ТАЛЛИНСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Инженерный факультет
Вирумааский колледж
Анастасия Гилязиева, 143399
Использование отходов животноводства в энергетических целях
Реферат
Преподаватель: А. Згуро, лектор
Кохтла-Ярве 2017
содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОТХОДЫ ЖИВОТНОВОДСТВА 4
2. НЕГАТИВНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ 5
3. ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА 6
4.1. Технология анаэробного сбраживания отходов животноводства 7
4.2. Переработка методом термохимической газификации 12
4.3. Биоэнергетические методы утилизации 13
5. БИОГАЗ ИЗ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА 15
5.1. Состав биогазовой смеси 16
5.2. Использование биогаза 18
5.3. Преимущества и недостатки биогаза 20
6. ОТХОДЫ ЖИВОТНОВОДСТВА В ЭСТОНИИ 21
6.1. Заводы по переработки отходов животноводства в Эстонии 21
7. ЕВРОДЕРЕКТИКВА ПО ВОЗОБНОВЛЯЕМЫМ ИСТОЧНИКАМ ЭНЕРГИИ И ЭСТОНСКОЕ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВО 23
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 25
ЛИТЕРАТУРА 26
Введение
Сельское хозяйство создаёт большее воздействие на природную среду, чем любая другая отрасль. Отходы животноводства являются опасными загрязнителями окружающей природной среды, создающими напряженную санитарно-гигиеническую обстановку и могущими отрицательно влиять на здоровье населения. Животноводческие отходы, особенно жидкие, во время ливневых дождей и весеннего паводка смываются в водоемы, приводя к гибели водной флоры и фауны. Отходы содержат различные формы азота, фосфора, калия, серы и других соединений, обладающих высокой токсичностью. Накапливаясь в местах сбросов, они становятся более мобильными и, проникая в воду, разносятся на большие расстояния.
Загрязнение окружающей среды животноводческими предприятиями чаще всего происходит из-за несовершенства применяемых технологий и технических средств, несоблюдения установленных экологических требований.
Наиболее простой способ снижения негативного воздействия на природу - модернизация и обновление технологического оборудования в подразделениях, внесение изменений в организацию хозяйственной деятельности, соответствующих современным экологическим нормам.
Это возможно путём внедрения малоотходных и безотходных технологий, основанных на включение в хозяйственный оборот всех сырьевых ресурсов, которые постоянно образуются и накапливаются в хозяйствах. Уменьшая объёмы органических отходов, газопылевых выбросов, потребления воды и сбрасывания сточных вод, можно снижать негативное воздействие на окружающую среду.
Во многих странах действуют общегосударственные и региональные программы по уменьшению отрицательного давления этих отходов на экологию.
ОТХОДЫ ЖИВОТНОВОДСТВА
Животноводство является наиболее отходной отраслью сельского хозяйства. Отрасли животноводства подразделяются на свиноводство, коневодство, скотоводство, овцеводство и т. д. К отходам относятся, отходы образовавшиеся в результате жизнедеятельности сельскохозяйственных животных, это навоз скота, а также трупы животных.
Значительное разнообразие технологий содержания животных, способов уборки животноводческих помещений, климатических условий приводит к получению различного вида навоза. Получаемый навоз сельскохозяйственных животных разделяют на:
- подстилочный (навоз с подстилкой и кормовыми остатками) бесподстилочный (навоз без подстилки с добавкой воды или без нее).
Бесподстилочный навоз подразделяется на:
- полужидкий (содержит более 8 – 14 % сухого вещества) жидкий (от 3 до 8 % сухого вещества) навозные стоки (менее 3 % сухого вещества).
Большинство отходов животноводства перед использованием или утилизацией хранят в кучах, в накопительных емкостях или ямах. В течение хранения образуются продукты анаэробного разложения: аммиак, сульфиды, амины, метан, меркаптаны, органические кислоты и др., которые могут загрязнять воздух веществами, вредно воздействующими на человека, растения и животных. [2]
Большое количество образующихся отходов в животноводстве объясняется биологическими процессами, в результате которых животные испражняются каждый день, образуя при это значительное количество помета и навоза. Так, например, корова ежедневно производит от 40 – 50 кг навоза, свинья 10 – 11 кг, в год в результате жизнедеятельности одной коровы образуется 14,5 – 18 т. навоза, свиньи 3,6 – 4 т. навоза.
