Внимание! Это ознакомительный вариант работы с системой, войдите или зарегистрируйтесь.
Размещение рекламы | Пользовательское соглашение | Тарифы
, Гость!
Режим : Trial 
Войти...
Регистрация...

Для организаций:
информационный буклет


Институт повышения квалификации специалистов релейной защиты и автоматики

  Союз образовательных сайтов
Онлайн Электрик > Электронная конференция «Электроэнергетика. Новые технологии»

Дата приоритета: 24.01.2016
Код ГРНТИ: 45.01.25
Сертификат участника: Скачать
Прислать статью

Экологические аспекты применения биогазовых технологий для переработки органических отходов

Э.Х. Беркинов, Д.Р. Юсупов
Наманганский инженерно-педагогический институт

Анаэробная переработка органических отходов (значительную долю которых составляют биополимеры) с получением биогаза, энергии, удобрений относится к ресурсо и энергосберегающим технологиям.

В настоящее время государство взяло курс на повышение энергоресурсоэффективности экономики страны , в том числе, на сохранение природных ресурсов, на ликвидацию потерь энергоресурсов и повышение эффективности их использования. Энерго, а вслед за ним и ресурсосбережение являются не только хозяйственно-экономической проблемой, но и в значительной степени экологической: для выработки электроэнергии, обеспечения горячим водоснабжением и обогрева зданий сжигается огромное количество топлива. Это приводит, кроме исчерпания одного из видов природных ресурсов, к колоссальным выбросам в атмосферу, к загрязнению почвы, поверхностных и подземных вод. Следовательно, одним из преимуществ повышения энергоэффективности является снижение уровня загрязнения окружающей среды

Экологические аспекты производства биогаза

Экологические преимущества производства и утилизации биогаза имеют как глобальный, так и локальный характер. К глобальным преимуществам относится:

  • сокращение потребления ископаемых видов топлива и тем самым продление срока их исчерпания;
  • получение практически неиссякаемого источника энергии, так как биомасса (включая биоорганические отходы) постоянно возобновляется;
  • отсутствие пополнения парниковых газов в атмосфере и тем самым защита климата.

Метаногенез, как процесс биосинтеза метана, играет важную роль в круговороте углерода в природе. Вовлекая сознательно в этот процесс антропогенные органические отходы и утилизируя затем получаемый биогаз, мы снижаем нагрузку на окружающую среду как за счет ускорения разложения отходов и уменьшения их количества и объема, так и за счет снижения выбросов более сильного, чем двуокись углерода, парникового газа – метана.

Если мы используем в качестве органической субстанции навоз, то мы вообще прекращаем эмиссию метана и закиси азота, которая является обязательным спутником хранения навоза на открытой поверхности (рис. 1). Кроме того, использование навоза для производства биогаза уменьшает выбросы углекислого газа, во-первых, из-за того, что большое количество углерода переходит в метан, и, во-вторых, благодаря замене ископаемых видов топлива. При перевозках переход транспортных средств с бензина и дизельного топлива на биогаз из навоза снижает выбросы СО2 на 180 % на автомобиль [1] и дает экологический эффект от сокращения выбросов других загрязняющих веществ в густонаселенных регионах даже выше, чем при использовании биогаза для выработки электроэнергии.

Для конкретных территорий основными экологическими преимуществами использования биогазовых технологий являются:

  • уменьшение количества отходов и объемов их накопления и, соответственно, загрязнения окружающей среды;
  • уменьшение местного загрязнения воздуха благодаря меньшему количеству вредных выбросов по сравнению с ископаемым топливом;
  • экологическая безопасность местности, расположенной в непосредственной близости от предприятий агропромышленного комплекса (АПК);
  • сокращение содержания органических веществ в отходах и сточных водах;
  • экологическая замкнутость производства;
  • сокращение территорий, отводимых под хранение и захоронение отходов, а в сельской местности – более рациональное использование сельскохозяйственных угодий;
  • повышение плодородия почвы или восстановление нарушенных земель за счет использования переброженного осадка;
  • сокращение сроков утилизации животноводческих отходов;
  • решение ряда санитарно-гигиенических задач, таких как улучшение эпидемиологической обстановки в результате гибели патогенной микрофлоры, содержащейся в отходах, уменьшение неприятных запахов и т.п.

Например, навоз, один из самых крупнотоннажных видов органических отходов, относится к категории нестабильных органических контаминантов и по данным Всемирной Организации Здравоохранения является фактором передачи более 100 видов различных возбудителей болезней животных и человека [2]. Кроме того, навоз отличается высоким содержанием экологически опасных веществ: аммиака, сероводорода, меркаптана, фенола, солей тяжелых металлов и др. [3] и по уровню химического загрязнения окружающей среды в 10 раз более опасен в сравнении с твердыми бытовыми отходами. На животноводческих комплексах навоза образуется так много, что он зачастую даже не используется в качестве удобрения, а накапливается на территории ферм [8].

При переработке навоза в биогаз и биогумус, помимо выхода товарной продукции происходит также и обеззараживание продукции, так как анаэробное сбраживание обеспечивает дегельминтизацию, потерю всхожести семян сорняков, подавление патогенных форм микроорганизмов, повышение удобрительной ценности обрабатываемого продукта и получение биогаза [4]. Гибель патогенов происходит не только из-за высокой температуры процесса брожения, но и из-за бактерицидного действия летучих жирных кислот, образующихся на этапе ацидогенеза [5].

При очистке сточных вод анаэробным методом образуется гораздо меньше осадка, так как метаногены, в отличие от аэробных микроорганизмов, растут очень медленно и накапливают мало биомассы, потому что реакции образования метана из водорода и углекислоты, хоть и экзотермические, но выход энергии мал [5]. При переработке 1 кг субстрата в аэробных условиях образуется 0,5 кг, а в анаэробных – 0,1 кг ила [6]. Аэробный избыточный активный ил – отход, требующий дальнейших утилизации и захоронения, а анаэробный активный ил – ценный товарный продукт.

Конечным продуктом при производстве биогаза из отходов, как и при очистке сточных вод, также является переброженный остаток – эффлюент, который, будучи эффективным источником питательных веществ для выращивания сельскохозяйственных культур, можно использовать в качестве удобрения [7], заменяя тем самым продукцию нефтехимической отрасли.


Литература

  1. Biogas Road Map for Europe. – AEBIOM, European Biomass Association. 2009.
  2. Евдокимов А.Н., Татаринов В.М. Инновационная комплексная технология анаэробной переработки и использования отходов индустриального животноводства // ЭСКО, 2009, № 6.
  3. Болоцкий И.А., Семенцов В.И., Пруцаков С.В., Васильев А.К., Крюков Н.И. Анализ методов обеззараживания животноводческих стоков и помета с ферм // Ветеринария Кубани, 2008, № 3, с. 22-24 .
  4. РД-АПК 1.10.15.02-08 Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета. – М.: Минсельхоз РФ, 2008. – 97 с.
  5. Лобанок А.Г., Бабицкая В.Г., Богдановская Ж.Н. Микробный синтез на основе целлюлозы: Белок и другие ценные продукты. – Минск: Наука и техника, 1988. – 261 с.
  6. Verstraete W., de Beer D., Pena M., Lettinga G., Lens P. Anaerobic bioprocessing of organic wastes // World Journal of Microbiology and Biotechnology, May 1996, Vol. 12, Is­sue 3, p. 221-238.
  7. Han J., Mintz M., Wang M. Waste-to-Wheel analysis of Anaerobic-Digestion-Based Renewable Natural Gas Path-ways with the GREET Model. – U.S. Department of Energy Argonne National Laboratory, Argonne, LLС, 2011, No. ANL/11-6.– 40 р.
  8. Foged H.L. Энергия из навоза скота. Положение, технологии и инновации в Дании. – Agro Business Park A/S, Niels Pedersens Alle 2, 8830 Tjele, 2012. – 40 c.


Библиографическая ссылка на статью:
Э.Х. Беркинов, Д.Р. Юсупов Экологические аспекты применения биогазовых технологий для переработки органических отходов // Онлайн Электрик: Электроэнергетика. Новые технологии, 2016.–URL: http://www.online-electric.ru/articles.php?id=158 (Дата обращения: 27.06.2017)

Библиографическая ссылка на ресурс "Онлайн Электрик":
Алюнов, А.Н. Онлайн Электрик: Интерактивные расчеты систем электроснабжения / А.Н. Алюнов. - Режим доступа: http://online-electric.ru.


____________
Комментарии:






Дистанционые курсы
Повышение квалификации по программе БС-6 "Безопасность строительства и качество устройства электрических сетей и линий связи" (удостоверение гос. образца)
www.online-electric.ru

Профессиональная переподготовка
Дистанционные курсы профессиональной переподготовки по программе «Проектирование, монтаж и эксплуатация систем электроснабжения»
www.online-electric.ru

SaaS, Облачные вычисления, программа расчета, пример расчета, Электроснабжение загородного дома, промышленных предприятий, электроснабжение дома, коттеджа, квартиры, электроснабжение зданий, цеха, города, микрорайона. Проект электроснабжения, электрификация, электрофикация, система электроснабжения, схемы электроснабжения, учебник по электроснабжению, договор электроснабжения, расчет электроснабжения, надежность электроснабжения, категории электроснабжения, промышленное электроснабжение, электрификация сельского хозяйства, проектирование электроснабжения онлайн!
Побелитель Конкурса Электросайт года                  
© ОНЛАЙН ЭЛЕКТРИК: Онлайн расчеты электрических систем Online-electric.ru, 2008-2017
© А.Н. Алюнов, 2008-2017 Свидетельство №16066 от 23.08.2010 года