Курсовая работа: Проектування безвідходного виробництва з використанням біоконверсійних технологій утилізації від
Біогаз (60% CH4 і
40% CO2 )
Таблиця 2. Вихід біогазу
|
Місткість реактора м3 |
Кількість голів, | Продукція біогазу | |
| MДж/день | м3 /день | ||
| Кури – несучки | |||
| 500 | 35 000 | 9 600 | 400 |
| 2 000 | 142 000 | 39 000 | 1 800 |
| 4 000 | 283 000 | 77 700 | 3 500 |
| 10 000 | 710 000 | 195 000 | 8 800 |
| Свині | |||
| 500 | 1 500 | 7 000 | 300 |
| 2 000 | 6 000 | 27 000 | 1 200 |
| 4 000 | 12 000 | 55 000 | 2 500 |
| 10 000 | 30 000 | 139 000 | 6 200 |
| Дійні корови | |||
| 500 | 160 | 5 000 | 230 |
| 2 000 | 650 | 21 000 | 960 |
| 4 000 | 1 300 | 42 000 | 1 900 |
| 10 000 | 3 200 | 106 000 | 4 800 |
Можна визначити такі напрями використання біогазу:
– спалювання в котельних агрегатах для нагрівання води та використання її у технологічному процесі або іншими споживачами;
– підготовка біогазу та подавання його в газорозподільні мережі місцевих споживачів природного газу;
– підготовка і заправка біогазом газобалонних автомобілів, тракторів;
– вироблення електроенергії.
Біогаз має усі переваги, що властиві природному газу. Він легко транспортується газопроводами, згоряє без диму, кіптяви й залишку (попелу, шлаку).
1.1.4 Тверда фракція (шлам) і його використання
Шлам містить значну кількість поживних речовин (Табл. 3.) і може використовуватись як цінне знешкоджене органічне добриво або кормові добавки. Він не має специфічного запаху.
В шламі поживні речовини знаходяться в більш доступній для рослин формі. При анаеробному зброджуванні зберігаються необхідні для рослин біогенні елементи (N, Р, К), а при компостуванні їх втрати складають до 40%.
Шлам використовується як білкова і вітамінна кормова добавка.
Аналіз шламу на наявність патогенної мікрофлори свідчить, що кишкові мікроорганізми гинуть при температурі зброджування 37 °С (тобто при мезофільному режимі). Шлам може використовуватися як субстрат для черв'яків без попередньої підготовки (ферментації), що є важливим фактором при створенні безвідходної біотехнології переробки гною.
Таблиця 3. Ефективність використання гною і шламу як добрив
| Кількість внесення | Вид добрив | |||
| свіжий гній | шлам | |||
| 18 тон / га | азот | 27,3 кг | азот | 60 кг |
| фосфор | 3,6 кг | фосфор | 16 кг | |
1.1.5 Рідка фракція і її використання
Рідка фракція відповідає вимогам, які висуваються до стічних вод. Її санітарно-гігієнічні показники дозволяють складати її у каналізаційну мережу або водоймища. Але це нераціонально, тому що вона містить значну кількість поживних речовин і може використовуватись як рідке органічне добриво. Крім того, вона може бути субстратом для вирощування мікроводоростей (хлорели, спіруліни), біомаса яких є цінною білковою і вітамінно-мікромінеральною кормовою добавкою до раціонів, а спіруліна – сировиною для фармацевтичної промисловості.
1.2 Біотехнологія вермикультивування
1.2.1 Вермікультивування в світовому господарству
Розведення дощових черв'яків «вермикультивування» – один з перспективних способів утилізації органічних відходів. Дощові черв'яки, прискорюючі у багато разів розкладання органічної речовини, дозволяють у відносно короткі терміни абсолютно екологічно чистим способом перетворити різного роду органічні відходи в цінне гумусоване добриво. Інший одержуваний продукт вермікультури – біомаса дощових черв'яків, успішно використовується як білкова добавка до корму і як біохімічна сировина.
Вермікультура широко поширена в Західній Європі, деяких країнах Східної Європи (Угорщина, Польща), США, Японія, країнах Південно-східної Азії. Там працює досить багато дрібних і середніх підприємств, що виробляють дощових черв'яків для любительського рибальства і на корм домашнім тваринам, садову землю або органічне добриво «вермікомпост».
Доведена висока ефективність вермікультури для переробки відходів тваринництва, овочівництва і інших галузей сільського господарства і, частково, деревообробної промисловості.
Деякі міські відходи, наприклад овочеві відходи з складів і з магазинів, харчові відходи є прекрасним субстратом для культивування черв'яків. З листя, що згрібається на газонах, можна було б одержати органічне добриво для квітникарських господарств.
У США, Канаді, Японії, Франції і у ряді інших країн працюють підприємства, що фінансуються державою або муніципальними органами, які утилізують за допомогою дощових черв'яків мули стічних міських вод і органічні побутові відходи. У США були проведені успішні експерименти по стабілізації за допомогою дощових черв'яків мулів стічних вод. Дослідження показало, що переробка рідкого мулу черв'яками здатна замінити технології висушування і ферментації мулу, що традиційно використовуються, причому процес економічно вигідний.
Широкомасштабні досліди по вермікомпостуванню (переробці за допомогою дощових черв'яків) міських відходів були закладені в Лафкіне (Техас) з рідкими мулами з міських стічних вод; у Кейсвіллі (Меріленд) із зневодненими мулами; у Огдені (Юта) з твердими міськими відходами. Однією з основних проблем, з якою стикалися ці підприємства, є висока вартість ручної праці, оскільки процес маломеханізований.
До 2/3 загальних витрат на вермікомпостування йшло на придбання початкової популяції черв'яків. Проте, вартість переробки однієї тонни сухої речовини мулу за допомогою черв'яків (105–230 $) виявилися дешевшою порівняно з вартістю його традиційної обробки на полях зрошування або за допомогою обезводнення і компостування (150–250 $ на тонну сухої речовини). Устаткування, обслуговуюче 10–15 тисяч черв'яків (одна тонна сухого мулу в день) вимагає 2300 квадратних метрів робочої площі.