Биогазовая установка: у экологов претензий нет

Миллионы тонн жидкого навоза в год - неизбежное следствие индустриализации животноводства. Как правило, огромное количество навоза сконцентрировано на небольших площадях. Это приводит к перегрузке почвы органическими веществами, загрязнению поверхностных и подземных грунтовых вод патогенной для человека микрофлорой и токсичными продуктами разложения, а также воздушной среды.

Получается парадокс: растениеводы всего мира жалуются на недостаток удобрений, а животноводы ломают голову над тем, как избавиться от гигантских масс жидкого навоза.

Существует много технологий для утилизации навозных стоков, однако, они требуют больших затрат энергии. Перспективным направлением для утилизации жидкого навоза является анаэробная переработка его в метантенках с получением биогаза, который очищают, а чистый метан скапливается в газгольдерах.

На метане работает двигатель с генератором, который вырабатывает электроэнергию, необходимую животноводческой ферме и другим потребителям. Этим же метаном заправляются автомобили и тракторы, оборудованные газовой аппаратурой, а в зимнее время работает котельная. Жидкий навоз, прошедший термофильное сбраживание (55°С) в метантенке, преобразуется в экологически чистые, качественные удобрения, готовые к внесению в почву. Таким образом, мы имеем экологически чистую, энергообразующую безотходную технологию.

В настоящее время в Днепропетровской области работает импортная биогазовая установка БГУ-100. Микробиологический процесс выбран мезофильный (+35°С), что заведомо предопределяет неполную переработку навоза и, следовательно, продолжается загрязнение окружающей среды с дополнительными материальными затратами на создание дополнительных хранилищ.

Основной упор при создании установки был сделан на получение электроэнергии генератора с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), который работает на полученном биогазе.

Таким образом, установленная мощность фермы 150 кВт/ч возмещается работой двух ДВС фирмы МАН, дающих на выходе генератора до 85 кВт/ч электроэнергии.

Но потребляемая установленная мощность не постоянна, что приводит к понижению потребляемого и избытку выработанного биогаза, который, в случае невостребованности, выбрасывается в атмосферу в виде горящего факела.

Проанализировав работу БГУ-100, мы пришли к выводу, что экологическая защита окружающей среды не выполняется в должной мере, а полученные удобрения не готовы к внесению в почву и требуют дополнительной переработки.

Поэтому целью разработки является выбор оптимального варианта:

- по технологическому процессу переработки навозной массы;

- по технологической общей принципиальной схеме;

- по компоновке комплекса;

- по расчетному определению массогабаритных показателей основных узлов комплекса.

Кроме того, целью разработки являются вопросы по комплектации и оборудованию, составление ориентировочной сметы расходов на проектирование и строительство комплекса и выдача заказчику рекомендаций по созданию автоматизированного комплекса по безотходной переработке навозной массы с фермы на 500 голов КРС.

При разработке использованы материалы:

- Запорожского филиала Всероссийского института энергетики сельского хозяйства (ВИЭСХ);

- проект биологической установки по переработке навоза «КОБОС-400»;

- обобщенный опыт БГУ в Германии и в других западных странах. Проведя определенную работу, мы рекомендуем к внедрению:

термофильный процесс сбраживания навозной массы с расчетными технико-экономическими показателями:

- температурный режим сбраживания - 55°С;

- объем переработанной навозной массы – 20 м3 в сутки;

- выход биологически очищенного метана – 800 м3 в сутки, углекислого газа -350 м3 в сутки;

- выход жидких удобрений – 6650 м3 в год;

- выход твердых удобрений – 350 тысяч килограммов в год;

- выход биогумуса – 500 тонн в год.

Стоимость 1 м3 метана 7 рублей.

Примерная стоимость БГУ с производительностью 800 м3 метана в сутки - 2 миллиона рублей. Срок окупаемости такой установки - один год.

Подобный проект, разработанный институтом, внедряется в ФГУ СПХ «Рассвет» Динского района Краснодарского края. Он обеспечивает без-отходную, экологически чистую технологию производства молока. Для малых ферм (фермерских хозяйств) разработана биогазовая установка производительностью от 15 до 30 м3 в сутки.

Автор И.Н. Ледин, заведующий сектором биоэнергетических технологий Северо-Кавказского научно-исследовательского института животноводства