Проблемы экологии — биоэнергетические технологии | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Экология

Опубликовано в Молодой учёный №9 (113) май-1 2016 г.

Дата публикации: 05.05.2016

Статья просмотрена: 63 раза

Библиографическое описание:

Бердибеков П. К. Проблемы экологии — биоэнергетические технологии // Молодой ученый. — 2016. — №9. — С. 441-443. — URL https://moluch.ru/archive/113/28966/ (дата обращения: 19.12.2018).



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
Основные термины (генерируются автоматически): окружающая среда, навоз, станция, ферментер, вакуумный насос, вторичный продукт, горючий газ, исходный материал, специальное технологическое устройство, сухой навоз, электрическая энергия, вид пульпы, IAP, охрана здоровья населения, биогаз, метан, отход, удобрение.


Ключевые слова

технология, станция, ресурс, навоз, биогаз, метан, окружения, отход

Похожие статьи

Экологические аспекты применения возобновляемых источников...

В статье рассмотрено влияния возобновляемых источников энергии на окружающею среду.

‒ Переработка биомассы в биогаз — экологичный способ переработки органических отходов; ‒ Получение биогаза и использование его вместо природного газа избавляет от...

Биогазовые энергетические установки для фермерских хозяйств.

Преобразование тепловой энергии биогаза в электрическую происходит в газопоршневых электростанциях.

Отходы животноводтва, например навоз, в качестве субстрата желательно использовать в свежем виде.

Технология сжигания твердых бытовых отходов

В Европейских странах сжигается около 25 % объема образующихся горючих отходов.

Газы, выделяющиеся в результате горения, попадают через инжекторное устройство в специальную камеру

Энергоресурсосберегающая технология вторичного использования отходов...

Определение состава биогаза хроматографическим способом...

В составе биогаза в реакторах Р1 и Р2 выделяется основной продукт горения в виде метанового газа, результаты которого

В реакторе Р1 доля метана при сбражении сырья от 0 до 15 суток наблюдается экспоненциальный рост объема выделяемого горючего газа.

Извлечение энергии из пластмассовых отходов

вторичная переработка, извлечение энергии, окружающая среда, отход, материал, сжигание, механическая переработка, главная цель, вторичное использование, старший преподаватель.

Экономические и экологические аспекты внедрения биогазовой...

Выход биогаза подсчитывается в литрах или кубических метрах на килограмм сухого вещества, содержащегося в навозе (помете).

Количество выхода биогаза из отходов различных видов животных по Республике Саха (Якутия) в день.

Экологические особенности заготовки зерновых культур для...

Обеспечение населения безопасными пищевыми продуктами выращенных в сельском хозяйстве может достигаться путем соблюдения технологических регламентов, гигиенических и фитосанитарных требований по выращиванию, сбору (заготовке), хранению и переработке...

Перспективные виды биотоплива, используемые для...

Биогаз — это газ, получаемый метановым брожением биомассы, представляет собой вид биотоплива.

Интенсивность метанообразования зависит от однородности субстарта [1]. Например, птичий помет и навоз гниют, выделяя метан (60,7 %), углекислый газ (30,4 %) и...

Утилизация промышленных отходов | Статья в журнале...

Ключевые слова:промышленные отходы, утилизация, вторичное сырьё, рециклинг, загрязнение окружающей среды.

В случае снижения спроса на энергию, сокращается количество ископаемых видов топлива и уменьшается количество выбросов парниковых газов в...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Экологические аспекты применения возобновляемых источников...

В статье рассмотрено влияния возобновляемых источников энергии на окружающею среду.

‒ Переработка биомассы в биогаз — экологичный способ переработки органических отходов; ‒ Получение биогаза и использование его вместо природного газа избавляет от...

Биогазовые энергетические установки для фермерских хозяйств.

Преобразование тепловой энергии биогаза в электрическую происходит в газопоршневых электростанциях.

Отходы животноводтва, например навоз, в качестве субстрата желательно использовать в свежем виде.

Технология сжигания твердых бытовых отходов

В Европейских странах сжигается около 25 % объема образующихся горючих отходов.

Газы, выделяющиеся в результате горения, попадают через инжекторное устройство в специальную камеру

Энергоресурсосберегающая технология вторичного использования отходов...

Определение состава биогаза хроматографическим способом...

В составе биогаза в реакторах Р1 и Р2 выделяется основной продукт горения в виде метанового газа, результаты которого

В реакторе Р1 доля метана при сбражении сырья от 0 до 15 суток наблюдается экспоненциальный рост объема выделяемого горючего газа.

Извлечение энергии из пластмассовых отходов

вторичная переработка, извлечение энергии, окружающая среда, отход, материал, сжигание, механическая переработка, главная цель, вторичное использование, старший преподаватель.

Экономические и экологические аспекты внедрения биогазовой...

Выход биогаза подсчитывается в литрах или кубических метрах на килограмм сухого вещества, содержащегося в навозе (помете).

Количество выхода биогаза из отходов различных видов животных по Республике Саха (Якутия) в день.

Экологические особенности заготовки зерновых культур для...

Обеспечение населения безопасными пищевыми продуктами выращенных в сельском хозяйстве может достигаться путем соблюдения технологических регламентов, гигиенических и фитосанитарных требований по выращиванию, сбору (заготовке), хранению и переработке...

Перспективные виды биотоплива, используемые для...

Биогаз — это газ, получаемый метановым брожением биомассы, представляет собой вид биотоплива.

Интенсивность метанообразования зависит от однородности субстарта [1]. Например, птичий помет и навоз гниют, выделяя метан (60,7 %), углекислый газ (30,4 %) и...

Утилизация промышленных отходов | Статья в журнале...

Ключевые слова:промышленные отходы, утилизация, вторичное сырьё, рециклинг, загрязнение окружающей среды.

В случае снижения спроса на энергию, сокращается количество ископаемых видов топлива и уменьшается количество выбросов парниковых газов в...

Задать вопрос