Безкоштовний біогаз із гною просто, економічно, екологічно

Ідеї ​​для бізнесу -> Виробництво, будівництво, сільське господарство

Біогаз з гною: просто, економічно, екологічно

Безумовно, традиційний кінський або коров'ячий гній, та ще щедро присмачений соломою з підстилки, - це цінне добриво. Але на сучасній свинофермі гній зовсім інший. Гній в приміщеннях змивають водою, кількість стоків від цього збільшується в багато разів, а ось концентрація сухих речовин - тобто саме те, що визначає цінність гною як добрива, - зменшується буквально практично до нуля. Використовувати, в принципі, можна, але.

При цьому все це величезна кількість рідини доводиться десь зберігати, як мінімум в зимовий період, коли добрива не вносять. Витримувати гній необхідно ще й для того, щоб знешкодити завжди присутніх в ньому патогенних мікробів і насіння бур'янів, які після внесення в грунт, негайно підуть у ріст. До того ж дуже важко запобігти просочуванню рідкого гною в землю, в підземні води, в річки. Та й смердючого запаху від таких сховищ ніяк не уникнути. Сьогодні знешкодження гнойових стоків перетворилося на серйозну проблему в масштабі всієї країни.

Спосіб знешкодження гною, як і будь-яких інших органічних залишків, відомий давно - це компостування. Відходи складають у купи, де вони під дією мікроорганізмів поступово розкладаються. При цьому купа розігрівається приблизно до 60 ° С і відбувається природна пастеризація - гине більшість патогенних мікробів і яєць гельмінтів, а насіння бур'янів втрачає схожість.

Однак якість добрива при цьому страждає: пропадає до 40% міститься в ньому азоту і чимало фосфору. Пропадає і енергія, тому що даремно розсіюється виділяється тепло, а в гної, між іншим, укладена майже половина всієї енергії, що надходить на ферму з кормами. Відходи ж від свиноферм для компостування взагалі не годяться, тому що вони занадто рідкі.

Але є й інший шлях переробки органічної речовини - анаеробний, без доступу повітря. Саме такий процес відбувається в природному біологічному реакторі - шлунку всіх живих істот. Та ж корова виробляє на добу до 500 літрів метану; із загальної продукції метану на Землі майже чверть - 100-200 млн. тонн на рік! - має «тварина» походження.

У порівнянні з аеробних розкладанням при компостуванні процес йде повільніше, але зате набагато економніше, без зайвих енергетичних втрат. Кінцевий продукт - біогаз, в якому 60-70% метану, який при горінні виділяє стільки ж тепла, скільки кілограм кам'яного вугілля, і в два з гаком рази більше, ніж кілограм дров.

Таким способом прекрасно переробляється той самий рідкий гній зі свиноферми: пройшовши через біореактор, ця смердюча жижа перетворюється в прекрасне добриво.

Устаткування для переробки рідкого гною на біогаз можна придбати готове, власне великі господарства так і надходять, але для фермера-одинаки набагато вигідніше побудувати такий біореактор для переробки гною в біогаз своїми силами, благо не так вже це складно.

Як працює біореактор

Ферментація гною йде в анаеробних (безкисневих) умовах при температурі 30- 55 ° С (оптимально 40 ° С). Тривалість ферментації не менше 12 діб. Можна використовувати як звичайний, так і рідкий, безпідстилковий гній, який легко подається в біореактор насосом.

При ферментації в гної повністю зберігаються азот і фосфор. Маса гною практично не змінюється, якщо не брати до уваги випаровується води, яка переходить в біогаз. Органічна речовина гною розкладається на 30-40%; деструкції піддаються в основному легко розкладаються з'єднання - жир, протеїн, вуглеводи, а основні гумусообразующіе компоненти - целюлоза і лігнін - зберігаються повністю. Завдяки виділенню метану і вуглекислого газу оптимізується співвідношення C / N. Частка аміачного азоту збільшується. Реакція одержуваного органічного добрива - лужна (рН 7,2-7,8), що робить таке добриво особливо цінним для кислих грунтів. У порівнянні з добривом, що одержуються з гною звичайним способом, врожайність збільшується на 10-15%.

