Традиционные биогазовые установки (Часть 5)

Продолжение: часть 5 – (4 часть  здесь)

Надежное, круглосуточное горячее водоснабжение будет исключать разрастания колоний возбудителя легионеллеза (Legionella pneumophil). По санитарным нормам СанПиН 2.1.4.2496-09 «Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения» температура воды в системе горячего водоснабжения должна быть более 60 ⁰С. В системе холодного водоснабжения менее 20 ⁰С.

Примечание: Легионнелы — это бактерии, которые живут в естественных источниках воды. Даже самая совершенная система водоочистки не способна защитить от их возникновения. Попадая в благоприятные условия водопровода (температура 25 – 45 ⁰С), они начинают размножаться. Заражение человека происходит при вдыхании мелких капель воды, содержащих бактерии, в том числе, например, при принятии душа.

Это позволяет существенно снизить суточную потребность домашнего хозяйства в биогазе для приготовления пищи и подогрева воды, Обычно она составляет 2 – 3 м³ природного газа, в сутки. Это эквивалентно 3,5 – 5 м³ и биогаза.

Поскольку подогрев субстрата в метантенке, размещенном на дне ССП осуществляется от теплоты рассола пруда, то режимы ферментации в нем в течение летнего периода различны. Они зависят от температуры, которой обладает рассол (рисунок 1).

Весной при переходе с мезофильного на термофильный режим (левая часть рисунка 1), для повышения температуры субстрата в метантенке объемом 20 м³ с 35 до 53 ⁰С требуется около 420 кВт∙ч теплоты. При использовании для этой цели теплоты рассола пруда площадью 78,5 м² (диаметр пруда 10 м) температура рассола понизится примерно на 6 ⁰С.

Осенью, когда температура в ССП понижается, для поддержания эффективного температурного режима анаэробной обработки отходов животноводства к ним можно добавлять высокоэнергетические компоненты, увеличивающие выделение экзотермической теплоты при ферментации (сахарный жом, отходы пищевой промышленности с высоким содержанием жиров, силос, клеверозлаковая смесь и т.п.). Положение точек а и б (рис. 1) зависит от экзотермической теплоты ферментации (от деятельности бактерий).

То, что работа в термофильном режиме и использование теплоты рассола ССП, вместо биогаза, для поддержания температуры ферментации имеет свои неоспоримые преимущества, подтверждается результатами испытаний БГУ в фермерском хозяйстве Республики Казахстан.

Испытания были проведены сотрудниками Казахского научно-исследовательского института механизации и электрификации сельского хозяйства (КазНИИМЭСХ), Барковым В.И., Токмолдаевым А.Б., Аблинановым В.А. и Сарыбаевым Б.А. [3]

Поскольку эти испытания наглядно отражают приведенные выше плюсы и минусы традиционных БГУ, приведем их максимально подробно.

Биореактор испытывался в режиме биообработки жидкого навоза КРС, поступающего на обработку из коровника на 40 голов. Технология содержания животных — смешанная (стойлово–выгульная).

Результаты испытаний и определения технологических параметров БГУ приведены на рисунках 2 и 3.

 

 

Анализ данных испытаний метантенка показывает, что время нагрева субстрата до мезофильной температуры составляет – 46 часов, а до термофильной температуры – 68 часа. Суточный расход твердого топлива (кизяка) составляет – 31 кг/сут., КПД топливного котла – 78,5 %. Производительность по навозу составляет 0,5 – 0,7 т/сут., по биогазу – 6,5…11,5 м³/сут. Выход биогаза в мезофильном режиме составляет 6,5 м³/сут., в термофильном режиме – 11,5 м³/сут. (рисунки 2 и 3).

При работе гидрозатвора в режиме теплообменника температура теплоносителя в нем колеблется в пределах 49 – 65 ⁰С, температура в загрузочной камере — 34 – 40 ⁰С, а в разгрузочной камере  —– 32 – 40 ⁰С.

Исследования зависимости расхода биогаза при установке в топливном котле факельной и керамической горелок показали, что суточный расход биогаза с факельной газовой горелкой составляет 6,17 м³/сут (0,257 м³/час), а с керамической газовой горелкой – 4,8 м³/сут (0,2 м³/час).

Химический анализ проб органического удобрения, отобранных в процессе работы биогазовой установки (проба №1 – исходный навоз с влажностью 90 %, проба №2 – готовое органическое удобрение) показал высокое содержание питательных веществ (таблица 3).

Таблица 3 – Содержание питательных веществ в органическом удобрении

 

Проба	рН среды	Содержание, г/кг (%)
		Азот Nобщ	Фосфор (Р2О5)	Калий (К2О)
№1	7,0	21,56 (2,156%)	29,6 (2,96%)	48,0 (4,8%)
№2	7,2	16,52 (1,652%)	23,2 (2,32%)	21,6 (2,16%)

 

В 1 т сухого органического удобрения содержится: 16,52 кг азота (N), 23,2 кг фосфора (Р₂О₅), 21,6 кг калия (К₂ О).

Анализ патогенной микрофлоры в органическом удобрении и эффективность обеззараживания, наличие яиц гельминтов и семян сорняков приведены в таблице 4.

Общее микробное обсеменение исходного навоза (коли-индекс) – 10⁹ КОЕ, после анаэробного сбраживания в биогазовой установке общее микробное обсеменение готового органического удобрения снизилось до 10⁷ КОЕ, таким образом, степень обеззараживания навоза в биогазовой установке составляет 99%. В органическом удобрении отсутствуют яйца гельминтов, а семена сорных растений полностью потеряли всхожесть.

Читайте продолжение –> Часть 6