В настоящее время существует множество способов и решений по использованию отходов животноводства, например, компостирование, вермикомпостирование.
А также в свете стремительного удорожания минеральных ресурсов, отходы животноводства начинают рассматривать как перспективное альтернативное топливо. Из отходов животноводства можно получить биогаз. Биогазом называется горючая газовая смесь, которая выделяется при разложении органических веществ в результате анаэробного микробиологического процесса (метанового брожения). Возможности использования биогаза велики. Его можно использовать в качестве топлива, предварительно очистив до качества природного газа; в качестве источника для получения тепловой и электрической энергии. [2]
Негативное воздействие отходов животноводства на окружающую средуОсновными источниками загрязнения окружающей среды (воздух, почва, вода) от животноводческих комплексов и ферм являются воздушные выбросы и жидкие стоки. Воздушные выбросы животноводческих ферм оказывают существенное влияние не только на атмосферу, но и на поверхностные воды. На животноводческих комплексах, особенно свиноводческих, основным источником загрязнения окружающей атмосферы являются помещения для содержания животных. Запах от животных действует на людей раздражающе, хотя считается безвредным. Неприятные запахи распространяются в радиусе 5-17 км. Как правило, экологический мониторинг состояния атмосферного воздуха в зонах влияния животноводческих объектов не проводится, тем не менее, влияние на окружающую природную среду токсических газов от 18 животноводческих комплексов можно оценить при помощи биологических объектов в частности растений, произрастающих вблизи них. [4]
Таб. 1 Состояние атмосферного воздуха в зонах влияния животноводческих объектов (содержание NH3 в воздухе). [4]
В районе размещения сильно загрязняется патогенными микроорганизмами и гельминтами почва сельскохозяйственных полей, орошаемая сточными водами. В сточных водах животноводческих хозяйств, особенно свиноводческих, обнаруживаются различные патогенные и условнопатогенные микроорганизмы, а именно: энтерококки, стафилококки, псевдомонады, гемофильные палочки. При попадании сточных вод в водоемы возбудители инфекций могут переноситься с потоком речной воды на расстояние до 200 км, потребление воды из таких водоемов вызывает у людей и животных кишечно-желудочные и другие заболевания. [4]
Следовательно, необходимо развивать технологии обезвреживания отходов животноводства и их переработки с получением полезной энергии и новых продуктов.
Технологии переработки отходов животноводстваДля переработки отходов животноводства и обеспечения биотехнологического процесса разложения органических составляющих с получением полезной энергии и продуктов применяются в основном: анаэробное сбраживание, компостирование, термохимическая обработка, вермикомпостирование и комплексные технологии.
Рис. 1 Технологии переработки отходов животноводства [4]
Технология анаэробного сбраживания отходов животноводстваТехнология анаэробного метанового сбраживания в части обращения органических веществ позволяет создать систему замкнутого цикла: растениеводство - корма и пищевые продукты - отходы - анаэробная переработка - растениеводство. В такой схеме сельское хозяйство обеспечивается удобрениями и кормами, а производство при полезной утилизации метана - сырьем и энергией. При этом резко снижаются выбросы вредных веществ в окружающую среду. Снижается использование невозобновляемых природных ресурсов.
Анаэробная переработка считается перспективным методом и представляет большой практический интерес по переработке органических отходов животноводства, поскольку ускоряет его разложение в 10. В результате процесса сбраживания распаду подвергаются органические вещества, содержащиеся в навозе, с образованием газообразных продуктов в виде смеси 50 ч 70 % метана и 30ч50% углекислого газа. [3]
Другими словами, микроскопические бактерии, потребляя органические вещества, содержащиеся в биомассе и биологических отходах, выделяют горючий газ. Но даже при самых благоприятных условиях выделение горючего газа происходит не сразу – вначале нужен процесс ферментации биомассы, разложение которой происходит в несколько этапов за определенные периоды времени.[10]
Метановое сбраживание приводит к минерализации биогенных веществ (азот, фосфор, калий), и, практически, к полной утилизации без попадания в окружающую среду. Биометаногенез позволяет перерабатывать органические вещества с более высокими нормами нагрузки, чем при аэробной обработке, не требует применения химических реагентов для разложения органического вещества. Сброженный шлам, полученный в процессе переработки, лишен неприятного запаха и готов к непосредственному внесению в почву. Процесс анаэробной обработки навоза подразделяется на четыре взаимосвязанные стадии, осуществляемые разными группами бактерий:
1. Стадия ферментативного гидролиза осуществляется быстрорастущими факультативными анаэробами, выделяющими экзоферменты, при участии которых осуществляется гидролиз нерастворенных сложных органических соединений с образованием более простых растворенных веществ. Оптимальное значение pН для развития этой группы бактерий находится в интервале 6,5-7,5.
