Переработка отходов животноводства и птицеводства в биогазовой установке

Одним из способов сокращения выбросов парниковых газов в мировой практике является использование биоэнергоустановок с экологически замкнутым циклом конверсии газов (биогазовых установок).

Биогазовая установка – устройство, осуществляющее переработку органических отходов в биогаз и органические удобрения. Биогазовая станция – более широкое понятие, оно включает комплекс инженерных сооружений, состоящий из устройств для подготовки сырья, производства биогаза и удобрений, очистки и хранения биогаза, производства электроэнергии и тепла. 

Конечную продукцию биогазовой станции составляют органические удобрения (эффлюент) и биогаз, который, в свою очередь, может быть очищен до состояния биометана либо послужить сырьем для выработки электрической и тепловой энергии.

В настоящее время в Белгородской области в результате реализации областных целевых программ по развитию птицеводства и молочного животноводства ежегодно образуется свыше 1020 тысяч тонн навоза крупного рогатого скота, 1800 тысяч кубометров свиноводческих стоков, более 1100 тысяч тонн куриного помета.

Скапливающиеся объемы органических отходов создают экологические проблемы, если их не перерабатывать или перерабатывать неправильно. В то же время они являются возобновляемым сырьем для производства ценнейшей продукции, крайне необходимой сельскому хозяйству, и способны стать основой для создания принципиально нового, высокорентабельного сельскохозяйственного производства. Таким образом, постоянно образуются возобновляемые источники сырья для производства ценнейшей продукции – удобрений, биотоплива, газа, электрической и тепловой энергии. 

В связи с этим было принято решение о строительстве в селе Лучки Прохоровского района биогазовой станции.

Строительство биогазовой станции «Лучки» было начато в октябре 2010 года компанией ООО «АльтЭнерго», специализирующейся на реализации инновационных проектов в сфере альтернативной энергетики. В марте 2012 года на станции был запущен производственный цикл. Выход на проектную мощность 2,4 МВт состоялся в июле 2012 года. В настоящее время это крупнейшая в стране биогазовая станция, общей установленной электрической мощностью – 3,6 МВт.

Принцип работы биогазовой установки заключается в утилизации отходов растительного и животного происхождения с помощью анаэробных микроорганизмов.

Сырьем для получения биогаза служит широкий спектр органических отходов: твердые и жидкие отходы агропромышленного комплекса, сточные воды, твердые бытовые отходы, отходы лесопромышленного комплекса, однако наиболее эффективно использование отходов животноводческих и птицеводческих ферм, предприятий АПК и сточных вод.

Все компоненты подаются в приёмные резервуары. После смешивания сырьё поступает в ферментаторы через теплообменники, находящиеся в насосной станции. Под воздействием бактерий и микробов происходит процесс ферментации, в результате которого вырабатывается биогаз. По трубопроводам он подаётся в резервуары дображивания. В эти же резервуары подается смесь компонентов из ферментаторов.

Здесь завершается процесс ферментации, газ через систему охлаждения и очистки поступает в блочную ТЭЦ, где вырабатываются электроэнергия и тепло, а продукт ферментации (биологические удобрения) – в хранилище удобрений. Таким образом, в результате технологического цикла образуются биогаз и биологические удобрения. Количество биогаза зависит от состава субстратов и содержания в них органических веществ. На 1 м3 биогаза производиться от 2 до 4 кВт электроэнергии. Тепловая энергия, вырабатываемая станцией, расходуется на собственные нужды и утилизируется.

Химический состав биогаза: 50-87% метана (СН4), 13-50% углекислого газа (СО2), незначительные примеси водорода (Н2), сероводорода (Н2S) и аммиака (NH3). В результате очистки получается биометан, который является полным аналогом природного газа.

Произведенные на биогазовой станции органические удобрения (биошлам) богаты азотом, фосфором и калием. По сравнению с минеральными, биоудобрения усваиваются растениями почти на 100% (минеральные – на 35-50%, остальное откладывается в виде нитратов), при этом содержание нитратов в продуктах сводится к минимуму. Удобрения можно непосредственно вносить в почву, полностью или частично заменяя минеральные и традиционные органические удобрения. Кроме того, использование биоудобрений позволяет увеличить урожайность на 30-50%.

По многим показателям получаемые биоудобрения в несколько раз лучше других органических удобрений (навоз, помет, торф) за счет:

• отсутствия семян сорняков, приводящих к потере урожая;

• отсутствия патогенной микрофлоры;

• наличия активной микрофлоры, способствующей интенсивному росту растений;

• отсутствия адаптационного периода для эффективного воздействия;

• стойкости к вымыванию из почвы питательных элементов;

• максимального сохранения и накопления азота;

• экологического влияния на почву.

Годовые показатели работы станции:

• выработка электроэнергии – 29,8 миллиона кВтч;

• выработка тепловой энергии – 27,3 тысячи Гкал;

• получение органических биоудобрений (эффлюента) – 90 тысяч тонн;

• переработка отходов: 98 тысяч тонн.

Дополнительно преимуществом биогазовой установки является надежная и экономически выгодная альтернатива магистральному природному газу и централизованному электроснабжению, а также получение нескольких видов энергоресурсов: электроэнергия, тепло, газ, моторное топливо.

Процесс переработки органических отходов в биогаз позволяет предотвратить выброс в атмосферу метана – источника неприятного запаха. Известно, что метан в 20 раз сильнее влияет на парниковый эффект, чем углекислый газ, и находится в атмосфере порядка 12 лет. Переработанные отходы могут применяться в качестве экологически чистых удобрений, что позволит снизить применение их химических аналогов, а значить уменьшить негативное воздействие на грунтовые воды.

Проект строительства биогазовой станции в Белгородской области является пилотным и призван изучить и апробировать на практике мировой опыт использования биогазовых технологий для утилизации отходов животноводства.

В настоящее время в стране нет аналогов производства электрической и тепловой энергии по данной технологии в таких масштабах.

Контактная информация

ООО «Белгородский институт альтернативной энергетики»

Сайт проекта: http://altenergo.su/completed-projects/biogas-station

Телефон: +7 (4722) 78-81-77

E-mail: posta@altenergo.su