Главная
страница
Сведения об авторах
БИОГАЗОВЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ ФЕРМЕРСКИХ ХОЗЯЙСТВ
Мовсесов Г. Е., Институт механизации животноводства Украинской академии аграрных наук, Запорожье, Украина
На фермах и
предприятиях перерабатывающих
отраслей сельского хозяйства
накапливаются значительные объемы
органических отходов животного,
растительного, бытового
происхождения, разных по
физико-химическим свойствам и
составу. При утилизации смесей
таких отходов путем анаэробного
метанового сбраживания с
производством биоудобрений и
биогаза необходим учет ряда
факторов. Вследствие разной
химической природы и
неоднородности состава субстраты
имеют определенные, присущие им
химико-биологические
характеристики и длительность
цикла брожения. Поэтому заложенный
«биогазовый потенциал»
используется неодинаково, что чаще
всего приводит к неполному
сбраживанию отдельных компонентов
и уменьшению общего выхода биогаза.
Негативную роль при сбраживании
смесей играет наличие крупных
частиц, включений, особенно
длинноволокнистых, которые
затрудняют как процессы брожения,
так и проведение технологических
операций, снижают надежность
работы оборудования, например из-за
образования корки, осадков,
засорения трубопроводов и т. д.
Одним из путей повышения
эффективности метанового
сбраживания является переработка
сельскохозяйственных органических
отходов новым способом с учетом
специфической длительности
брожения отдельных компонентов
(пат. 12596 Украины. Бюл. 2006. № 2). Для
реализации данной технологии
разработаны конструктивные
варианты биореакторов для малых
(пат. 12179 Украины. Бюл. 2006. № 1) и
крупнотоннажных биогазовых
установок (пат. 15681 Украины. Бюл. 2006.
№ 7), представленные на рисунке.
Биореакторы
биогазовых установок:
а — для малой; б — для
крупнотоннажной; 1 — биореактор; 2 —
загрузочное устройство; 3 —
выгрузное устройство; 4 — люк; 5 —
гидрозатворные устройства с
направляющими; 6 — контейнеры; 7 —
газоотвод; 8 — колпак
Основным в данных
технических решениях является
введение в биореактор 1 (метантенк,
ферментер) люков 4 со съемными
крышками и патрубками
гидрозатворных устройств с
шахтами-направляющими 5, в которых
размещены плавающие проницаемые
контейнеры 6. Жидкие отходы или их
фракции заполняют емкость реактора
1, а твердые составляющие после
предварительной сортировки и
группировки по химической и
гомогенной однородности и
одинаковой длительности
сбраживания помещаются, например, в
сетчатые контейнеры 6, которые
погружаются под уровень жидкой
сбраживаемой биомассы. При этом
контейнеры 6 являются не только
емкостями для сбраживаемого
материала, но и исполняют роль
лопастей перемешивающего
устройства. Сами твердые
разлагаемые частицы в контейнерах
становятся участками
бактериального закрепления,
насадочным, иммобилизационным
материалом для активной биомассы и
удерживают ее в объеме реактора.
Гидрозатворные устройства 5
выполнены в верхней части
суженными кверху, а в нижней — в
виде направляющих для контейнеров.
Образующийся биогаз удаляется
через газоотводный патрубок 7.
В приусадебной биогазовой
установке малого объема указанные
люки 5 с гидрозатворными
шахтами-направляющими для
контейнеров выполнены на плавающем
колпаке 8, который может
перемещаться вертикально и
вращаться. Через открытые люки
колпака, который находится в нижнем
положении, заполненные контейнеры 6
погружаются в жидкость, и люки
герметизируются крышками. При
перемещениях колпака
контейнеры-лопасти перемешивают
биомассу.
В крупнотоннажных биореакторах
крышка люка 5 выполнена с
отверстием и дополнительным
гидрозатвором, в которых
коаксиально помещен вал с
проницаемым контейнером 6.
Устройство в виде вала,
соединенного в верхней части с
приводом, а в нижней — с
контейнером, является мешалкой.
Контейнер выполняется съемным и с
возможностью свободного
перемещения через отверстие
патрубка гидрозатвора.
Субстраты всех видов сбраживаются
в реакторе 1 и в контейнерах 6.
Длительность пребывания каждого
контейнера с отходами в
биореакторе не превышает цикл
брожения отдельных субстратов.
Согласно технологическому
регламенту после завершения
периода «полного» сбраживания
данного субстрата проводится
выемка соответствующего
контейнера и новая загрузка его
свежим материалом. Периодическая
смена контейнеров осуществляется
без остановки работы реактора.
Жидкие отходы сбраживаются в
непрерывном проточном или
дискретном режиме и сливаются
через выгрузное устройство 3.
Локализация твердых включений в
контейнерах снижает возможность
коркообразования, засорения и
перерывов в работе, повышая
технологическую надежность
установки в целом. Рост общего
выхода биогаза достигается за счет
улучшения массообменных процессов
и условий жизнедеятельности
бактериальной среды, оптимизации
использования «газового
потенциала» органического
вещества субстратов, а также более
рационального использования
рабочего объема реактора путем
периодической загрузки
контейнеров свежим материалом.
BIOGAS PLANTS FOR COMBINED PROCESSING OF AGRICULTURAL ORGANIC WASTE
Movsesov G. E., Institute for Mechanization of Animal Husbandry, Ukrainian Academy of Agrarian Sciences, Zaporizhzhya, Ukraine
A new technique for organic
agricultural waste processing has been introduced in order to
increase the efficiency of methane fermentation, which takes into
account the specific fermentation time of various components.
Based on this technique, new patented bioreactor models have been
developed, suitable for both low and high capacity bio-power
plants.
Мовсесов Гарри Ервандович, канд. техн. наук, вед. науч. сотр., Институт механизации животноводства Украинской академии аграрных наук, остров Хортица, Запорожье, 69097, Украина. Тел. (0612) 286-53-23, тел. моб. (067) 646-28-16, факс (0612) 286-53-23. E-mail
© Независимое агентство экологической информации
Последние изменения внесены 10.07.07