2. Стадия кислотообразования (кислотогенная) сопровождается выделением летучих жирных кислот, аминокислот, спиртов, а также водорода и углекислого газа. Стадия осуществляется быстрорастущими, весьма устойчивыми к неблагоприятным условиям среды гетерогенными бактериями.
3. Ацетатогенная стадия превращения летучих жирных кислот, аминокислот и спиртов в уксусную кислоту осуществляется двумя группами ацетатогенных бактерий. Первая группа, образующая ацетаты с выделением водорода из продуктов предшествующих стадий, называется ацетатогенами, образующими водород.
4. Метаногенная стадия, осуществляемая медленнорастущими бактериями, являющимися строгими анаэробами, весьма чувствительными к изменениям условий среды, особенно к снижению pН менее 7,0 - 7,5 и температуры. [4]
Рис. 2 Стадии анаэробного разложения отходов животноводства [5]
В переработке принимают участие 5 групп бактерий. В основном принадлежат ферментативные бактерии – Bacillus, Micrococcus, Pseudomonas, Clostridium, они исполняют этапы ферментативного гидролиза и кислотообразования. Все бактерии обладают быстрым ростом. Микроорганизмы выделяют экзоферменты, которые осуществляют гидролиз, разложение сложных соединений на простые. Размножение бактерий происходит при наличии питательной среды, в которую входят углерод и кислород.
Рис. 3 Схема биогазовой установки в упрощённом варианте. 1-сборник сырья, 2- мешалка, 3- теплообменник-утилизатор, 4-метантенк, 5- мешалка, 6- теплообменник-подогреватель, 7- газгольдер, 8- котел, 9-навозохранилище. [11]
Навозные стоки влажностью 90-93% (исходное сырьё) поступают в сборник сырья, оборудованный мешалкой – гомогенизатором, где доводятся до однородной консистенции и заданной кислотности. При этом из полученной массы удаляются крупные примеси. Далее, проходя через теплообменник – утилизатор, исходное сырьё подогревается и подаётся в метантенк, где происходит процесс анаэробного сбраживания. Для активного брожения необходимо периодическое перемешивание перерабатываемой массы и поддержание заданной температуры внутри метантенка.
Существует три режима брожения:
- Психрофильный - при температуре 15-25°С; Мезофильный – при температуре 30-40°С; Термофильный – при температуре 45-55°С. [11]
Экономически, технически и экологически наиболее эффективным является термофильный режим в сочетании с высокопроизводительной микрофлорой, что позволяет сократить время сбраживания до 5-7 суток.
Таб. 2 Сравнительные показатели анаэробной переработки отходов животноводства [4]
Для поддержания температуры в метантенке установлен теплообменник-подогреватель, в который подаётся горячая вода от водогрейного котла. Метантенк заполняется навозной массой на 80% объёма. В верхней, незаполненной части скапливается биогаз, который постоянно отбирается и подаётся в газгольдер, где временно хранится. Из газгольдера биогаз поступает в топку котла, а затем на выход, для дальнейшего производственного использования. Сброженный остаток, выходящий из метантенка, имеет температуру режима брожения. В теплообменнике он отдаёт тепловую энергию исходному сырью и поступает в навозохранилище. [9]
Применение технологии анаэробного сбраживания биоразлагаемых отходов позволяет решить следующие задачи:
- Внедрение комплексных природоохранных мероприятий по сокращению токсичных выбросов в атмосферу, почвенную и водную среду; Получение сельскохозяйственным предприятием прибыли за счет использования биогаза для выработки электрической и тепловой энергии, реализации органических удобрений со стабильными свойствами (отсутствие запаха и повторного загнивания), причем 1 л жидкого концентрированного удобрения эквивалентен 100 кг навоза; Повышение надежности и безопасности в энергосбережении животноводческих ферм и птицефабрик путем использования собственного возобновляемого источника энергии; Повышение плодородия почв и повышение урожаев с кормовых площадей сельскохозяйственных предприятий за счет внесения своих удобрений, являющихся источником не только биогенных элементов, но и гуминовых веществ.
В навозе, помете, растительных остатках, отходах деревообработки, кроме химических веществ, заключено большое количество солнечной энергии, перешедшей в растения при фотосинтезе. Поэтому это сырье нужно рассматривать как возобновляемые источники энергии. Одним из наиболее эффективных способов получения энергии из такого сырья является термохимическая газификация.
Газификация характеризуется повышенным энергопотенциалом. По сравнению с анаэробным сбраживанием термохимическая газификация генерирует из единицы сырья больше потенциальной энергии. Так, из 1 т свиного навоза или навоза КРС при термохимической газификации можно получить 440кВтч потенциальной энергии, тогда как при анаэробном сбраживании с получением биогаза 250кВтч.
Газификация представляет собой процесс высокотемпературного превращения биомассы в газ, называемый генераторным или синтетическим, и золу в специальных реакторах (газогенераторах) с ограниченным доступом воздуха. В зоне газификации развивается температура до 1500оС. В сочетании с мгновенной закалкой синтезгаза это обеспечивает отсутствие в нем каких-либо токсичных примесей. Благодаря этому, а также удобству применения газа, газификация является более эффективным и чистым процессом, чем обычное сжигание.
Произведенный в газогенераторе газ используется как обычное котельное топливо взамен природного газа или как моторное топливо для газопоршневых установок, где сжигается с получением электрической и тепловой энергии до безопасных для окружающей среды газов: CO2, N2, водяного пара. Он может быть также использован в качестве сырья для получения дизельного топлива. В газогенераторе можно использовать отходы дерева, кору, низкокалорийные растительные отходы, навоз, помет, содержащие высокий процент влаги (до 40%). Попутно при газификации навоза/помета образуется зола, являющаяся ценным комплексным минеральным удобрением. [15]
Рис. 4 Состав золы после сжигания помета [15]
Рис. 5 Блок - схема производства термохимической газификации отходов животноводства [15]
Биоэнергетические методы утилизацииТакие методы решают сразу несколько задач: сбора и переработки отходов животноводства с улавливанием и нейтрализацией вредоносных биогазов, получение экологически чистых удобрений, а также метана для мини-ТЭЦ, газообразного топлива для автотракторной техники.
Биоэнергетические установки работают на базе процесса метанового сбраживания. В последнее время используются новые методы работы с этим процессом, обусловленные появлением современных технических разработок. Это и усовершенствованная конструкция биореактора, и устройство устойчивого давления газа без газгольдера. А также использование модифицированной закваски, произведённой за счёт работы культур метановых бактерий. Кроме того, стали появляться особые катализаторы процесса - это позволило существенно ускорить процесс и повысить эффективность технологии преобразования органических продуктов производства и жизнедеятельности. Именно большая степень преобразования органического вещества в этих продуктах дает в итоге высокую отдачу биогаза и жидкий шлам, которому присущи и вовсе уникальные характеристики.
Исходя из свойств первоначального сырья, шлам может употребляться как готовое удобрение или высококачественные кормовые добавки. [12]
Рис. 6 Схема биоэнергетической установки [12]
Данная технология существенно отличается от иных как по рабочим параметрам, так и по экологической безопасности.
БИОГАЗ ИЗ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВАИз навоза животных выход газа получается значительно меньшим, так как после прохождения пищевого тракта в отходах жизнедеятельности количество питательных веществ для метанобразующих микроорганизмов мало.
Поскольку у птиц пищеварительная система предназначена для быстрого отбора основной части питательных веществ из пищи, с частыми испражнениями для облегчения полета, то выход биогаза из помета будет наибольшим – около 100 м3 при 65% CH4.
Тогда как навоз крупного рогатого скота обладает наименьшим выходом биогаза – в среднем 25 м3 при 55% CH4, из-за пищеварительного тракта, предназначенного для максимального извлечения питательных веществ из корма в течение длительного времени с многократным пережевыванием пищи.
Выход биогаза из навоза увеличивается при его смешивании с подстилкой и остатками корма, также имеет значение влажность и свежесть навоза. [13]
Животные | Сухой навоз т/в год на 1 животное |
Корова | 12,0 |
Лошадь | 9,0 |
Свинья | 0,7 |
Таб. 3 Количество образующегося навоза в расчете на одно животное [18]
Биоматериал, одна тонна | Биогаз, м3 |
Навозная жижа КРС | 45,0 |
Свиная навозная жижа | 60,0 |
Навоз КРС, смешанный с соломой | 70,0 |
Птичий помет | 80,0 |
Свиной навоз, смешанный с навозом КРС | 180,0 |
Отходы бойни | 350,0 |
Таб. 4 Выход биогаза из 1т. отходов сельскохозяйственных животных [4]
Большое влияние на скорость брожения и концентрацию метана в биогазе оказывает качество воды и наличие примесей. Сильно хлорированная водопроводная вода, используемая для разбавления навоза, будет угнетать процесс брожения.
Если при уборке стойл применяются бактерицидные вещества и химические моющие средства, то скорость реакций в биогазовой установке значительно замедлится.
Состав биогазовой смесиНа разных стадиях в процессе биосинтеза помимо метана выделяются углекислый газ и водород. Также в зависимости от сырья выделяются аммиак и сероводород. Водород хоть и горюч, но его летучесть не позволяет использовать этот газ в стандартных газовых установках.
Аммиак и сероводород являются ядовитыми соединениями, которые вредят как бактериям внутри биогазовой установки, так и окружающей среде. Углекислый газ является балластом, а его большое количество в смеси значительно снижает горючесть и калорийность биогаза.
Рис. 7 Среднее процентное соотношение примесей в биогазе, получаемом из различного сырья [13]
Очевидно, что из-за большого количества примесей использование биогаза в обычных котлах и кухонных плитах возможно только после тщательной очистки синтезированной газовой смеси. Очищают полученный биогаз в несколько этапов, но практически невозможно достичь идеально чистого метана, главное, чтобы концентрация примесей не выходила за установленные нормы.
На первом этапе очистки биогаз проходит через водяной фильтр, где растворяется большая часть углекислого газа, аммиака и различных ароматических соединений. Вода с большой концентрацией растворенного углекислого газа и аммиака может использоваться для выращивания водорослей, которые, в свою очередь, пойдут на синтез биогаза в биогазовой установке.
После водяной очистки биогаз поступает на фильтр очистки от сероводорода. Наиболее простым является фильтр из металлической стружки и опилок, на которых осаждается сера. В промышленных фильтрах применяются специальные катализаторы и осаждающие серу растворы. Наилучшее качество биогаза получается после прохождения мембранного фильтра, где на молекулярном уровне отсеиваются молекулы нежелательных примесей. [13]
Рис. 8 Очистка биогаза до чистого метана при помощи мембранного фильтра [13]
Биогаз можно утилизировать различными способами. Сфера применения в первую очередь зависит от потребностей в мощности (тепловой, электрической). Первоначальной возможностью утилизировать биогаз было его сжигание в тепловых установках. На данный момент такой вариант оправдан в случае не больших мощностей и необходимости только в тепловой энергии. К тому же, из-за технических проблем малых газовых горелок (например, из-за непостоянного состава биогаза) эта возможность в настоящее время реализуется мало. Если биогаз подводится для теплового использования, то для этого нужны специальные газовые горелки (газовые горелки без поддува, газовые горелки с поддувом.). В течение десятилетий производство тепловой энергии из биогаза было почти единственной технической возможностью для применения биогаза. В настоящее время эта возможность применения биогаза успешно вытеснена когенерационными установками.
Рис. 9 Использование биогаза
Когенерационные установки представляют собой оборудование для комбинированного производства тепла и электроэнергии. B установках малой мощности применяются преимущественно поршневые двигатели внутреннего сгорания, приспособленные для сжигания газового топлива. Главным топливом бывает природный газ, но все чаще применяются и альтернативные виды топлива, прежде всего различные виды биогаза. [14]
Рис. 10 Когерентная установка [6]
Преимущества и недостатки биогазаПреимущества:
Биогазовая навозная жижа более эффективна как удобрение по сравнению с неферментированной навозной жижей, так как в результате минерализации суживается соотношение C/N и навозная жижа лучше усваивается растениями. Её даже можно применять затем в качестве подкормки во время фазы роста. Вместо обычной утилизации органических отходов производится энергия, и используются питательные вещества. Существенным благом для окружающей среды от использования биогазовой технологии является уменьшение эмиссии, имеющей тепличный эффект, прежде всего метана (СН4), закиси азота (NО2) и диоксида углерода (CO2). В CO2 освобождается лишь тот объём, который до этого уже был связан растениями. Произведённая энергия может использоваться для удовлетворения потребности в тепле при обогреве зданий и для подогрева воды на бытовые нужды. Обеспечиваются, сохраняются и частично формируются заново рабочие места. В процессе ферментации снижается число патогенных образований (прежде всего кишечной палочки и сальмонеллы) и снижается способность к прорастанию семян у сорняков. Экономия промышленных удобрений и средств по защите растений и защите воды. Биогазовая навозная жижа способна эффективно замещать минеральные удобрения и сохранять питьевую воду. Эффективность навозной жижи возрастает в результате анаэробной обработки. Выделение запаха сокращается до 80%, так как интенсивно разлагаются сильно пахнущие вещества, такие как, например, летучие жирные кислоты.Недостатки
В Эстонии количество отходов животноводства составляет в год 55000-60000 тонн. С каждым годом их количество возрастает, а следовательно растет количество нужд на здравоохранение животных и переработке их отходов.
В Эстонии два процента отходов животноводства относятся к высокой степени риска. В Эстонии используется два метода утилизации отходов животноводства, которые отвечают установленным требованиям ЕС:
1. Захоронение (90% отходов). В Эстонии зарегистрировано 127 захоронений животных отходов, которые соответствуют нормам Европейского союза. Разрешение на создание муниципальной свалки в Эстонии дает управление по охране окружающей среды. Захоронения зарегистрированы в специальный регистрационный журнал. Надзор также ведется со стороны уполномоченных ветеринарных врачей и должностных лиц из организации по защите окружающей среды.
2. Переработка отходов на соответствующих заводах (10% отходов).[8]
Заводы по переработки отходов животноводства в ЭстонииНа территории Эстонии по данным Эстонской биогазовой ассоциации действует 18 биогазовых станций, из которых 5 в составе сельскохозяйственных комплексов, 6 в составе комплексов складирования и утилизации ТБО, 7 в составе узлов по очистке сточных вод. [7]
Установки использующие сельскохозяйственные ресурсы: Aravete Biogaas OЬ, Oisu Biogaas OЬ, Saare Economics OЬ, Vinni Biogaas OЬ и Tartu Biogaas OЬ
Saare Economics OЬ - завод находится на Сааремаа, запущен в эксплуатацию в 2005 году. В год перерабатывает около 40000 тонн сельскохозяйственных отходов. Позволяет производить до 3500 МВт тепла и до 2200 МВт электроэнергии в год. Тепло и электричество, полученное на установке, используется как для собственных нужд (кормовой завод, потребности свиноводческой фермы), так и решает энергетические потребности уезда Вальяла. На заводе установлено оборудование бельгийской фирмы ECOMAC NV. Стоимость биогазовой установки 3,5 млн. евро.
Aravete Biogaas OЬ – биогазовая установка построена при совместном сотрудничестве Aravete Agro и Baltic Biogas в 2011 году. Основным сырьем является навоз крупного рогатого скота (твердый навоз 30000 т/год + 50000 т/год в виде суспензии). Электрическая мощность 1,7 МВт. Объем инвестиций составил 4,5 млн. евро.
Vinni Biogaas OЬ – завод построен недалеко от Раквере в волости Винни. Мощность завода по переработке отходов животноводства составляет 88000 тонн в год. Производство биогаза до 2,9 млн. нм3 в год (300-350 нм3 /ч). На заводе установлена когенерационная установка по выработке 1,2 МВт/ч тепла и 0,8 МВт/ч электроэнергии. Стоимость завода составила 4,2 млн. евро.