Кілька слів про цифри і вигоді

Наприклад, реактор об'ємом 75 кубометрів здатний «влегкую» переробляти всі відходи з ферми на 2500 свиней, даючи господареві високоякісне добриво і від 300 до 500 кубометрів газу на добу. Крім того, сьогодні це єдина технологія переробки і знезараження відходів свинарства, яка себе окупає. Причому окупає навіть не стільки самим одержуваних біогазом, скільки екологічним благополуччям, адже в іншому випадку довелося б будувати гноєсховища та очисні споруди. Крім того, не будемо забувати про переробленому гної, як готовому хорошому добриві, а значить, менше буде застосовуватися гербіцидів. Сам же біогаз швидше як безкоштовний додаток: приємно, але не обов'язково.

Саме тому не так просто підрахувати економічну ефективність цієї технології. Зазвичай вважають якраз за отриманим біогазу: витрат стільки-то, газу отримано стільки, відповідну кількість солярки коштує стільки. У підсумку виходить вигідно, але терміни окупності не рекордні. Але в будь-якому випадку, отриманого біогазу вистачає, щоб забезпечити до половини енергопотреб середньої ферми, включаючи опалення та гарячу воду і, як наслідок, значно скоротити витрати енергії в сільгоспвиробництві, зробити його більш екологічно чистих і безвідходних.

Картина вийшла б значно більш повної і привабливою, якби до одержуваному енергетичного ефекту додати ще ефект екологічний, перевівши його в гроші. Але як це зробити, поки ніхто так і не придумав.

Установка з виробництва біогазу (біореактор)

Установка з виробництва біогазу може бути побудована в будь-якому господарстві з доступних матеріалів.

Основа біогазової установки - герметична ємність з теплообмінником (теплоносій - вода, нагріта до 50-60 ° С), пристрої для введення і виведення гною і для відводу газу. Сама конструкція установки багато в чому визначається місцевими умовами, наявністю матеріалів.

Для невеликої установки найбільш розумне рішення - використовувати вивільнені паливні цистерни. На малюнку показана схема біореактора на базі стандартної паливної цистерни об'ємом 50 куб.м. Внутрішні перегородки можуть бути з металу або цегли; їх основна функція - спрямовувати потік гною і подовжити шлях його всередині реактора, утворюючи систему сполучених посудин. На наведеній схемі перегородки показані умовно, їх число і розміщення залежать від властивостей гною - від плинності, кількості підстилки.

Щоб визначити обсяг біореактора, потрібно виходити з кількості гною, яке залежить як від чисельності і маси тварин, так і від способу його видалення: при змиві гною загальна кількість стоків збільшується в багато разів, що небажано, так як вимагає збільшення витрат енергії на підігрів. Якщо добова кількість стоків відомо, потрібний обсяг реактора можна визначити, помноживши цю кількість на 12 (оскільки 12 діб - мінімальний термін витримки гною) і збільшивши отриману величину на 10% (так як реактор слід заповнювати субстратом на 90%).

Підігрівати субстрат до 40 ° С можна різними способами. Зручніше за все використовувати для цього газові водонагрівальні апарати АГВ-80 або АГВ-120, забезпечені автоматикою для підтримки температури теплоносія. При харчуванні апарату одержуваних біогазом (замість природного газу) слід його відрегулювати, зменшивши подачу повітря. Для зменшення втрат тепла біореактор необхідно ретельно теплоізолювати. Тут можливі різні варіанти: зокрема, можна влаштувати навколо нього легкий каркас, заповнений скловатою, нанести на реактор шар пенополіуріетана тощо.

