Производство биогаза. Переработка отходов в биогаз.
Главная сфера деятельности компании «Трансутилизация» — производство биогаза. Были разработаны проекты для Белгородской, Московской области, республики Татарстан. Биогаз используют для получения тепло- или электроэнергии, а также для заправки автомобилей.
Процесс получения биогаза
Биогаза вырабатывается в процессе брожения биомассы. Для этого отходы помещают в реактор биогазовой установки и создают оптимальные условия. Получение биогаза полностью безотходно — на выходе получают два продукта: сам газ и биоудобрения.
Биогазовая установка перерабатывает любое органическое сырье: навоз, остатки после забоя животных, пищевые отходы. Чтобы разложение проходило быстрее, животные отходы смешивают с растительными компонентами — травой, жмыхом, водорослями.
Смесь из животных и растительных отходов загружают в реактор, где она смешивается с живыми микроорганизмами. В процессе разложения участвуют гидролизные, кислотообразующие и метанобразующие бактерии. Они запускают анаэробное брожение, которое происходит в четыре этапа:
- Стадия гидролиза — гидролизные бактерии расщепляют нерастворимые органические полимеры (например, углеводы) и делают их доступными для переработки кислотообразующими микроорганизмами.
- Кислотообразующие бактерии превращают сахара и аминокислоты в диоксид углерода, водород, аммиак и органические кислоты.
- Кислотообразующие бактерии перерабатывают органические кислоты в уксусную кислоту, водород, аммиак и углекислый газ.
- Метанобразующие бактерии преобразуют конечные компоненты в метан и углекислый газ, которые после очистки можно использовать для производства энергии или топлива.
Бактерии поглощают биомассу и перерабатывают ее в биогаз. Он собирается под куполом реактора в газгольдере, а затем перекачивается в отсек для очистки. Подробнее ознакомиться с принципом работы биогазовой установки можно в этом разделе.
Условия производства биогаза
Компания «Трансутилизация» использует новейшее оборудование для переработки отходов в биогаз. Производственный комплекс состоит из ряда сооружений:
- реакторы
- герметичные хранилища для биомассы
- очистные сооружения
- блок для преобразования газа в тепло и электроэнергию
- пульт управления
Полная переработка отходов происходит при температуре 35-38 °С. Важно, чтобы в реакторе всегда было тепло и влажно, так как только в таких условиях возможно анаэробное брожение. Также необходима постоянная поставка сырья. Именно поэтому производство биогаза из навоза возможно только вблизи крупных ферм или сельскохозяйственных угодий. Биомассу в реакторе нужно перемешивать, чтобы бактерии равномерно распределялись по всей емкости. Для перемешивания используют тихоходные мешалки специальной конструкции.
Подготовка сырья
Как получают биогаз из навоза или любых других отходов? Чтобы выход метана был максимальным, животные компоненты смешивают с растительными. Добавляют траву, послеспиртовую барду, пивную дробину, фруктовый и ягодный жмых. Так процесс брожения идет быстрее. Сырье загружают в реактор через трубопровод и создают оптимальные условия.
Чтобы увеличить скорость и степень распада, рекомендуется предварительно подготовить отходы к переработке. Сырье можно поделить на фракции, измельчить, подогреть и гомогенизировать. Также иногда проводится биохимическая или биологическая обработка. Для этого нужно специальное оборудование. Биогазовая станция перерабатывает жидкие и твердые отходы. В этом случае подготовительные работы следует проводить отдельно для каждого вида субстрата. После этого их можно смешать перед подачей в биореакторы, либо подать раздельными потоками.
Производство биогаза
Получение биогаза из отходов занимает в среднем 40-60 дней. Это полностью безотходный процесс, что является большим преимуществом данного способа переработки. Когда брожение завершается, остается сухой и жидкий продукт. Он ничем не пахнет и содержит большое количество минеральных веществ, которые легко усваивают растения. Такие удобрения стимулируют рост и повышают устойчивость к болезням у сельскохозяйственных культур. Кроме того они полностью органические и не могут вызвать пищевого отравления, как химические средства. Для разделения на жидкую и твердую фракции используют шнековые сепараторы. Жидкое удобрение направляют в лагуны, где оно хранится до использования по назначению. Твердую фракцию также используют в качестве удобрения. Если ее просушить, гранулировать и упаковать, то это в разы увеличит срок хранения, а также позволит переводить сырье на большие расстояния.
