Библиографическое описание:

Бердибеков П. К. Проблемы экологии — биоэнергетические технологии // Молодой ученый. — 2016. — №9. — С. 441-443.



В работе описывается утилизация и нейтрализация отравляющих окружающую среду бытовых отходов и использование их в качестве исходного материала (ресурса) для получения качественно нового вторичного продукта; получения метана из животноводческого, птицеводческого навоза; нами разработано специальное технологическое устройство «Биогазовая станция».

Ключевеы слова: биогаз, станция, технология, метан, окружения, навоз, ресурс, отход.

Огромное внимание уделяется сейчас проблемам экологии и охраны здоровья населения по всему миру. Один из ее аспектов утилизация и нейтрализация отравляющих окружающую среду бытовых отходов и использование их в качестве исходного материала (ресурса) для получения качественно нового вторичного продукта.

Среди этих наиболее актуальным направлением является биоэнергетика, основанная на достижениях ряда наук — биохимии, биофизики, молекулярной биологии, биоорганической химии. Это направление будет определять не только технико-технологический прогресс, но и охрану окружающей природной среды, и охрану здоровья населения в регионе [1].

Известны микробы, способные разлагать, например, целлюлозу, крахмал, органику и более простые соединения — кислоты, аммиак, сероводород и т. п. А эти соединения, в свою очередь, служат пищей для Вт-нобразующих бактерий. Таким образом, в биоэнергетике используют сообщество культур и групп микробов. Одни разлагают сырье на простые соединения, другие затем преобразуют их в метан. Так удается перевести в газ до 80–90 % органических веществ [2].

Аналогичным образом получают так называемый биогаз, содержащий до 70 % метана. Основой для его получения служит навоз, многие сельскохозяйственные, промышленные и бытовые отходы, городские канализационные стоки.

Учитывая вышесказанные возможности, то есть получения из животноводческого и птицеводческого навоза метана нами разработана специальное технологическое устройство «Биогазовая станция» (получен патент на изобретение: Бердибеков П. К. и др. «Биогазовая станция» № IAP 03355. 12.04.2007 [4,5].

Биогазовая станция включает ферментер 1, выполненный в виде трапециодальной цистерны, продольная ось которой наклонена к горизонту по углом 60°. Нижняя часть полости ферментера сообщается трубопроводами 2 и 3 соответственно с навозохранилищем 4 и сбросным колодцем (не показан). Верхняя часть полости ферментера трубопроводом 5 соединяется с газгольдером 6 через вакуумный насос 7 и компрессор 8. На трубопроводе 5 установлен манометр 9. На боковой стенке ферментера 1 выполнен загрузочный люк 10. Под ферментером 1 установлен нагреватель 11. В нижней части ферментера выполнена разгрузочный люк (не показан).

Биогазовая станция работает следующим образом. Для загрузки ферментера 1 включает вакуумный насос 7, перекрывая часть ветви трубопровода 5, соединяющий насос 7 с полостью газгольдера 6. Под действием создающегося разряжения навоз в виде пульпы из навозохранилища 4 поступает в ферментер 1, полость которого заполняют на 90 % объема. Для вакуумной подачи ферментативной массы (навоза) ее готовят в виде пульпы. Для этого, например; при вместимости фермента 10м3 на 5,5 т добавляют 2,0–2,5 м3 воды, массу активно перемешивают, а затем с помощью вакуум- насоса 7 подают в ферментер 1.

В холодное время года ферментер 1 подогревают нагревателем 11, источником тепла которого может быть биогаз, аккумулируемый в газгольдере 6 или другими известными нагревательными устройствами. Для ручной загрузки сухого хранящего «в навал» навоза и осмотра полости ферментера может быть использован люк 10 через него же можно в аварийном порядке сбросить давление газа.

В процессе ферментативного брожения образуется горючий газ, в основном (до 80 %) метан, который скапливается в верхней части ферментера под давлением 1,2–1,5. Оттуда газ поступает или нагнетается компрессором 8 по трубопроводу 5 в газгольдер 6. Из последнего газ расходуют на отопление животноводческих и жилых помещений. Например, ферментер указанного (10 м3) объема вырабатывает горючий газ в количестве, достаточном для работы газовой плиты по 12 час в сутки в течение трех месяцев.

