Использование отходов сельскохозяйственного производства

Обострение экологических проблем, истощение запасов невозобновляемых энергоресурсов, рост цен на них, обусловили интерес к разработке и использованию технологии биоконверсии органических отходов для получения энергии.

Известно, что животные плохо усваивают энергию растительных кормов и более половины ее уходит в навоз, который является ценным органическим удобрением и может быть при этом использован в качестве возобновляемого источника энергии. Концентрация животных на крупных фермах и комплексах обусловили увеличение объемов навоза и навозных стоков, которые должны утилизироваться, не загрязняя окружающую среду.

Одним из путей рациональной утилизации навоза и навозных стоков является их анаэробное сбраживание, которое обеспечивает обезвреживание навоза и сохранение его как удобрения при одновременном получении биогаза.

При анаэробном сбраживании навоза получается 2 вида полезных продуктов — биогаз и удобрения. Их свойства представлены в табл. 10 и 12.

Таблица 10

Показатель	СН4	Компонеты CO2	Н2	H2S	Смесь 60% СН4 + 40% COz
Объемная доля, %	55-70	27-44
Объемная теплотасгорания, МДж/м3	35,8	10,8	22,8	—	21,5
Температура воспламенения, °С	650-750	—		—	650-750
Плотность:
нормальная, г/л	0,72	1,98	0,09	1,54	1,20
критическая, г/л

Выход биогаза зависит как от исходного сырья (табл. 11) так и от технологии переработки.

Таблица 11: влияние вида исходного сырья на выход биогаза

Исходное сырье	Выход биогаза из 1 кг сухого вещества, л/кг.	Содержание метана в газе, %
Трава
Древесная листва
Сосновая игла
Ботва картофельная
Стебли кукурузы
Мякина
Солома пшеничная
Солома льняная
Шелуха подсолнечника
Навоз КРС	200..300
Конский навоз с соломой		56..60
Домашние отходы и мусор
Фекальные осадки	250..310
Твердый осадок сточных вод

Таблица 12: химический состав навоза в зависимости

от длительности сбраживания (% на сырое вещество).

Продолжительность сбраживания, сутки	Азот общий, N	Азот аммонийный, N-NH4	Р205	K2O	С: Nобщ
0 (контроль)	0,32	0,13	0,11	0,24	12,2
	0,31	0,13	0,11	0,24	11,9
	0,31	0,16	0,11	0,24	10,5
	0,31	0,16	0,11	0,24	9,6

Метановое сбраживание навоза обеспечивает его дезодорацию, дегельминтизацию, уничтожение способности семян сорных растений к всхожести, перевод удобрительных веществ в легкоусвояемую растениями минеральную форму. При этом питательные (для растений) вещества — азот, фосфор и калий — практически не теряются.

Из данных табл. 12 о химическом составе сброженного навоза, полученных на биогазовой установке ВИЭСХ, следует, что при анаэробной обработке навоза фосфор и калий практически полностью сохраняются в сброженной массе. Потери азота, которые при других методах обработки навоза составляют до 30%, в процессе метаногенеза не превышают 5%. При этом значительная часть азота, присутствующего в свежем навозе в форме органических соединений, в сброженном — содержится в аммиачной форме, которая быстро усваивается растениями.