Реферат: Подготовка и использование жидкого навоза

Одним из эффективных способов сокращений указанных потерь является метановое сбраживание навоза и растительных отходов в биологических гумусно-газовых установках.

Важным свойством метанового сбраживания является обеззараживание навоза от ряда болезнетворных бактерий, гельминтов и семян сорных трав. Благодаря этому сбраженный навоз можно вносить под все культуры. Установлено также, что мухи в сбраженном навозе не размножаются, отложенные в нем личинки погибают.

По данным бывшего запорожского филиала ВИЭСХ, десятидневное метановое сбраживание навоза в бродидьных камерах биогазовой установки обеспечивает полное обеззараживание навоза от яиц и личинок ряда гельминтов - аскарид, трихоцефалят, дикройцелей и стронголят. Все эти факты свидетельствуют о том, что метановое сбраживание навоза является важной санитарной мерой против значительной части заболеваний животных.

Анаэробное метановое сбраживание навоза и растительных отходов в биогазовых установках обогащает их бактериями метанового брожения, повышает удобрительные качества за счет сохранения азота и перевода значительной части его в легкоусвояемую растениями минеральную форму. Распад органических веществ сопровождается частичным окислением углерода в углекислоту и образованием метана с незначительным выделением тепла. Из каждой тонны навоза выделяется в среднем 50 м³ биогаза.

Что же такое биогаз? Этим термином обозначают газообразный продукт, получаемый в результате анаэробной, то есть происходящей без доступа воздуха, ферментации (перегревания) органических веществ самого разного происхождения. В любом крестьянском хозяйстве в течение года собирается значительное количество навоза. обычно после разложения его 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.

Биогаз - смесь газов. Его основные компоненты: метан (СН₄ ) - 55-75% и углекислый газ (СО₂ ) - 28-43%, а также в очнь малых количествах другие газы, например, сероводород (Н₂ S).

В среднем 1 кг органического вещества, биологически разложимого на 70%, производит 0,18 кг углекислого газа, 0,2 кг воды и 0,3 кг неразложимого остатка.

Поскольку разложение органических отходов за счет деятельности определенных типов бактерий, существенное влияние на него оказывает окружающая среда. Исследования показывают, что для нормального процесса метанового сбраживания навоза и растительных отходов необходимо обеспечить следующие условия: защита бродильных камер от проникновения воздуха и света; слабощелочная реакция среды (рН в пределах 7 - 7,8), содержание летучих жирных кислот не более 2 000 мг/л.

Оптимальными температурами для размножения метановых бактерий являются 30 - 34° (мезофильное брожение) и 50 - 55° (термофильное брожение).

При термофильном брожении биохимические процессы протекают более интенсивно, однако при этом затрачивается больше тепла. Вот почему более экономичным считается мезофильное брожение.

3.2.2. Расчет процесса метанового сбраживания проводим в такой последовательности:

Объем навозоприемника:

V_n = a_сут ´t₀ ´k_B '

r_n

где a_сут - суточный выход навоза (влажность 92%) - 22 741,6 кг.

r_n - плотность навоза, кг/м³ (r_n = 1020 кг/м³ );

t_n - время накопления навоза, сут;

k_B - коэффициент, учитывающий изменение плотности навоза, в зависимости от исходной влажности (k_B = 1,5).

V_n =

Принимаем объем навозоприемника равным 70 м³ .

Объем емкости для нагрева:

V₀ =

где t₀ - время нагрева, сут;

k'_B - коэффициент, учитывающий изменение объема, в зависимости от температуры нагрева.

V₀ =

Принимаем объем емкости для нагрева равным 30 м³ .

Объем менантенка:

V_м =

где q - суточная доза загрузки менантенка, %.