Биоэнергетика: cельскохозяйственные отходы

Всесторонний анализ показывает, что в результате применения современных методов переработки животноводческих отходов решаются многие проблемы, а не только энергообеспечения, например, экологическая, агротехническая и социально-экономическая, причем экологические и санитарные проблемы должны решаться в первую очередь. Известно, что в навозе животных и птицы находится большое количество бактериологического материала (возбудители бруцеллеза, сальмонеллеза, ящура, туберкулеза и других тяжелых инфекционных заболеваний) и яиц гельминтов. Хранение и использование не переработанных отходов наносит большой вред окружающей среде, приводя к загрязнению значительной поверхности Земли, отравлению грунтовых вод и водохранилищ, загрязнению воздуха, может также привести к серьезным заболеваниям людей и животных и созданию эпидемиологических ситуаций.

Навоз животных и птичий помет содержат также большое количество семян сорняков, которые не только не теряют всхожесть после прохождения через желудочно-кишечный тракт, но, находясь в такой питательной среде, всходят и растут значительно быстрее, уменьшая тем самым количество удобрений в грунте и снижая производительность сельскохозяйственных культур.

Энергетический фактор при утилизации отходов животноводства является чрезвычайно важным — в процессе ферментации 1 т органического вещества можно получить 350…500 м3 биогаза с теплотой сгорания 4300…6000 ккал/нм3, что эквивалентно 0,6…0,8 т условного топлива.

С точки зрения получения энергии, эффективным считается использование животноводческих отходов при стойловом содержании животных. Использование отходов скота, который большую часть времени находится на пастбищах, является неэкономичным вследствие больших затрат на сбор и транспортирование отходов.

В среднем влажность экскрементов большого рогатого скота и свиней составляет 80…85 %, куриного помета — 75 %. Наличие подстилки уменьшает влажность навоза до 70…78 %, смывание водой увеличивает влажность. Стоки навоза с влажностью больше 96 % нерационально перерабатывать методом анаэробной ферментации, поэтому при получении биогаза из животноводческой биомассы от метода гидросмыва необходимо отказаться.

Таким образом, создание гигантских животноводческих комплексов нецелесообразно. Характеристики переработки навоза и куриного помета в биоэнергетических установках для оптимального количественного состава животноводческих и птицеводческих хозяйств.

Развитие небольших индивидуальных фермерских хозяйств в Украине и недостаточная газификация села требуют внедрения технологий переработки небольших объемов биомассы, в состав которой входят различные виды животноводческих отходов. Известно, что при их смешивании выход биогаза может даже увеличиваться, что достаточно важно для небольших фермерских хозяйств. В данном случае необходимо следить за тем, чтобы количество углерода и азота отвечало соотношению, которое обеспечивает наиболее эффективное прохождение процесса сбраживания.

Ресурсы Украины. В Украине только на больших свиноводческих и птицеводческих предприятиях ежегодно образуется более 3 млн т органических отходов (в пересчете на сухое вещество). Их переработка позволяет получить около 1 млн т у. т. в виде биогаза, что эквивалентно примерно 8 млрд кВт ч электроэнергии. Вместе с тем в Украине имеется около 2 млн негазифицированных сельских усадеб. Опыт стран, не обеспеченных природным газом (например, КНР), показывает, что отдаленные сельские местности целесообразно газифицировать с помощью малых биоустановок, которые работают на органических отходах сельских усадеб. В Украине внедрение 2 млн установок позволит в перспективе получить около 2 млрд м3 биогаза в год, что эквивалентно 13 млрд кВт • ч электроэнергии, и около 10 млн т высококачественных органических удобрений в год.

Целесообразность получения в масштабах Украины биогаза из органических отходов обусловлена их количеством и концентрацией, как в отдельных хозяйствах, так и в целых регионах. Среднегодовое поголовье домашних животных и птицы в хозяйствах Украины (1990 г.), количество навоза и помета от такого поголовья за год, среднегодовой выход биогаза при анаэробной ферментации и возможные объемы замещения органического топлива. Как видно из таблицы, общий энергетический потенциал животноводческих отходов в Украине составляет около 13 млн т в перерасчете на условное топливо. Реальный энергетический потенциал биомассы Украины оценивается около 750 тыс. т условного топлива.

Дата публикации: 29.03.2013

Похожие записи:

• Биоэнергетика: продукты леса
• Биоэнергетика
• Фотоэнергетика в мире
• Состояние и направления развития солнечной энергетики Украины
• Системы комбинированного солнечного теплоснабжения
• Системы пассивного солнечного теплоснабжения