Производство биогаза

   В верхней части колокола целесообразно  также предусмотреть патрубок для  установки манометра, чтобы по величине давления судить о количестве накопленного биогаза.

   Опыт  эксплуатации установок показал, что использование в качестве сырья смеси разных органических веществ дает больше биогаза, чем при загрузке ферментатора одним из компонентов. Влажность сырья рекомендуется немного уменьшать зимой (до 88-90%) и повышать летом (до 92-94 %). Вода, которую используют для разбавления, должна быть теплой (желательно 35-40^о). Сырье подается порциями, по крайней мере, один раз в сутки. После первой загрузки ферментатора нередко сначала вырабатывается биогаз, который содержит более 60% углекислого газа и поэтому не горит. Этот газ удаляют в атмосферу, и через 1-3 дня установка начнет функционировать нормально.

   Переработка органических отходов сельского  хозяйства в биогазовых установках имеет два «экологических плюса». Во-первых, катастрофа глобального потепления отодвигается на более поздние сроки, так как при разложении органических компонентов навоза выделяются углекислый газ и газ метан, которые являются причиной парникового эффекта. Во-вторых, уменьшается загрязнение подземных вод и поверхностных водоемов аммонийными соединениями. После того, как бактерии из навозной жижи в биогазовой установке извлекли все необходимое для производства метана, экс-навоз можно сливать в водоемы – его состав полностью отвечает самым жестким в мире стандартам для сточных вод.

   Метан можно использовать для нужд крестьянских и фермерских хозяйств:

• для приготовления пищи;
• для подогрева воды;
• для отопления жилищ.

   Производительность  биогазовой установки зависит не только от вида отходов, но и от объема перерабатываемой массы. Наиболее выгодны установки большого объема. Но для домашнего хозяйства достаточно установки с объемом реактора в 4 кубических метра.

   Сколько же можно получить газа из одного килограмма навоза? Исходя из того, что на кипячение  одного литра воды расходуется 26 литров газа:

• с помощью одного килограмма навоза крупного рогатого скота можно вскипятить 7,5-15 литров воды;
• с помощью одного килограмма навоза свиней – 19 литров воды;
• с помощью одного килограмма птичьего помета – 11,5-23 литра воды;
• с помощью одного килограмма соломы зернобобовых можно вскипятить 11,5 литров воды;
• с помощью одного килограмма картофельной ботвы – 17 литров воды;
• с помощью одного килограмма ботвы томатов – 27 литров воды.

   Неоспоримое преимущество биогаза – в децентрализованном производстве электроэнергии и тепла.

   ВИТАМИНЫ-МИНЕРАЛЫ

   Процесс биоконверсии кроме энергетической позволяет решить еще две задачи. Во-первых, сброженный навоз по сравнению  с обычным повышает на 10-20% урожайность  сельскохозяйственных культур. Объясняется это тем, что при анаэробной переработке происходит минерализация и связывание азота. При традиционных же способах приготовления органических удобрений (компостированием) потери азота составляют до 30-40%. Анаэробная переработка навоза в четыре раза - по сравнению с несброженным навозом - увеличивает содержание аммонийного азота (20-40% азота переходит в аммонийную форму). Содержание усвояемого фосфора удваивается и составляет 50% общего фосфора.

   Кроме того, во время сбраживания полностью  гибнут семена сорняков, которые всегда содержатся в навозе, уничтожаются микробные ассоциации, яйца гельминтов, нейтрализуется неприятный запах, т.е. достигается актуальный на сегодня экологический эффект.

   Основой любой биогазовой установки является метантенк (реактор). В реакторе устанавливаются системы термостатирования, отбора биогаза, перемешивания. Объемы метантенков могут варьировать в больших пределах - от 3 м^З до 5 тыс. м^З. Они делятся на метантенки разовой загрузки и непрерывной. В первых весь объем реактора загружается за один раз, и сбраживание осуществляется в течение 3-4 месяцев. После завершения процесса метантенк опорожняется и загружается следующей порцией сырья. В реакторе с непрерывной загрузкой сырье для сбраживания подается порциями, выдавливая при этом эквивалентное количество сброженного сырья. 
 
