Поиск

Партнеры

Рассылка

E-Mail

Партнеры

Биогазовая установка

Способ сбора и отвода биогаза и фильтрата включает подготовку основания, монтаж системы вертикального газового дренажа, послойную укладку отходов с пересыпкой изолирующими слоями, монтаж системы горизонтального газового дренажа, изолирующее покрытие поверхности котла, на подготовленном основании в небольших котлованах, распределенных по площади фермерского хозяйства.

В котлованах устанавливают полимерные кольца с глухими стенками и днищем, на которых оборудуют колодцы вертикального газового дренажа, наращиваемые из полимерных колец с перфорированными гофрированными стенками. Укладку отходов производят послойно с пересыпкой изолирующими слоями из инертного материала, к примеру песка или шлака, в два этапа - сначала до середины полимерного кольца с гофрированными стенками, затем до проектной высоты слоя.

Систему горизонтального газового дренажа монтируют после первого этапа укладки отходов в отверстия полимерного кольца с гофрированными стенками в виде полимерных перфорированных гофрированных труб - с заглушками на концах.

Отвод биогаза и фильтрата производят газосборником и эрлифтом, установленным внутри колодца с помощью полимерных трубопроводов. Далее цикл повторяют до достижения газообразования либо - при наличии достаточного количества материала - последний слой отходов покрывают слоем наружной гидроизоляции из пленочного или иного материала.

Верхний конец колодца в каждом цикле наращивания оборудуют заглушкой с отверстиями (тяжелым колпаком) для полимерных трубопроводов отвода биогаза и фильтрата и выводят на высоту, превышающую отметку каждого слоя отходов. Укладку отходов производят последовательно слоями с повторением цикла работ по мере необходимости.

Внимание, важно!

Основной недостаток известного способа - в том, что имеется высокая вероятность искривления или обрыва горизонтальных трубчатых дрен с нарушением стыков дренажной системы при естественной усадке биомассы, а также забивки отверстий перфорированных трубчатых дрен влажными отходами при смещении защитного фильтрующего материала дрен.

На подготовленном основании из гидроизолирующего материала монтируют газовую дренажную конструкцию из жестко связанных труб, совмещающую функции вертикального и горизонтального газового дренажа. Перед укладкой на основание органические отходы сортируют, измельчают, засевают метаногенными микроорганизмами, увлажняют, укладывают их насыпкой с верхней части газовой дренажной конструкции послойно в несколько этапов - до проектной высоты бурта, с пересыпкой каждого слоя отходов слоем глины.

Для герметизации слоев отходов глину следует орошать обеззараженным фильтратом или водой и подсушивать до образования твердой корки. При достижении проектной высоты бурта последний слой отходов герметизируют так же, как и нижние слои.

Получившийся биогаз отводят через газодренажную конструкцию, а фильтрат - с помощью гидродренажной системы, вмонтированной в гидроизолирующее основание, и далее обеззараживают.

После прекращения выделения биогаза переработанную микроорганизмами биомассу удаляют и используют в качестве сельскохозяйственного удобрения. Далее цикл переработки органических отходов повторяют.

Наиболее близким по техническому решению является «Способ сбора и отвода биогаза и фильтрата на полигонах твердых бытовых отходов в оврагах и складках местности» (патент RU № 2242299, кл. В09В 1/00, В09В 3/00, 2004).

Рекомендуемый способ получения биогаза и удобрения из органических отходов в отдельно взятом ЛПХ, на ферме или в крестьянском дворе существенно отличается от известных, описанных в патентной и научно-технической литературе, и позволяет получить следующие результаты:

  • создать на своем участке экологически чистый генератор тепла на основе биотоплива;
  • упростить способ переработки органических отходов;
  • обеспечить надежность и полноту отбора биогаза из перерабатываемых отходов за счет газодренажной конструкции из жестко связанных труб, совмещающей функции вертикального и горизонтального газового дренажа;
  • использовать переработанные органические отходы в качестве удобрения;
  • сократить размеры земельных участков, отводимых на утилизацию отходов, за счет цикличности процесса переработки;
  • минимизировать техногенное воздействие отходов на окружающую среду.