Неочищенный биогаз содержит примеси, а количество метана варьируется от 45 до 70%. Чтобы использовать его как альтернативный источник энергии, газ нужно очистить. Этот финальный этап также осуществляется на биогазовых станциях, так как они оборудованы системой очистки. Для производства автомобильного топлива требуется самая глубокая очистка. Уровень метана тут должен составлять от 90% и выше. В противном случае топливо будет разъедать металлические детали двигателя из-за высокого содержания примесей. Ниже представлена таблица выхода биогаза из разного сырья.
Биогазовая ценность из разного сырья
№ | Наименование сырья | Сожержание сухого вещества, % | Сожержание органического сухого вещества, % | Биогазовая ценность, м3 биогаза из тонны | Содержание метана, % | Длительность проведения испытаний, суток |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | Жир технический | 99,5 | 99,86 | 1392 | 63 | 60 |
2 | Жир | 45,03 | 93,56 | 881 | 62 | 60 |
3 | Уксус 70% | 70 | 100 | 800 | 60 | |
4 | Конфеты шоколадные с желейной начинкой | 77,42 | 99 | 774 | 56 | 60 |
5 | Желатин | 88,94 | 99,83 | 750 | 56 | 64 |
6 | Зерна семян подсолнечника | 94,6 | 97,84 | 749 | 59 | 72 |
7 | Сахар | 99,97 | 99,96 | 718 | 59 | 64 |
8 | Жир | 68,37 | 99,41 | 699 | 66 | 60 |
9 | Крахмал картофельный | 84,3 | 99,5 | 690 | 53 | 60 |
10 | Крахмал кукурузный | 84 | 99,1 | 685 | 51 | 60 |
11 | Отруби | 86,96 | 95,79 | 628 | 56 | 55 |
12 | Зерна кукурузы | 85,29 | 98,57 | 621 | 51 | 77 |
13 | Майонез | 69,96 | 98,23 | 567 | 64 | 60 |
14 | Шелуха подсолнечника | 89,13 | 96,2 | 562 | 55 | 60 |
15 | Отходы переработки подсолнечника (прессованный кусками) | 93,7 | 81,01 | 550 | 56 | 60 |
16 | Жир | 46,64 | 98,35 | 531 | 66 | 64 |
17 | Зерноотходы (пшеница) | 84,1 | 87,71 | 517 | 53 | 61 |
18 | Сыр «Российский» (50% жирность, покупной) | 60,65 | 94,51 | 497 | 52 | 60 |
19 | Зерноотходы (ячмень) | 80,5 | 85,55 | 492 | 53 | 61 |
20 | Отходы производства комбикормов | 68,75 | 93,05 | 483 | 54 | 61 |
21 | Отходы переработки подсолнечника (прессованные гранулами) | 92,5 | 88,16 | 481 | 58 | 60 |
22 | Жмых подсолнечника (покупной) | 90,42 | 92,61 | 464 | 49 | 62 |
23 | Жир из жироловок (Губкинский мясокомбинат) | 50,01 | 99,98 | 430 | 61 | 30 |
24 | Отходы инкубации | 48,39 | 77,34 | 428 | 60 | 60 |
25 | Меласса | 52,32 | 66,3 | 427 | 58 | 60 |
26 | Мясные мякотные отходы | 32 | 98,4 | 425 | 67 | 64 |
27 | Микс | 39,5 | 88 | 425 | 64 | 60 |
28 | Жом свекловичный прессованный | 84,74 | 86,96 | 423 | 54 | 61 |
29 | Опилки | 91,41 | 99,65 | 422 | 48 | 55 |
30 | Мясные мякотные отходы | 34,3 | 95,83 | 421 | 63 | 60 |
31 | Жир (с очистных сооружений) | 41,15 | 92,13 | 385 | 63 | 60 |
32 | Отходы маслопроизводства | 88,87 | 94,08 | 376 | 58 | 60 |
33 | Растительные отходы из элеватора | 89,26 | 94,77 | 368 | 52 | 61 |
34 | Отходы производства комбикормов – аспирация | 72,85 | 84,55 | 356 | 53 | 60 |
35 | Гофрокартон | 94,68 | 84,32 | 355 | 48 | 41 |
36 | Шлам (с очистных сооружений) | 39,15 | 90,18 | 350 | 62 | 60 |
37 | Хлеб черный («кирпич», покупкной) | 56,67 | 97,42 | 342 | 55 | 60 |
38 | Птичий помет свежий | 66,38 | 80,17 | 334 | 55 | 60 |
39 | Мякотные отходы | 33,67 | 91,13 | 323 | 63 | 60 |
40 | Птичий помет, удобрения | 62,55 | 83,77 | 288 | 55 | 60 |
41 | Отходы кишечной группы | 29,28 | 90,48 | 288 | 62 | 60 |
42 | Оболочка кишок | 33,02 | 97,65 | 285 | 67 | 60 |
43 | Водка | 40 | 100 | 283 | 50 | 72 |
44 | Индюшачий помёт | 63,97 | 84,33 | 283 | 56 | 41 |
45 | Отходы инкубации | 31,76 | 94,71 | 278 | 61 | 53 |
46 | Кетчуп | 27,78 | 82,29 | 270 | 48 | 60 |
47 | Колбаса вареная ("молочная", покупная) | 30,29 | 90,29 | 257 | 58 | 60 |
48 | Отходы столовой | 28,4 | 96,72 | 253 | 56 | 64 |
49 | Масло подсолнечное | 97,54 | 98,85 | 236 | 58 | 62 |
50 | Миражные яйца | 36,12 | 75 | 235 | 62 | 64 |
51 | Рисовая солома (цельная) | 94,8 | 78,8 | 222 | 57 | 64 |
52 | Кукурузный силос | 30,14 | 95,31 | 203 | 53 | 60 |
53 | Травяная смесь: силос ячмень + горох | 23,98 | 89,82 | 202 | 50 | 61 |
54 | Свежая трава газонная | 23,33 | 89,46 | 200 | 49 | 40 |
55 | Травяная смесь: силос люцерна + костер | 29,07 | 90,1 | 181 | 50 | 61 |
56 | Фуз подсолнечный | 82,05 | 93,5 | 171 | 55 | 62 |
57 | Сепарированная масса навоза КРС | 30,81 | 91,63 | 165 | 54 | 59 |
58 | Пивная дробина | 24,5 | 96,95 | 159 | 52 | 59 |
59 | Рыба | 26,11 | 87,33 | 156 | 57 | 50 |
60 | Зелёная масса кукурузы | 28,29 | 96,11 | 149 | 46 | 60 |
61 | Отходы производства, густые | 20,25 | 96,64 | 146 | 59 | 60 |
62 | Мясокостный экстракт | 14,24 | 94,34 | 144 | 66 | 60 |
63 | Жир с жироловок столовых Строителя | 24,42 | 98,48 | 140 | 61 | 59 |
64 | Свекловичный жом | 21,18 | 88,48 | 140 | 56 | 60 |
65 | Остатки корма | 35,17 | 89,77 | 139 | 51 | 45 |
66 | Трава Козлятник | 19,37 | 91,58 | 135 | 49 | 63 |
67 | Силос Сорго | 23,15 | 94,99 | 130 | 51 | 77 |
68 | Активный ил с очистных сооружений образец 1 | 22,83 | 84,25 | 127 | 62 | 60 |
69 | Премикс густой Шебекино | 23,88 | 79,79 | 124 | 56 | 63 |
70 | Активный ил с очистных сооружений образец 2 | 21,84 | 87,87 | 124 | 62 | 60 |
71 | Шлам | 16,4 | 84,4 | 122 | 63 | 61 |
72 | Кек | 20,34 | 73,76 | 118 | 62 | 61 |
73 | Кости свиные (покупные) | 62,1 | 74,87 | 117 | 57 | 60 |
74 | Зеленая масса сои | 23,84 | 92,2 | 117 | 52 | 63 |
75 | Мусор | 27,87 | 95,27 | 114 | 56 | 63 |
76 | Трава гречиха сахалинская | 33,45 | 93,15 | 112 | 47 | 60 |
77 | Отходы зернобобовых культур | 36,74 | 70,01 | 107 | 54 | 77 |
78 | Шлам | 21,6 | 53,48 | 107 | 60 | 59 |
79 | Навоз КРС обезвоженный | 27,36 | 92,76 | 104 | 54 | 60 |
80 | Отработанные пивные дрожжи | 9,08 | 87,69 | 104 | 60 | 59 |
81 | Кек | 26,57 | 64,36 | 101 | 58 | 59 |
82 | Отходы убоя | 17,02 | 82,84 | 97 | 55 | 60 |
83 | Щетина свиная | 24,73 | 94,98 | 96 | 51 | 60 |
84 | Сепарированная масса | 25,52 | 89,68 | 92 | 54 | 59 |
85 | Замершие эмбрионы | 60,07 | 26,58 | 92 | 63 | 64 |
86 | Кровь | 14.98 | 95,67 | 90 | 60 | 76 |
87 | Кости куриные (покупные) | 38,19 | 98,74 | 87 | 55 | 60 |
88 | Содержимое кишок | 23,57 | 83,85 | 84 | 56 | 60 |
89 | Бульон | 11,32 | 91,27 | 81 | 57 | 63 |
90 | Навоз МРС | 21,53 | 72,22 | 79 | 50 | 60 |
91 | Силосная корка | 19,45 | 88,67 | 77 | 55 | 50 |
92 | Свекольный жом | 14,34 | 87,17 | 75 | 55 | 77 |
93 | Мусор с решёток | 24,6 | 90,75 | 73 | 53 | 60 |
94 | Субстрат для выращивания грибов | 46,99 | 60,34 | 73 | 50 | 61 |
95 | Каныга | 13,55 | 93,21 | 71 | 54 | 60 |
96 | Твёрдый навоз КРС | 26,91 | 70,9 | 67 | 60 | 55 |
97 | Овощная ботва | 15,67 | 68,59 | 67 | 50 | 72 |
98 | Молочная сыворотка | 5,31 | 87,95 | 64 | 54 | 60 |
99 | Сепарированная масса | 21,27 | 92,57 | 64 | 52 | 60 |
100 | Помёт | 18,68 | 90,69 | 59 | 56 | 63 |
101 | Корка | 16,04 | 87,69 | 58 | 52 | 60 |
102 | Барда с аппарата | 11,88 | 73,39 | 57 | 56 | 60 |
103 | Ил с нефтепродуктами, образец 2 | 16,48 | 69,67 | 56 | 60 | 60 |
104 | Яблоки (покупные) | 13,24 | 95,02 | 52 | 52 | 56 |
105 | Молочная сыворотка | 5,57 | 86,71 | 47 | 54 | 60 |
106 | Кек | 13,69 | 66 | 44 | 64 | 53 |
107 | Шлам МПЗ | 12,89 | 87,57 | 44 | 62 | 60 |
108 | Бардояма | 7,88 | 71,71 | 41 | 55 | 60 |
109 | Премикс жидкий Шебекино | 6,17 | 81,06 | 40 | 52 | 63 |
110 | Барда | 6,01 | 94,02 | 36 | 50 | 60 |
111 | Жир с жироловок (г.Строитель) | 7,07 | 96,6 | 35 | 62 | 53 |
112 | Шлам | 5,72 | 87,43 | 31 | 60 | 63 |
113 | Бульон (санветутильзавод) | 2,63 | 81,74 | 31 | 68 | 45 |
114 | ЖОУ "Альтэнерго" | 15,5 | 79,03 | 30 | 59 | 60 |
115 | Навоз | 13,7 | 85,73 | 29 | 53 | 45 |
116 | Навоз КРС | 25,36 | 37,74 | 29 | 54 | 53 |
117 | Флотопена | 5 | 92,92 | 28 | 60 | 50 |
118 | Активный ил с очистных сооружений | 16,59 | 80,77 | 28 | 47 | 60 |
119 | Шлам творожный | 3,47 | 84,87 | 25 | 58 | 72 |
120 | Обезвоженный осадок после фильтр пресса (кек) | 19,58 | 69,46 | 25 | 55 | 60 |
121 | Флотопена | 3,66 | 90,93 | 23 | 58 | 63 |
122 | Активный ил | 21,64 | 81,98 | 21 | 52 | 61 |
123 | Флотопена | 2,78 | 89,8 | 19 | 61 | 60 |
124 | Эффлюент (слив в лагуну БГС) | 4,05 | 88,56 | 17 | 52 | 60 |
125 | Ил обезвоженный | 4,87 | 75,54 | 16 | 51 | 63 |
126 | ЖОУ "Альтэнерго" (жидкая фракция) | 7 | 84,86 | 13 | 56 | 59 |
127 | Ил с нефтепродуктами 1 | 15,49 | 52,6 | 13 | 56 | 60 |
128 | Навоз до сепарации | 4,34 | 77,88 | 12 | 56 | 60 |
129 | Жидкий навоз КРС | 2,07 | 65,77 | 10 | 54 | 55 |
130 | Осветленные стоки | 2,71 | 64,58 | 9 | 58 | 60 |
131 | Свиноводческие стоки | 1,2 | 91,58 | 8 | 50 | 60 |
132 | Промстоки | 1,21 | 57,85 | 7 | 61 | 60 |
133 | Осадочные сточные воды | 1,05 | 87,15 | 5 | 49 | 60 |
134 | Избыточный активный ил | 0,49 | 90,83 | 2 | 64 | 60 |