Penicillium rogueforti, Rhizopus oligosporus, Morchella и др.). В Канаде разработан способ выращивания культуры сморчков с выходом биомассы гриба около 25—26 г/л. Известны способы получения кормовых биомасс на основе смешанной культуры микроскопических грибов и бактерий (Lactobacterium, Pseudomonas, E. coli, Candida utilis, Brettanomyces anomalis и др.). При культивировании дрожжевых микроорганизмов на сыворотке необходимо внесение дополнительных источников азота в виде мочевины, сернокислого аммония и аммиака в количестве до 1%, что способствует повышению содержания белка в дрожжах в 2-4 раза.

Главное достоинство перспективных биотехнологий переработки отходов — экономичность и экологичность. Снижение количества загрязнений при внедрении новых технологических приемов и процессов должно достигаться за счет использования отработанных продуктов, автоматизированного управления процессами, использования быстрорастущих суперактивных штаммов микроорганизмов, адаптированных к деградации определенных субстратов, или полученных методом генной инженерии новых микроорганизмов или их сообществ.

В любом случае по теории стабильного развития органические отходы должны рассматриваться как источник питательных веществ, как носитель энергии. Существующие отходы должны утилизироваться, когда это технически возможно и когда стоимость этого является разумной. Только в исключительных случаях отходы отправляются на свалку или длительное хранение.

Получение спирта-сырца из муниципальных отходов. Просеянные и измельченные отходы в количестве 6—8% сухого вещества от рабочего объема вместе с питательными солями и водой стерилизуют, что позволяет одновременно запарить сырье и деаэрировать питательную среду. Подают засевной материал из инокулятора в количестве 15—20% от рабочего объема. Ферментацию продолжают семь суток при периодическом перемешивании и рН 5,0. В ходе ферментации периодически создают вакуум (46,1 кПа) для отделения и конденсации паров этанола (спирта-сырца). В зависимости от степени конверсии углеводных фракций субстрата предусматривается замкнутый цикл непереработанного сырья. По окончании ферментации твердый осадок отделяют от жидкости и используют в качестве удобрения или структуратора почвы. Культуральную жидкость направляют в инокулятор для дальнейшего наращивания биомассы бактерий. Спирт-сырец отправляют на дальнейшую очистку ректификацией.

Биоконверсия теоретически позволяет получать спирт при рентабельности 65—70%. При ферментации древесных опилок с содержанием лигнина 22% с учетом 86%-ной (минимальной) степени конверсии углеводной части сырья выход этанола составляет 28,7% от исходного количества сырья. Для ферментации соломы теоретический выход этанола — 32,6% от исходного сырья; для пшеничных отрубей — 15,2%. Продолжительность ферментации при этом 7—10 суток (для опилок и древесных отходов).

В ФРГ получают этанол из растительных, сельскохозяйственных и пищевых отходов с помощью катализаторов, потребляя менее 1% энергии. Микроорганизмы полностью перерабатывают исходное сырье, побочные продукты (витамины, белки, биологические удобрения) разделяют на ионообменниках. При переработке домашних отходов получают спирт и метан, используемые в качестве энергоносителей.

Главным преимуществом биоконверсии является экологическая чистота, связанная с сокращением или полным отсутствием фенола, фурфурола, формальдегида, неорганических кислот и других токсичных веществ, накапливающихся в местах размещения целлюлозно-бумажных комбинатов и мусорных свалок. Технология переработки является безотходной, так как все продукты могут реализоваться (этанол, этанол-ацетатная смесь, незакисленный лигнин для адсорбирующих препаратов, диоксид углерода). При этом используется широкий список потребляемых (перерабатываемых) субстратов и смешанные и монокулътуры бактерий, способные конвертировать целлюлозосодержащие материалы.

Для обеспечения стабильности accоциаций микроорганизмов разработаны различные комбинации (например, одна из них: Clostridium, Thermoanaerobium и Thermonaerobacter) и методы их хранения, выбор рабочей смешанной культуры бактерий в зависимости от вида целлюлозосодержащего сырья и типа целевого продукта.

Кроме того, для ферментации отработаны режимы аэрации, способствующие суспендированию твердой фазы и активизации процесса, а дробная подача исходного субстрата в ферментационный объем повышает степень конверсии сырья на 50%. Предлагаются возможные схемы процессов утилизации различных промышленных, сельскохозяйственных и муниципальных целлюлозосодержащих отходов.

Продукты вермикультивирования. В животноводстве биомасса червей — эффективный корм для кур, уток, индеек, морской и пресноводной рыбы. Она содержит 60-80% протеина, 9% липидов и 7—16% азотистых веществ. Высокое содержание сбалансированных аминокислот, в том числе и незаменимых, провитаминов D, водорастворимых витаминов свидетельствует о том, что биомасса червей является ценной кормовой добавкой. Черви пригодны для скармливания свиньям, бычкам в сыром и вареном виде. Биомассу красного червя можно использовать в виде пасты для кормления аквариумных рыб. Обезвоженная биомасса червей также представляет собой весьма ценный материал, полезные минеральные вещества. В их состав входят макро- и микроэлементы.

В фармакологии могут использоваться экстракты из биомассы червей для обработки лишаев как противораковые препараты, как лечебное средство при заболеваниях глаз, в косметической промышленности — как биодобавки в шампуни, защитные кремы, лосьоны и др. Дождевые черви в китайской медицине используются около двух тысячелетий. В настоящее время в Китае изготовлена антивирусная и антиопухолевая сыворотка Е76.

В питании человека используются черви, выращенные определенным способом. При подборе способа разведения червей для приготовления блюд важным является не только размер особей, но и субстрат, на котором их разводят, так как он определяет окраску и вкус дождевых червей. Нельзя использовать для пищевых целей дождевых червей, питавшихся навозными компостами. Дождевые черви содержат 60—70% белка, дешевого и полезного. Приготовление блюд из дождевых червей требует специальных знаний по отбору, чистке, хранению и использованию исходного материала. Готовят червей с крабами, омлет с червями, паштеты и др. В зависимости от применяемых специй рецептура блюд меняется.

В земледелии вермикультура и «биогумус» положительно влияют на плодородие почвы. В процессе переваривания органического вещества в кишечнике червей формируются гумусовые вещества, в том числе высокомолекулярные органические кислоты. Концентрация их в копролитах червей, питающихся навозом, в несколько раз выше, чем в исходном субстрате. При переработке дождевыми червями 1 т навоза в перерасчете на сухое вещество получается 600 кг сухого удобрения с содержанием органического вещества 25—40% и более. В этом удобрении содержится азот, фосфор, калий, а также многие микроэлементы. При удобрении почвы биогумусом повышается ее биологическая активность, а выращенная продукция практически не содержит нитратов и тяжелых металлов.

Из микрофлоры, выращенной на стоках свинокомплексов, получают новые виды микробных удобрений. Микробная ассоциация их на почвах всех типов проявляет фосфатмобилизующую активность. Содержание доступного фосфора увеличивается на 15—29% при внесении одной дозы. Введение в компостируемую массу муниципальных отходов микробных удобрений (БАМИЛ) положительно влияет на интенсивность процесса компостирования, главным образом за счет изменений в микробном сообществе, ответственном за биоферментацию.

Продукты утилизации отходов синантропными мухами. Наряду с биоперегноем и биомассой насекомых технология выращивания опарышей позволяет получить из органических отходов витамин В12, незаменимые аминокислоты, высокоценный жир, биостимуляторы роста и развития растений и животных, биологически активные и экологически безвредные дезинфектанты, антисептики и ряд других высокоценных веществ и соединений.

Продукты термофильной переработки отходов животноводства кроме биокомпоста или органического удобрения могут быть использованы как бактериальные препараты защитного действия от фитопатогенов, кормовые добавки (премиксы) для пушных зверей, птицы, рыбы и др.

Библиографический список

1. Госманов Р.Г. Практикум по ветеринарной микробиологии и иммунологии. /Госманов Р.Г., Н.М. Колычев, А.А. Барсков//. Второе издание, переработанное и дополненное. Омск. Издательский дом «ЛЕО», 2008,312 с.

2. Госманов Р.Г. Ветеринарная вирусология/ Госманов Р.Г., Н.М. Колычев, В.И.Плешакова//. СПб: Издательство «Лань», 2010, 480 с.

3. Госманов Р.Г. Основы противовирусного иммунитета /Р.Г.Госманов, Н.М.Колычев //. Омск. Изд-во ОмГАУ, 2002, 124 с.

4. Госманов Р.Г. Санитарная микробиология /Госманов Р.Г., А.Х.Волков, А.К.Галиуллин, А.И.Ибрагимова//. СПб: Издательство «Лань», 2010, 240 с.

5. Госманов Р.Г. Микробиология. /Госманов Р.Г., А.Х.Волков. А.К.Галиуллин, А.И.Ибранимова//. СПб: Издательство «Лань», 2011, 496 с.

6. Колычев Н.М., Кисленко В.Н., Госманов Р.Г. Руководство по микробиологии и иммунологии. /В.И.Плещакова, Колесникова О.П., Зыкин П.Ф., Белов Л.Г. //. Новосибирск. Арта, 2010, 356 с.

7. Колычев Н.М. Основы учения об инфекции и противомикробном иммунитете /Н.А.Колычев, А.А.Новицкий, Р.Г.Госманов, Т.Г.Попова//. Омск. Изд-во ОмГАУ, 2012, 279 с.

8. Колычев Н.М. Ветеринарная микробиология и иммунология. Третье издание, переработанное и дополненное. /Колычев Н.М., Р.Г.Госманов//. Москва. КолосС, 2006, 432 с.

9. Микробная биотехнология. Издание второе, переработанное и дополненное. /Под редакцией О.Н. Ильинской, И.Б. Лещенской, М.Б. Куренко, В.И. Вершинина и др.//. Казань. Казанский государственный университет им. В.И.Ульянова-Ленина, 2007, 426 с.