Такое решение может быть эффективно использовано для переработки органических отходов сельского хозяйства, растительных отходов пищевых предприятий, пищевых отходов населенных пунктов в биогаз и удобрение с минимальной техногенной нагрузкой на окружающую среду.

Получение биогаза экономически оправдано и является предпочтительным при переработке постоянного потока отходов (стоки животноводческих ферм, скотобоен, растительных отходов). Экономичность заключается в том, что нет нужды в предварительном сборе отходов, в организации и управлении их подачей; при этом известно, сколько и когда будет получено отходов.

Получение биогаза, возможное в биогазовых установках самых разных масштабов, особенно эффективно на агропромышленных комплексах, где существует возможность полного экологического цикла.

Технология получения биогаза и переработки органических отходов в высококачественное удобрение путем анаэробного сбраживания, давно известная человечеству и успешно опробованная и применяемая в ряде стран, способна кардинально улучшить экономические, экологические и социальные условия в сельском хозяйстве. Биогазовые установки демонстрируют рекордную для технологического оборудования окупаемость - не более двух лет, а применение сброженного остатка в качестве удобрения обещает настоящий прорыв в повышении урожайности.

После подготовки сырья оно подается в метантенк, где происходит процесс ферментации сырья.

Метантенк можно условно разделить на три части: верхнюю - корку из крупных частиц, которые поднимаются пузырьками газа; среднюю - жидкую; и нижнюю, в которой скапливаются выпадающие в осадок грязеобразные массы. С течением времени верхняя корка становится настолько твердой, что мешает выделению биогаза, поэтому для нормального течения ферментации ее необходимо время от времени разрушать (перемешивать) за счет подогрева метантенка, что способствует ускорению процесса жизнедеятельности бактерий.

Метанопроизводящие бактерии имеются в самом сырье, и культуры их развиваются от одной до трех недель, пока не начнет выделяться газ.

Столь полезные выделения можно значительно ускорить (в 2-3 раза), если добавить в резервуар «закваску» из предыдущей партии уже перебродившего сырья. Бактерии проявляют активность в диапазоне температур от +5 до +75 °С и разделяются на три группы.

Психрофильные бактерии эффективно работают в диапазоне +5...+20 °С. При дальнейшем повышении температуры развиваются мезофильные бактерии, их рабочий диапазон +30...+42 °С. А при еще более высокой температуре (до 70 °С) проявляется действие уже термофильных бактерий.

В процессе сбраживания выделяется недостаточное количество тепла, и для поддержания его нормального течения, особенно в зимнее время, необходимо осуществлять дополнительный подогрев сырья. Это можно использовать как эффективный фактор, регулирующий газообразование.

Перебродившая сырьевая масса, или шлам, может сразу же использоваться как удобрение для подкорневой подкормки сельскохозяйственных культур. Возможны также хранение и грануляризация шлама, после чего он может использоваться в качестве подкормки для КРС или как удобрение.

Влияние исходного сырья на выход биогаза.

В табл. 1.1 представлена информация о влиянии исходного сырья на полезный выход готовой продукции в виде биогаза.

Таблица 1.1. Влияние исходного сырья на полезный выход готовой продукции в виде биогаза

Таблица 1.1. Влияние исходного сырья на полезный выход готовой продукции в виде биогаза

Из табл. 1.1 видно, что мякина, трава, картофельная ботва и даже стебли кукурузы по содержанию метана в газе и выходной массе продукции (относительно входного сырья) - наиболее предпочтительные составляющие для производства биогаза. Конский навоз и навоз крупного рогатого скота в этом списке занимает не первое место.

Фермерская же практика в Верховажском районе Вологодской области такова, что в качестве сырья, как было уже замечено выше, применяют смесь навоза КРС и сенаж из разнотравья, обильно сдобренных водой до влажности 60-70%.

Дата: 23.07.2014