Производство биогаза из отходов животноводства

Биогаз представляет собой газ, получаемый в процессе анаэробного сбраживания органических отходов. Основными компонентами биогаза являются метан (55-75%) и диоксид углерода (25-45%).

Одним из перспективных источников сырья для получения биогаза являются отходы животноводства — навоз и помет. По данным Центра энергоэффективности ВШЭ, потенциал производства биогаза из всех видов навоза и помета в России составляет 37 млрд м3 в год.

Преимущества производства биогаза из отходов животноводства

Использование отходов животноводства в качестве сырья для получения биогаза имеет ряд преимуществ:

Утилизация опасных органических отходов
Получение ценного возобновляемого источника энергии
Снижение выбросов парниковых газов, в частности метана
Получение ценного органического удобрения в виде биошлама
Также стоит отметить, что большинство животноводческих хозяйств имеют значительное количество отходов, пригодных для переработки в биогаз. То есть такие хозяйства могут стать энергонезависимыми, производя собственное топливо из отходов.

Технологии производства биогаза из отходов животноводства

Существует две основные технологии производства биогаза из отходов животноводства:

Сухая ферментация
Мокрая ферментация

Сухая ферментация

При использовании технологии сухой ферментации в качестве сырья применяют твердые органические отходы с содержанием сухого вещества 15-50%.

Сырье помещают в герметичные реакторы, в которых оно постепенно перемещается с одного конца в другой. Внутри реактора поддерживается определенная температура, необходимая для жизнедеятельности анаэробных микроорганизмов. В результате их жизнедеятельности происходит брожение сырья и выделение биогаза.

Преимущества сухой ферментации:

Возможность использования твердых органических отходов без предварительной подготовки
Небольшой расход воды
Высокая концентрация сухого вещества в биошламе

Мокрая ферментация

При мокрой ферментации в качестве сырья используют жидкие органические отходы, а также навоз и помет с добавлением воды до получения однородной массы с содержанием сухого вещества менее 15%.

Такая масса помещается в герметичные метантенки, внутри которых установлены перемешивающие устройства. Постоянное перемешивание необходимо для равномерного распределения микроорганизмов в объеме массы.

Основные преимущества мокрой ферментации:

Возможность использования жидких отходов
Более высокая скорость процесса по сравнению с сухой ферментацией

Этапы производства биогаза из отходов животноводства

Процесс производства биогаза из отходов животноводства обычно включает следующие основные этапы:

Сбор и подготовка сырья
Удаление посторонних примесей
Добавление воды (для мокрого способа)
Измельчение
Анаэробное сбраживание сырья в метантенке
Выделение и сбор биогаза
Хранение биогаза
Использование биогаза для получения электроэнергии и тепла
Использование биоудобрений — биошлама
Более подробно основные этапы представлены в таблице:

Этап Описание
Анаэробное сбраживание Помещение подготовленной массы в герметичные емкости (метантенки). Происходит выделение биогаза под действием микроорганизмов
Выделение и сбор биогаза Биогаз поступает в газгольдеры, накапливается и хранится там до дальнейшего использования
Хранение биогаза Длительное хранение биогаза в специальных резервуарах под давлением
Использование биогаза Сжигание биогаза в когенерационных установках для выработки электричества и тепла. Использование в качестве моторного топлива
Использование биоудобрений Биошлам, образующийся после сбраживания, является высокоэффективным органическим удобрением, которое возвращают на поля

Как видно из описания основных этапов, технология производства биогаза из отходов животноводства позволяет решить сразу несколько задач:

Утилизировать опасные органические отходы
Получить ценное удобрение для повышения плодородия почв
Произвести возобновляемое биотопливо для собственных нужд
Поэтому комплексные биогазовые установки на животноводческих фермах и комплексах позволяют значительно повысить их экологическую и экономическую эффективность.

Экономические аспекты производства биогаза из отходов животноводства

Реализация биогазовых проектов с использованием отходов животноводства может быть экономически эффективной благодаря следующим факторам:

Низкая стоимость сырья (отходы)
Возможность использования получаемой электроэнергии и тепла на собственные нужды
Дополнительный доход от реализации избыточной электроэнергии в сеть по «зеленому» тарифу
Повышение урожайности сельхозкультур при использовании биоудобрений
Сокращение затрат на утилизацию отходов
Срок окупаемости биогазовой установки мощностью 500 кВт с использованием отходов крупной фермы может составлять порядка 5-7 лет в зависимости от объемов производства энергии и локальных условий.

Suvcar.ru