БИОГАЗ

Это энергия, удобрение и чистые поля

Биогаз - один из продуктов анаэробного (без доступа кислорода) брожения органических отходов. При соблюдении оптимального температурного режима брожения, постоянном перемешивании сырья, своевременной загрузке исходного и выгрузке сброженного материала выход биогаза достигает 1-2 м3 с 1 м3 реактора, а при использовании птичьего помета 4 м3.

Можно привести и более доступный для понимания расчет: одна корова может обеспечить 1,5-2 м3 газа в сутки, бык на откорме – 1,0 м3, свинья – 0,2 м3, птица – 0,015 м3. Биогаз содержит 55 - 70% метана и 26 - 44% углекислого газа, теплотворная способность 1м3 составляет 20 - 25 МДЖ/ м3, что эквивалентно сгоранию 0,6 литра бензина; 0,85 литра спирта; 1,7 кг дров или использованию 1,4 кВт электроэнергии.

Биогаз может быть использован в любых газовых приборах. К примеру, потребность в газе в сутки одной семьи из 5 - 6 человек при 3-разовом приготовлении пищи, горячей воды и кормов для животных и птицы составляет не более 4 - 5 м3.

Простейшим способом применения биогаза является превращение его в источник тепловой, механической и электрической энергии. Крупные биоэнергетические установки могут быть использованы для производства ценных химических продуктов. Более предпочтительным является использование биогаза для получения механической и электрической энергии. Это приведет к созданию собственной энергетической базы, обеспечивающей эксплуатационные нужды крестьянского хозяйства или производства.

Газоэлектрогенератор мощностью 30 кВт полностью обеспечивает энергетические нужды нескольких крестьянских хозяйств. БЭМС-150, смонтированный на базе мини-животноводческого комплекса, состоит из четырех реакторов объемом 25 м3, 40 м3, 60 м3 и 25 м3, абсорбера для отделения углекислоты, газгольдеров, газоэлектрического генератора мощностью 10 кВт, а также установки для заправки автомашин и баллонов биогазом. Пропускная способность по навозу– 10-20 т/сутки, производительность по биогазу – 150-450 м3/сутки, установленная мощность – 10 кВт. Перерабатывает отходы КРС, свиней и птичий помет. Вырабатываемые удобрения используются на 250 га пашни Ассоциации и реализуются прилегающим фермерским хозяйствам. Биогаз используется для производственных и бытовых нужд, а также для заправки двух автомашин, работы электрогенератора.

При использовании в качестве топлива для автомобильных двигателей эффективность биогаза зависит от содержания метана и наличия примесей. На метане могут работать как карбюраторные, так и дизельные двигатели, но поскольку газ является высокооктановым топливом, более эффективно его использование в дизельных двигателях. Биогаз, получаемый на установке Ассоциации «Фермер», используется для заправки двух карбюраторных автомобилей.

Кроме вышеперечисленных методов использования биогаза существуют большие возможности использования составляющих газов – метана и углекислого газа для промышленного производства сухого льда, ацетилена, формальдегида, хлористого метана, метилена, хлороформа и четыреххлористого углерода, а также других ценных химических продуктов.

Технология получения биогаза и переработки органических отходов в высококачественное удобрение путем анаэробного сбраживания, давно известная человечеству и успешно опробованная и применяемая в ряде стран, способна кардинально улучшить экономические, экологические и социальные условия в сельском хозяйстве. Биогазовые установки демонстрируют рекордную для технологического оборудования окупаемость – не более одного года, а применение сброженного остатка в качестве удобрения обещает настоящий прорыв в повышении урожайности.

После подготовки сырья оно подается в метантенк, где происходит процесс ферментации сырья. Метантенк можно условно разделить на три части: верхнюю - корку из крупных частиц, которые поднимаются пузырьками газа; среднюю – жидкую и нижнюю, в которой скапливаются выпадающие в осадок грязеобразные массы. С течением времени верхняя корка становится настолько твердой, что мешает выделению биогаза, поэтому для нормального течения ферментации ее необходимо время от времени разрушать, иными словами, перемешивать. Перемешивание можно осуществлять за счет подогрева метантенка, что способствует ускорению процесса жизнедеятельности бактерий.

Вырабатываемый с помощью установки биогаз после очистки и компрессии может использоваться в качестве моторного топлива и для удовлетворения энергетических нужд. Перебродившая сырьевая масса, или шлам, может сразу же использоваться как удобрение для подкорневой подкормки сельскохозяйственных культур. Возможны также хранение и грануляризация шлама, после чего он может использоваться в качестве подкормки для крупного рогатого скота или как удобрение.

Использование метанового эффлюента

Кроме биогаза, результатом процесса метанового брожения сельскохозяйственных отходов является переброженный шлам (метановый эффлюент). Он содержит значительное количество питательных веществ и может быть использован в качестве удобрения и кормовых добавок.

Преимущество метанового брожения состоит в сохранении в органической форме практически всего азота, содержащегося в исходном сырье. Образующиеся при сбраживании гумусные материалы улучшают физические свойства почвы: аэрацию, водоудерживающую и инфильтрационную способность почвы, а также скорость катионного обмена.

Кроме того, метановый эффлюент служит источником энергии и питательных веществ для деятельности полезных бактерий. Это способствует повышению растворимости важных химических питательных веществ, содержащихся в почве, и приводит к лучшему усвоению их высшими растениями. Ряд опытов свидетельствует о существенном увеличении урожайности при использовании шлама в качестве удобрения.

Ценность метанового эффлюента еще и в том, что при перепревании навоз теряет часть нитратов и нитритов, в избытке содержащихся в навозе домашних животных и птиц. В процессе ферментации они сбраживаются в аммиак и метан. Содержащиеся в сбраживаемой массе полезные фосфор, калий и азот полностью остаются в биошламе.

Немалую ценность представляет также освобождение полей от сорняков, семена которых не выдерживают высокотемпературной и агрессивной среды биореактора, теряют всхожесть и гибнут.

Журнал "Деловой крестьянин" №6