Дослідження енергетичної ефективністі процесу анаеробної ферментації тваринницких відходів

Анотація

Аналіз проблеми енергозабезпечення аграрного виробництва показує, що існуючі у сфері труднощі обумовлені порушенням людиною біологічного закону біоенергетичної направленості живих систем, згідно з яким всі складові живої природи енергоекономні.

У той же час, ефект, який до теперішнього часу забезпечувався за рахунок використання певної кількості енергоносіїв, може бути отриманий і при меншій їх кількості,  якщо при цьому здійснюються додаткові заходи щодо економії енергії та використовуючи нетрадиційні джерела енергії.

У зв’язку з вичерпанням запасів викопного палива і постійним поглибленням енергетичної та екологічної кризи значна увага приділяється поновлюваним і нетрадиційним джерелам енергії. Проте, незважаючи на те, що сама по собі ця енергія безкоштовна, обладнання, необхідне для утилізації та перетворення, коштує досить дорого. Головна перевага відновлюваних та нетрадиційних видів енергії - невичерпність останньої.

Той факт, що сільськогосподарські тварини  погано засвоюють енергію рослинних кормів, і що більше половини цієї енергії використовується непродуктивно, дозволяє розглядати гній і послід не тільки як цінну сировину для органічних добрив і білкову добавку в корм тваринам, але і як потужне відновлюване джерело енергії в сільськогосподарському виробництві. Як теплоенергетична сировина гній тварин може використовуватись для виробітку горючого газу, який на 2/3 складається з метану - одного з найбільш цінних і висококалорійних видів палива. І хоча сучасні технологічні схеми з виробництва біогазу за економічними показниками ще поступаються традиційним природним джерелам, у більшості зарубіжних країн діє значна кількість біогазових установок, які забезпечують до 20-40 % потреб в енергії в сільському господарстві.

Ефективним способом утилізації тваринницьких є анаеробна ферментація в біогазових установках. При ферментації екскременти тварин значною мірою знезаражуються, гине патогенна мікрофлора, втрачає схожість насіння бур’янів і крім того, виділяється біогаз, утилізація якого дозволяє отримати додаткову енергію.  Цей шлях утилізації гною за умов поступового виснаження і здороження традиційних джерел набуває особливого значення. Оскільки зброджування здійснюється в закритих спорудах, повністю ізольованих від оточуючого середовища, усувається можливість поширення інфекцій і газів з неприємним запахом та попадання необробленого гною в грунт, грунтові і підземні води. У результаті розкладання органічних речовин у збродженому продукті збільшується доля біогенних елементів, більша їх частина переходить в легкозасвоювані рослинами мінеральні речовини, а втрати азоту не перевищують 3-5 %.

Для визначення характеру газовиділення, глибини мінералізації органічної речовини залежно від режимно-конструктивних параметрів, а також з метою розробки на основі отриманих залежностей технологічних схем анаеробної обробки та утилізації відходів тваринницьких підприємств розроблена експериментальна установка.

Ключові слова: тваринницькі відходи, анаеробна ферментація, енергетична ефективність