10. Сельскохозяйственная биотехнология. Под редакцией академика РАСХН В .С.Шевелухи. Издание второе, переработанное и дополненное. /В.С. Шевелуха, Е.А. Калашникова, Е.С. Воронин и др.//. Москва, «Высшая школа», 2003, 469 с.

11.Тихонов И.В. Биотехнология. /Тихонов И.В., Е.А.Рубан, Т.Н. Грязнева, А.Я. Самуйленко, В.И. Гаврилов//. Санкт-Перербург, ГИОРД, 2005, 375 п.л.

Оглавление

стр.

Тема 1. Характеристика производства основных ветеринарных

препаратов………………………………………………………………..3

Тема 2. Требования к оборудованию процессов в биотехнологии

и методы их совершенствования………………………………………..5

Тема 3. Стадия приготовления посевного материала…………………………11

Тема 4. Стадия приготовления питательных сред…………………………….12

Тема 5. Характеристика основных питательных сред………………………..16

Тема 6. Аппаратурное оформление процессов приготовления

питательных сред……………………………………………………….21

Тема 7. Термическая периодическая стерилизация питательных сред……...21

Тема 8. Непрерывная термическая стерилизация питательных сред………..23

Тема 9. Холодная стерилизация. Стерилизация, фильтрация………………..23

Тема 10. Механизмы фильтрации газов………………………………………..24

Тема 11. Конструкция воздушных фильтров………………………………….26

Тема 12 .Промышленная система очистки и стерилизации воздуха………...30

Тема 13 .Стерилизация воздуха, выходящего из биореактора ………………32

Тема 14. Производство бактериальных антигенов-диагностикумов………...33

Тема 15. Производство аллергенов ……………………………………………36

Тема 16. Производство субъединичных вирусных вакцин…………………...39

Тема 17. Производство молекулярных и химических вакцин………………..40

Тема 18 .Приготовление вирусных антигенов-диагностикумов……………..42

Тема 19. Методы высушивания биопрепаратов………………………………43

Тема 20. Консервация клеточных культур…………………………………….45

Тема 21. Биоконверсия отходов сельского хозяйства………………………...50

Тема 22. Растительные, животные и твердые отходы. Сточные воды………58

Тема 23 .Культивирование микроорганизмов на отходах

сельскохозяйственного производства………………………………..64

Тема 24. Биотехнологические целевые продукты из отходов сельского

хозяйства………………………………………………………………76

Библиографический словарь……………………………………………………91

Оглавление……………………………………………………………………….92

infopedia.su

Fermer.MD Статьи Альтернативная энергия Отходы сельского хозяйства в производстве биотоплива.

Отходы сельского хозяйства в производстве биотоплива.

Так, успешно прошла испытания газификационная установка для производства газа с низкой теплотой сгорания из ореховой скорлупы.

Оценочная стоимость получаемого газа равна примерно 1 долл. за 109 Дж, что составляет менее половины стоимости природного газа, сжигаемого на ореховой фабрике. Фирмы, экспортирующие зерно, использует в качестве топлива стержни кукурузных початков, при этом она гарантирует круглогодичную поставку такого топлива и предлагает фермерам более высокие цены во внесезонный период. Одновременно поднимается вопрос о создании чисто энергетических предприятий на «основе биомассы», предназначенных специально для решения топливных проблем.

Источник:

http://biagroferm.ru

fermer.md

Некоторые вопросы производства энергии из отходов сельского хозяйства в Республике Казахстан. Получение энергии из отходов сельского хозяйства

Отходы сельского хозяйства в производстве биотоплива.

Некоторые вопросы производства энергии из отходов сельского хозяйства в Республике Казахстан

Некоторые вопросы производства энергии из отходов сельского хозяйства в Республике Казахстан

1. Технологии утилизации отходов сельского хозяйства

1 Способы утилизации отходов птицеводства и животноводства

Установка для получения биогаза, электрической, тепловой энергии и удобрений из отходов сельского хозяйства

Биотехнологии утилизации отходов сельского хозяйства

Fermer.MD Статьи Альтернативная энергия Отходы сельского хозяйства в производстве биотоплива.

Отходы сельского хозяйства в производстве биотоплива.

Видеоматериалы

Опыт пилотных регионов, где соцнормы на электроэнергию уже введены, показывает: граждане платить стали меньше

Соответствует ли вода и воздух установленным нормативам?

С начала года из ветхого и аварийного жилья в республике были переселены десятки семей

Столичный Водоканал готовится к зиме

Более 10-ти миллионов рублей направлено на капитальный ремонт многоквартирных домов в Лескенском районе

Актуальные темы

Формирование энергосберегающего поведения граждан

Предложения организаций, осуществляющих регулируемую деятельность о размере подлежащих государственному регулированию цен (тарифов) на 2013 год

НАУЧИМСЯ ЭКОНОМИТЬ В БЫТУ

Рубрикатор

Пользователю

Доп.информация

<<	<	Ноябрь 2013			>	>>
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
				1	2	3
4	5	6	7	8	9	10
11	12	13	14	15	16	17
18	19	20	21	22	23	24
25	26	27	28	29	30