Для возобновления процесса в ферментеры указанным образом загружают новую порцию навозной пульпы. Чтобы процесс получения газа сделать непрерывным, предусмотрено несколько ферментеров, фазы процесса брожения в которых последовательно смещены. Применение предлагаемая биогазовая станция (особенно удалённых горных сельских местностях) значительно сокращает (до 10 %) энергозатраты населения и в целом приводит к улучшению экологичное™ в энергопромышленном секторе.

Еще можно добавить к этому, что при извлечении биогаза из навоза получают и прекрасные азотные удобрения также удается прекратить разделения вредного отравляющего метана к атмосферу в процессе естественно брожению навоза при открытом хранении.

Постараемся объяснить особую роль биогазовой станции при превращении навоза в удобрения. Во время открытого брожения навоза до превращения в удобрениях выделяется большое количество метана в атмосферу (1 тонна сухого навоза выделяет к атмосферу 300–400м3 метан). 1 тонна сухого навоз выделяет к атмосферу метан равно к 21 тонне карбоната ангидриду. Кроме того при внесении на поле навоза (или его жижи) приводит к загрязнению воздуха, подземных вод и почвы с вредными микроорганизмами.

Питательных веществ в удобрениях, полученных из биогазовых устройств на 15 % больше чем навоза, не распространяются вредные бактерии и семена вредных растений. Не имеющий в составе вредных химических веществ такие экологически чистые удобрения можно применить в любых почвах и видах растений.

В национальном бюро по охране окружающей среды в Китае (Нянь — дзин, 1989г.) проводили сравнительные эксперименты по кормлению рыбы удобрениями, обработанными биогазовыми устройствами и необработанным навозам. В результате получено, что при одинаковых условиях вскормленные обработанным удобрением (птицеводческих ферм) привес рыбы составил в 3,5 раза больше, чем вскормленный необработанным.

Такой эксперимент проводился также в Индийским сельскохозяйственным университете. Там тоже количество вскормленных биоудобрениями (в рыбном хозяйстве) карпов привесилось в 3,54 раза больше, чем навоза и показатели по живучести достигло до 100 %. Они доказали, что 1 килограмм биоудобрений дает силу, равную 100 килограмма навоза. Из одной коровы можно получить 4,2 м3 биогаза. 1 м3 биогаз дает 2квт-час электрической энергии, кроме того энергия 1м3 биогаза равносильна энергией 0,65л дизтоплива или 0,5 л бензина.

По данным ученых эффективность биогаза по животноводческим отходам свыше 8 млрд. м3 за год. Из этого можно сделать вывод, что биоэнергетическая технология дает возможность сэкономить за год 5 млрд. 200млн. литр дизтоплива, 4 млрд. литр бензина или 16млрд. Вт-часов электрической энергии [3].

Также широкое внедрение биогазовых устройств улучшает экологию вокруг животноводческих и птицеводческих ферм, что приводит к улучшению здоровья населения в этом регионе.

Литература:

  1. Бердибеков П. К. Биоэнергиядан фойдаланишнинг технологик асослари., Жизак ВПКҚТМОИ 2013 г. Ст. 212
  2. Бердибеков П. К., Абдуназаров С. Маҳаллий чиқиндилардан энергия ҳосил қилиш –иқтисодий ҳолат ривожланишининг муҳим омили. Журнал “Биржа экспорти” Тошкент-2011г. № 9–10, ст.41
  3. Бердибеков П. К. Биоконверсия энергетика тежамкорлигини таъминлашнинг муҳим омили шнинг муҳим омили.” Экономический вестник Ўзбекистона” № 12 2002г. Тошкент ст.50–51.
  4. Бердибеков П. К., Тагаев Х. Давлат патент экспертизаси қарори Талабнома № IAP 03355. Ташкент-12.04.2007 г.
  5. Бердибеков П. К. “Биогазовая станция” Студент и лидерство: Программы профессионального роста и корьеры. Сборник докладов “Международной студенческой научно-практической конференции” г.Усть-Коменогорск-18–19 мая 2007 г. Ст 169–171я

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle