Дослідження технологічного процесу фермерської біогазової установки

Abstract

Біомаса вважається одним із найбільш перспективних альтернативних джерел енергії сучасності. Одним із найбільш ефективних методів очистки і переробки будь яких тваринницьких є метанове бродіння з отриманням біогазу Питання використання метанового бродіння актуальне. Тому метою дослідження є визначення оптимальної тривалості бродіння гною в біореакторі фермерської установки. Для дослідження було використану біогазові установку фермерського типу загальним об’ємом реактора - 51,3м3, де об’єм рідкого, гною в реакторі - 40,8 м3. Дослідження процесу роботи біореактора проводилося на 4 режимах роботи: І - режим роботи: - доза завантаження – 2,5 м3/добу, - тривалість бродіння – 16 діб; ІІ - режим роботи: - доза завантаження – 4 м3/добу, - тривалість бродіння – 10 діб; ІІІ - режим роботи: - доза завантаження – 5,5 м3/добу, - тривалість бродіння – 7 діб; ІV - режим роботи: - доза завантаження – 7 м3/добу, - тривалість бродіння – 6 діб. Для всіх режимів роботи: - температура бродіння – 32 оС; --надлишковий тиск біогазу в реакторі – 0,005 МПа; - кратність завантаження – 1 раз/добу. Отримані дані по добовому виходу біогазу при чотирьох досліджуваних режимах завантаження свідчать, що при даній характеристиці гною, завантаженого в реактор, більш ефективна робота установки забезпечується при добових дозах завантаження 10-13% від об’єму сировини в біореакторі, то є при добовому завантаженні реактора 4,0-5,5 м3 гною з тривалістю бродіння 10-7діб. На практиці тривалість бродіння вибирають в залежності від температури: при 25-40 оС (32 оС) в наступних інтервалах від 10 до 20 діб. Результати дослідження дають можливість рекоментувати, що при температурі 32оС можно скоротити тривалість бродіння з 10 до 20 діб до 7-10 діб, що збільшує продуктивність біогазової установки по масі збродженого гною. Biomass is considered one of the most promising alternative sources of energy today. One of the most effective methods of cleaning and processing any livestock is methane fermentation with the production of biogas. At the same time, the issue of environmental protection is being resolved. Biogas technology makes it possible to obtain natural biofertilizer with the help of anaerobic fermentation, which contains biologically active substances with trace elements, using accelerated methods. The question of using methane fermentation is relevant. Therefore, the purpose of the research is to determine the optimal duration of manure fermentation in the bioreactor of the farm installation. For the study, a farm-type biogas plant with a total reactor volume of 51,3 m3 was used, where the volume of liquid manure in the reactor was 40,8 m3. The study of the bioreactor operation process was carried out in 4 operating modes: I - operating mode: - loading dose – 2,5 m3/day, - duration of fermentation - 16 days; II - mode of operation: - loading dose - 4 m3/day, - duration of fermentation - 10 days; III - mode of operation: - loading dose – 5,5 m3/day, - duration of fermentation - 7 days; VI - mode of operation: - loading dose - 7 m3/day, - duration of fermentation - 6 days. For all modes of operation: - fermentation temperature - 32 oC; -- excess pressure of biogas in the reactor – 0,005 MPa; - loading frequency – 1 time/day. The obtained data on the daily output of biogas at the four studied loading modes indicate that with the given characteristics of the manure loaded into the reactor, more efficient operation of the installation is ensured at daily loading doses of 10-13% of the volume of raw materials in the bioreactor, that is, at the daily loading of the reactor 4.0-5.5 m3 of manure with a fermentation duration of 10-7 days. In practice, the duration of fermentation is chosen depending on the temperature: at 25-40 oC (32 oC) in the following intervals from 10 to 20 days. The research results make it possible to comment that at a temperature of 32oC, the duration of fermentation can be shortened from 10 to 20 days to 7-10 days, which increases the productivity of the biogas plant in terms of the mass of fermented manure.