При запуску біореактора необхідно заповнити його на 90% обсягу субстратом і протримати не менше 12 діб, після чого можна подавати в реактор нові порції субстрату, витягуючи відповідні кількості ферментованого продукту.

Якщо кілька дрібних ферм або індивідуальних господарств розташовані недалеко, найбільш логічним варіантом буде організувати загальну, централізовану переробку відходів і одержуваний біогаз подавати назад на ферми або в господарства по трубопроводах. До речі, тиск газу, одержуваного в біореакторі (100-300 мм вод. Ст.), Досить для його подачі на відстань до кількох сотень метрів без газодувок або компресорів.

Зрозуміло, на будівництво і установка навіть невеликого реактора для виробництва біогазу не обійдеться без погоджень. Документація, яка надається до відповідних наглядові органи, повинна містити: технологічну схему установки, план розміщення біореактора і теплогенератора, потоки енергії та продуктів, трубопроводи, схему підключення насоса і освітлювальної арматури, кошторис витрат. На генплані господарства також потрібно буде показати основні трубопроводи, під'їзні шляхи, громовідвід. При влаштуванні та в подальшій експлуатації біореактора необхідно дотримуватися норм і правил роботи з установками для спалювання природного газу. В обов'язковому порядку ще на стадії проектування слід передбачити вентиляцію, яка повинна забезпечувати в приміщенні об'ємом до 300 м3 восьмикратний обмін повітря в годину. Документацію на подібний об'єкт необхідно буде узгодити з газової інспекцією, сес і пожежною охороною.

Застосування біогазу в господарстві

Ну, а тепер давайте подивимося, яку економічну вигоду може принести особисто вам установка для виробництва біогазу.

І це ще не враховуючи вартість очищеного переробленого гною як добрива.

Орієнтовно переробка «бесподстилочного» гною від 10 голів великої рогатої худоби дозволяє отримати на добу близько 20 куб.метра біогазу, від 10 свиней - 1-3 куб.м. від 10 овець - 1-1,2 куб.м. від 10 кроликів - 0,4-0,6 куб.м. До речі, потреба в газі для односімейного будинку, включаючи опалення та гаряче водопостачання, складає в середньому 10 куб.м. на добу, але може сильно коливатися в залежності від якості теплоізоляції будинку.

Тепло, що отримується при спалюванні біогазу, може бути використано, крім підігріву води (опалення, гаряче водопостачання) і приготування їжі, також і для опалення теплиць, а в літній період, коли біогаз в надлишку, для сушки сіна та інших кормів. Можна використовувати біогаз і для вироблення електроенергії, але це економічно менш вигідно.

Ще один напрямок використання біогазу - утилізація вуглекислого газу, що міститься в ньому в кількості близько 34%. Витягуючи вуглекислий газ шляхом відмивання (на відміну від метану він розчиняється в воді), можна подавати його в теплиці, де він служить «повітряним добривом», збільшуючи продуктивність рослин.

Поділіться цією сторінкою з друзями! Дякуємо!

Найпопулярніше

Кращий бізнес план - той, який ви складете самостійно. Великим помічником вам будуть спеціальні програми для складання бізнес-плану.
Читати статтю повністю.

Хочете відкрити авіакаси прямо у себе вдома або в офісі? Для продажу авіаквитків знадобиться тільки доступ в інтернет. Прибутковий і актуальний бізнес без вкладень!
Читати статтю повністю.

Щоб виготовити сучасні меблі будь-якої конфігурації. будь то кухня, шафа-купе або стінка, не потрібно ніяких верстатів - тільки комп'ютер, дриль і невелика кількість ручного інструменту.
Читати статтю повністю.

Сьогодні «Товари за передплатою» стають дуже популярним трендом. Як з нуля створити мільйонний бізнес продаючи товари і послуги за передплатою.
Читати статтю повністю.

Як отримати субсидію на відкриття бізнесу від біржі праці?
Щоб відкрити ІП за рахунок держави, вам буде потрібно.
Читати статтю повністю.