Oisu Biogaas OЬ – биогазовый завод построен в 2013 году и находится в Ярвамаа. В качестве сырья используется навоз свиней и крупного рогатого скота. Суммарная мощность по переработки отходов составляет 90000 тонн в год (75000 т/год суспензии + 15000 т/год твердого навоза). Производство газа составляет 300-350 нм3 в час. Конечными продуктами переработки являются тепло в количестве 6,75 млн. Особенности оценки эффективности инвестиционного проекта 47 кВтч/год и электроэнергия 6,28 млн. кВТч/год. Сумма капиталовложений составила 4,9 млн. евро.
Tartu Biogaas OЬ – установка построена в 2013 году в сотрудничестве с Tartu Agro и Baltic Biogas. Основное сырье - навоз свиней, крупного рогатого скота и окружающие Тарту и его окрестности биоразлагаемые отходы. На заводе используется двухступенчатая технология получения биогаза. Объем полученного газа в год достигает 163000 нм3 . Генерируемая электрическая мощность 1,5МВт. Тепло производимое на установке в количестве 2800 МВт в год продается потребителям близлежащей волости Ильматсалу. Сумма инвестиций составила 4 млн. Евро. [1]
Рис. 11 Расположение биогазовых станции в Эстонии [16]
ЕВРОДЕРЕКТИКВА ПО ВОЗОБНОВЛЯЕМЫМ ИСТОЧНИКАМ ЭНЕРГИИ И ЭСТОНСКОЕ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВОДирективе ЕС по возобновляемым источникам энергии 2009/28 / ЕС.
Директива требует, чтобы государства-члены произвели предварительно согласованную пропорцию потребления энергии из возобновляемых источников, таким образом, что ЕС в целом должен получить, по крайней мере, 20% полной энергии от возобновляемых источников энергии к 2020.
Цели ЕС в рамках Пакета инициатив в области энергетики и сохранении климата до 2020:
- Сократить выбросы парниковах газов на 20% ниже уровня 1990 года Увеличить долю ВИЭ до 20% Уменьшить общее потребление первичной энергии ЭС на 20% по сравнению с прогнозами потребления энергии 2007 года на 2020 год
Эстония должна обеспечить, чтобы доля возобновляемых источников энергии составляла 25% от общего конечного потребления энергии, причем на возобновляемые источники энергии приходится 10% транспортного топлива.
Во всем мире разрабатываются новые и эффективные технологии для облегчения проблемы отходов. Одной из технологий обработки отходов является анаэробная обработка биоотходов и использование биогаза для производства энергии. В результате не только уменьшается количество загрязнений, но и тепло, электроэнергия, моторное топливо и ценные удобрения поставляются на месторождения и зеленые зоны, а замена ископаемого топлива возобновляемыми видами топлива также снижает выбросы CO2 в атмосферу. [17]
Заключение
Получение биогаза экономически оправдано и является предпочтительным при переработке постоянного потока отходов (стоки животноводческих ферм, скотобоен). Экономичность заключается в том, что нет нужды в предварительном сборе отходов, в организации и управлении их подачей; при этом известно, сколько и когда будет получено отходов. Получение биогаза, возможное в установках самых разных масштабов, особенно эффективно на агропромышленных комплексах, где существует возможность полного экологического цикла. Биогаз используют для освещения, отопления, приготовления пищи, для приведения в действие механизмов, транспорта, электрогенераторов.
Остаток, образующийся в процессе получения биогаза, содержит значительное количество питательных веществ и может быть использован в качестве удобрения. Состав остатка, полученного при анаэробной переработке животноводческих отходов, зависит от химического состава исходного сырья, загружаемого в реактор. В условиях, благоприятных для анаэробного сбраживания, обычно разлагается около 70% органических веществ, а 30% содержится в остатке.
Литература
Д. Куттанен. ОСОБЕННОСТИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНВЕСТИЦИОННОГО ПРОЕКТА СТРОИТЕЛЬСТВА БИОГАЗОВОЙ СТАНЦИИ НА ПРИМЕРЕ EESTI ENERGIA AS. Работы на соискание степени магистра. Таллинн, 2017. [WWW]https://is. eek. ee/download. php? t=kb&dok=p1bg66h2vc1rn4k161ddlnair0v3.pdf (05.11.2017)
. системный подход к проблеме отходов сельского и лесного хозяйства в томской области за период с 2010-2014 гг. Бакалаврская работа. Томск, 2016 [WWW]file:///C:/Users/Klick/Downloads/%D0%92%D0%9A%D0%A0.pdf. pdf (05.11.2017)
, , . Технологические направления по переработке органических отходов. Курский государственный университет, 2017 [WWW]https://cyberleninka. ru/article/v/tehnologicheskie-napravleniya-po-pererabotke-organicheskih-othodov (05.11.2017)
, . Разработка технологических решений по утилизации отходов животноводства с получением полезной энергии и удобрений. Магистерская диссертация. Тольятти, 2017 [WWW]https://dspace. tltsu. ru/bitstream/123456789/3003/1/%D0%9C%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D1%8E%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%20%D0%9B.%D0%9D._%D0%A5%D0%A2%D0%BC%D0%B7-1401.pdf (05.11.2017)
Биогазовая установка собственными силами [WWW]http://infoelectrik. ru/alternativnoe-elektrichestvo/biogazovaya-ustanovka-svoimi-rukami. html (05.11.2017)
УСТАНОВКА КОГЕНЕРАЦИОННАЯ [WWW]http:///uslugi/teplomontazhnyj-uchastok/112-kogeneratsionnaya-ustanovka (05.11.2017)
Anne Menert. Jддtmetest kьtuseni. Biogaas sхidukitele Projekt „From Waste to Traffic Fuel“ (W-Fuel)Biogaasi tootmise tдnapдevatehnoloogiad ja rakendamine Hinnu seafarmi nдitel Harjumaal. Interreg IVA projekti W-Fuel seminar, 2012 [WWW]https://www. /amenert/presentation-of-the-project-from-waste-to-traffic-fuel (05.11.2017)
http://dspace. ut. ee/bitstream/handle/10062/31439/Oraste_Egon. pdf? sequence=1 (05.11.2017)
C. Н. Ильин. Ресурсосберегающая технология переработки свиного навоза с получением биогаза. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Иркутск, 2005 [WWW]http://www. /selxoz-mashyny/resursosberegajuwaja-tehnologija-pererabotki-svinogo-navoza-s-polucheniem-biogaza. html (05.11.2017)
Анаэробное разложение (сбраживание) [WWW]http://greenevolution. ru/enc/wiki/anaerobnoe-razlozhenie-sbrazhivanie/ (05.11.2017)
Анаэробная переработка биомассы. Гродненский государственный аграрный университет [WWW]https://moodle. /mod/resource/view. php? id=6107 (05.11.2017)
Биоэнергетические установки. Государственная информационная система в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности [WWW]https://gisee. ru/articles/technologies_sub/832/ (05.11.2017)
Получение биогаза. Основы теории. [WWW]http://infoelectrik. ru/alternativnoe-elektrichestvo/poluchenie-biogaza-osnovy. html#h4_4 (05.11.2017)
ВТОРИЧНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ. БИОГАЗ. ДОНЕЦК, 2006 [WWW]http://lib. convdocs. org/docs/index-98081.html (05.11.2017)
Открытое акционерное общество БАШГИПРОАГРОПРОМ. Переработка отходов животноводческих и птицеводческих комплексов и ферм в эффективные биологические удобрения и энергию. Рекомендации. Уфа, 2010. [WWW]http://docplayer. ru/46687469-Soderzhanie-pererabotka-navoza-i-pometa-metodom-anaerobnogo-sbrazhivaniya-s-proizvodstvom-bioudobreniy-i-energii-sposoby-anaerobnogo-sbrazhivaniya. html (05.11.2017)
Eesti biogaasijaamade kaart [WWW]https://www. /maps/d/u/0/viewer? mid=1fhivxaRF0Ja__bnawQr4wE9Y5fk&ll=58.86832162705661%2C25.34057734999999&z=7 (05.11.2017)
Biogaas [WWW]https://energiatalgud. ee/index. php/Biogaas? menu-61#Biogaas_ja_EL-i_taastuvk. C3.BCtuste_eesm. C3.A4rgid (05.11.2017)
Sхnnikumajandus muutub karmimaks [WWW]http://www. pikk. ee/print/true/varia/uudised/2014/sonnikumajandus-muutub-karmimaks#.WhlTB0pl9Pa (05.11.2017)