 
 
 

   ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

   Сегодня в Европе сосредоточено 44% мирового количества установок анаэробного  сбраживания, в Северной Америке - 14%. Работающие в странах ЕС промышленные биогазовые установки по признаку происхождения используемых отходов можно разделить на несколько групп. Основными являются следующие три: агропищевая группа (67,5%), группа непищевой промышленности (15%) и непромышленная группа (9,6%).

   Ежегодно  в российском животноводстве и птицеводстве образуется около 150 млн. т органических отходов. До недавнего времени эти цифры характеризовали исключительно остроту экологических проблем. По данным природоохранных служб, только в водоемы, питающие столицу, могут попадать миллионы тонн токсичных стоков. В итоге, чтобы сделать московскую воду питьевой, необходимо дорогостоящее и тоже небезвредное химическое вмешательство. Вокруг других крупных и средних городов России ситуация вряд ли намного лучше.

   Еще в начале 90-х годов было подсчитано, что использование биогазовых технологий для переработки органики может не только полностью устранить ее экологическую опасность, но и ежегодно получить дополнительные 95 млн. т условного топлива (около 60 млрд. м³ метана или, сжигая биогаз, - 190 млрд. кВт.ч электроэнергии), а также более 140 млн. т высокоэффективных удобрений, что позволило бы существенно сократить чрезвычайно энергоемкое производство минеральных удобрений (около 30% от всей электроэнергии, потребляемой сельским хозяйством).

   Еще более замечателен второй продукт биоустановки - жидкие органические удобрения. Технологический режим подобран так, что они получаются экологически абсолютно чистыми - без малейших следов нитритов и нитратов, болезнетворной микрофлоры и даже семян сорняков (по сравнению с обычным навозом). А в эффективность этих удобрений (1 т эквивалентна 60 т навоза, не считая указанных преимуществ), показанную в трехгодичных испытаниях на самых разных культурах (помидоры, огурцы, клубника, морковь, смородина, крыжовник и т.д.), поначалу трудно было поверить. В сравнении с обычными они увеличивают урожайность минимум в 2-4 раза. Научное объяснение этому было дано только в прошлом году. В одном из докладов на Международном симпозиуме в Санкт-Петербурге была высказана мысль о том, что в реакторе установки при определенных условиях могут синтезироваться так называемые ауксины - вещества, способствующие ускоренному развитию и росту растений. Дальнейшие исследования этого механизма, как полагают ученые, откроют возможности для заранее программируемого получения сверхэффективных удобрений. Но пока необъясненным остается еще одни приятный факт: в биогазе неизвестно куда (к счастью!) исчезает сероводород - непременный спутник разложения органики и сильнейший ускоритель коррозии металлических конструкций. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Биогаз: и греет,  и варит. Журнал «Моделист-конструктор», 1987, № 1, с. 10-11.

2. Выбирая будущее.  Новые методики экологического  образования. Изд. ЭкоОбраз. Караганда, 2001 г.

3. Сабитов Р.  Отчет по проекту «Оценка потребностей местных сообществ» в Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды. Август, 2001 г.

4. Тодорова Н.  “Энергия... из мусорной кучи?”  Газета «Казахстанская правда»  № 192 от 16 августа 2001 г.

5. Тонкобаева  Л. В этом доме – биогаз. Молодежный эколого-правовой журнал «Я и Земля», № 7(17), ноябрь, 2001 г., с. 4-5.

Светлана Баскакова  – член НПО "Дикая природа",

Леонид Плохотников  – энергетик, член ОО "Надежда", специально для «Спектра Развития»

6. Энергетика и промышленность России № 4 (32) апрель 2003 года.

Н.Г. Кириллов, федеральный  эксперт научно-технической сферы, к.т.н., с.н.с., Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского