Поводом к созданию данного материала послужила, можно сказать, случайность. Жители, проживающие по ул. Ашимбаева, вдоль которой протекает канал, пожаловались на то, что владельцы мясного цеха, расположенного на ул. Байзак батыра, по ночам сбрасывают в этот самый канал отходы своего производства. Это напоминает химическую атаку времен Первой мировой! А сколько еще в Таразе таких легальных, полулегальных и нелегальных цехов, боен и шкуродерен, которые не заморачиваются вопросами утилизации отходов! Есть ли способ использовать подобные отходы прямо в городе? Оказывается, есть, он даже хорошо известен и подробно описан в специальной литературе. Причем он позволяет решить сразу несколько проблем.
Речь идет о биогазовой установке (БГУ). С ее помощью из навоза, помета и растительных остатков получают биогаз, который после очистки можно использовать для газовых приборов (плиты, котлы), закачивать в баллоны и использовать его как топливо для автомобилей или электрогенераторов. В общем переработка навоза в биогаз может обеспечить все потребности дома или фермы в энергоносителях. Кроме того, производство биогаза позволяет с пользой утилизировать отходы жизнедеятельности домашнего скота и его хозяев, отходы боен и колбасных цехов. Все опавшие листья, что сжигаются по осени в городе и душат нас едким дымом – тоже источники газа! И, наконец, биогазовая установка производит высококачественное органическое удобрение для полей и огородов – биогумус. Словом, это чудо-технология, полезная со всех точек зрения.
Не случайно в Китае используется более 14 миллионов биогазовых установок разной мощности, и число их постоянно растет.
Даже в нашей Жамбылской области, далеко не самой передовой в смысле технологий, есть прекрасный пример использования таких установок в промышленных масштабах. В ТОО «Луговской конный завод», которым руководит Халит Базаралиев, от БГУ получают электроэнергию, топливо для транспорта, обеспечивают теплом и горячей водой обширное хозяйство. А за счет полученного биогумуса урожаи зерновых здесь доходят до 27 центнеров с гектара! Собственные корма позволяют откармливать в год до 45 тысяч голов свиней. По замкнутому циклу отходы их жизнедеятельности и превращаются в БГУ в горючий газ. Словом, нам не надо изобретать велосипед или открывать Америку, способ превращать отходы в экологически безопасное топливо хорошо известен и подробно описан в специальной литературе. Приведем краткий перечень необходимой информации для обзаведения собственным источником энергии. Уточню сразу: постройка БГУ малой мощности вполне возможна силами и средствами одной семьи!
Постройка биогазовой установки
Биогаз – продукт, который получается при разложении органических веществ. В процессе гниения/брожения выделяются газы, собрав которые, можно обеспечить нужды собственного хозяйства. В некоторых случаях выход газа чрезмерный, тогда его запасают в газгольдерах – для использования в период его недостаточного количества. При грамотной организации процесса газа может быть слишком много, тогда его излишки можно продавать. Еще один источник дохода – перебродившие остатки. Это высокоэффективное и безопасное удобрение – в процессе сбраживания погибает большинство микроорганизмов, семена растений теряют свою всхожесть, яйца паразитов становятся нежизнеспособными. Вывоз на поля таких удобрений положительно влияет на урожайность.
Процесс образования биогаза происходит за счет жизнедеятельности разного рода бактерий, которые содержатся в самих отходах. Однако для того чтобы они активно «работали», необходимо создать им определенные условия, т. е. влажность и температуру. Для этого и строится биогазовая установка. Это комплекс устройств, основа которого – биореактор, в котором и происходит разложение отходов, сопровождающееся газообразованием.
Организация цикла переработки навоза и растительных отходов в биогаз
Различают 3 режима переработки навоза в биогаз:
психофильный режим: температура в биогазовой установке от +5 до +20 °C. При таких условиях процесс разложения идет медленно, газа образуется немного, его качество низкое.
мезофильный режим: температура от +30 до +40 °C. В этом случае активно размножаются мезофильные бактерии. Газа при этом образуется больше, процесс переработки занимает меньше времени – (10 до 20 дней);
термофильный режим: бактерии размножаются при температуре от +50 °C. Процесс идет быстрее (всего 3-5 дней). Выход газа самый большой (при идеальных условиях из 1 кг навоза можно получить до 4,5 л газа). Большинство справочных таблиц по выходу газа от переработки рассчитываются именно для этого режима. Следовательно, при использовании других режимов стоит делать корректировку в меньшую сторону.
Сложнее всего в биогазовых установках реализуется термофильный режим. Тут требуется качественная теплоизоляция биогазовой установки, подогрев и система контроля за температурой. Зато на выходе получаем максимальное количество биогаза. Еще одна особенность термофильной переработки – невозможность дозагрузки. Остальные 2 режима: психофильный и мезофильный – позволяют ежедневно добавлять свежую порцию подготовленного сырья. В то же время при термофильном режиме малый срок переработки позволяет разделить биореактор на зоны, в которых будет перерабатываться своя доля сырья с разными сроками загрузки.
Схема биогазовой установки
Основа биогазовой установки – биореактор, или бункер. В нем происходит процесс брожения, в нем же скапливается полученный газ. Кроме того, есть бункер загрузки и выгрузки, выработанный газ выводится через вставленную в верхнюю часть трубу. Предусмотрена система доработки газа – ее очистка и повышение давления в газопроводе до рабочего.
Для мезофильного и термофильного режимов необходима также система подогрева биореактора – для выхода на требуемые режимы. Для этого обычно используются газовые котлы, работающие на произведенном топливе. От него система трубопроводов идет в биореактор. Обычно это полимерные трубы, так как они лучше всего переносят нахождение в агрессивной среде. Еще биогазовая установка нуждается в системе для перемешивания субстанции. При брожении вверху образуется твердая корка, тяжелые частицы оседают вниз. И, как следствие, ухудшаеся процесс газообразования. Для поддержания однородного состояния перерабатываемой массы и необходимы мешалки, которые могут быть механическими и даже ручными. Могут запускаться по таймеру или вручную. Все зависит от того, как сделана биогазовая установка. Автоматизированная система более дорога при монтаже, но требует минимума внимания при эксплуатации.
Простейшую биогазовую установку можно изготовить даже из обыкновенной пластиковой бочки! Биогазовая установка по типу расположения может быть надземной, полузаглубленной или заглубленной. Более затратны заглубленные установки, так как требуется большой объем земельных работ. Тем не менее при эксплуатации в наших условиях они лучше: проще организовать утепление, меньше расходов на подогрев.
Что можно перерабатывать?
Биогазовая установка по сути «всеядна» – перерабатываться может любая органика. Подходит и любой навоз, и моча, и растительные остатки. Негативно влияют на процесс моющие вещества, антибиотики и химия. Их поступление желательно минимизировать, так как они убивают флору, которая занимается переработкой. В дело пойдут даже опавшие листья растений, мелкие обрезки ветвей, которые обычно сжигаются, засоряя атмосферу удушливым дымом. Идеальным считается навоз КРС, так как в нем содержатся микроорганизмы в большом количестве. Если в хозяйстве нет коров, при загрузке биореактора желательно добавить некоторую часть помета для заселения субстрата требуемой микрофлорой. Растительные остатки предварительно измельчаются, разводятся водой. В биореакторе смешиваются растительное сырье и экскременты. Такая «заправка» перерабатывается дольше, но на выходе при правильном режиме имеем наибольший выход продукта.
Важно!
К емкости для переработки навоза предъявляются довольно жесткие требования: она должна быть непроницаемой для воды и газов. Водонепроницаемость должна действовать в обе стороны: жидкость из биореактора не должна загрязнять почву, а подземные воды не должны изменять состояние сбраживаемой массы. Биореактор должен обладать высокой прочностью. Он должен выдерживать массу полужидкого субстрата, давление газа внутри емкости, действующее снаружи давление грунта. В общем при строительстве биореактора необходимо уделить особое внимание его прочности. Для домашнего использования и сезонного производства биотоплива (в теплое время года) в малых объемах подойдет пластиковый бак с крышкой.
Удобство обслуживания. Более удобны в использовании цилиндрические емкости – горизонтальные или вертикальные. В них перемешивание можно организовать по всему объему, в них не образуется застойных зон. Прямоугольные емкости проще в реализации при строительстве своими руками, но у них в углах часто образуются трещины, где застаивается субстрат. Перемешивать его по углам очень проблематично. Все эти требования по строительству биогазовой установки должны выполняться, поскольку они обеспечивают безопасность и создают нормальные условия для переработки навоза в биогаз.
Помните! Обогрев повышает производительность биогазовой установки и сокращает сроки переработки сырья.
Из каких материалов можно сделать установку?
Стойкость к агрессивных средам – это основное требование к материалам, из которых можно сделать емкость. Субстрат в биореакторе может иметь кислую или щелочную реакцию. Соответственно материал, из которого изготавливается емкость, должен хорошо переносить различные среды. К сведению: этим требованиям отвечают не так много материалов. Первое, что приходит на ум, – металл. Он прочен, из него можно сделать емкость любой формы. Что хорошо, использовать можно готовую емкость, например какую-нибудь старую цистерну. В этом случае строительство биогазовой установки займет совсем немного времени. Недостаток металла в том, что он вступает в реакцию с химически активными веществами и, значит, начинает разрушаться. Для нейтрализации данного минуса металл покрывается защитным покрытием. Отличный вариант – емкость биореактора из полимера. Пластик химически нейтрален, не гниет, не ржавеет. Только надо выбирать из таких материалов, которые выносят заморозку и нагрев до достаточно высоких температур. Стенки реактора должны быть толстыми, желательно армированными стекловолокном. Такие емкости недешевы, зато они служат долго. Построить биореактор для выработки биогаза можно и из кирпича, но его надо хорошо заштукатурить с использованием присадок, обеспечивающих гидро- и газонепроницаемость. Более дешевый вариант – биогазовая установка с емкостью из кирпича, бетонных блоков, камня. Для того чтобы кладка выдерживала высокие нагрузки, необходимо армирование кладки (в каждом 3-5-м ряду в зависимости от толщины стены и материала). После завершения процесса возведения стен для обеспечения водо- и газонепроницаемости необходима последующая многослойная обработка стен как изнутри, так и снаружи. Стены штукатурят цементно-песчаным составом с добавками (присадками), обеспечивающими требуемые свойства.
Примерный состав биогаза: метан – до 60 %; углекислый газ – 35 %; другие газообразные вещества (в том числе и сероводород, придающий газу неприятный запах) – 5 %. Для того чтобы биогаз не имел запаха и хорошо горел, необходимо удалить из него углекислый газ, сероводород, пары воды. Удаление углекислого газа происходит в гидрозатворе, если на дно установки добавить гашеную известь. Такую закладку придется периодически менять (как станет газ гореть хуже – пора менять).
В Жамбылской области в сельском хозяйстве до сих пор на животноводческих фермах практикуется дедовский метод использования навоза и прочих отходов. В областном центре по-прежнему нерешен вопрос утилизации отходов частных хозяйств, скотобоен и мясных цехов. Мы каждую осень лишаем почву наших парков, скверов и улиц жизненных сил, собирая и вывозя на свалки или сжигая сотни тонн опавших листьев. Кто-нибудь обращал внимание, что из-за этого земля под деревьями в центральном парке города давно превратилась в мертвую сине-зеленую глину? Давно пора восстанавливать свою почву, используя биогумус, получаемый в биогазовых установках. Массовое использование БГУ позволит, как показывает опыт, решить сразу несколько очень важных экологических, экономических и социальных проблем. Нужно лишь желание и немножко денег.
Подготовил Юрий ЕФИМОВ
Источник: z-taraz.kz
