Современное техническое предложение по утилизации профильных отходов в ОАО «Птицефабрика Зеленецкая»
В данном проекте предлагается на ОАО «Птицефабрика Зеленецкая» приобрести установку по производству биогаза. Биогаз – продукт анаэробного (без доступа воздуха) разложения органических веществ самого разного происхождения (навоз, отходы пищевой промышленности, иные биологические отходы).
Получение биогаза из органических отходов имеет следующие особенности (рисунок 100) [13]:
Рисунок 100 – Особенные преимущества биогазовой установки
Стоимость установки в значительной степени определяется простотой ее технологической схемы и отсутствием в ней уникальных компонентов [14].
Характеристика предлагаемого оборудования
Несмотря на то, что биогазовый реактор вносит наибольшую единичную долю в стоимость всей установки, затраты на него, как правило, не превышают 30% всех затрат на биоэнергетическую установку. Вследствие этого более существенным является увеличение скорости переработки и связанное с этим уменьшение объема реактора, что позволит обеспечить необходимый экономический эффект раньше, чем произойдет существенное уменьшение затрат на комплектующее оборудование, входящее в состав биоэнергетической установки или значительное сокращение его номенклатуры в связи с существенным упрощением установок (рисунок 101) [15].
Рисунок 101 – Биогазовая установка
Хорошая биогазовая установка должна иметь необходимые структурные единицы (рисунок 102):
Рисунок 102 – Структурные единицы, входящие в состав биогазовой установки
Принцип работы биогазовой установки
Жидкие биоотходы перекачивается на биогазовую установку насосами. Твердые отходы доставляются по транспортерной ленте, грузовиками или другим способом. Жидкие отходы попадают не прямо в реактор, а в предварительную емкость. В этой емкости происходит гомогенизация массы и подогрев (иногда охлаждение) до необходимой температуры. Обычно объем такой емкости на 2-3 дня. Твердые отходы могут сгружаться в емкость с жидкими отходами и перемешиваться с ними. Либо твердые отходы загружаются в специальный шнековый загрузчик. Из емкости гомогенизации и загрузчика твердых отходов биомасса поступает в реактор (ферментатор). Реактор является газонепроницаемым, полностью герметичным резервуаром из кислотостойкого железобетона. Это конструкция теплоизолируется слоем утеплителя. Толщина утеплителя рассчитывается под конкретные климатические условия. Внутри реактора поддерживается фиксированная для микроорганизмов температура. Температура в реакторе мезофильная (30-41 °С). В отдельных случаях применяются реакторы с термофильным режимом (около 55 °С). Перемешивание биомассы внутри реактора производится несколькими способами. Способ перемешивания выбирается в зависимости от типа сырья, влажности и других параметров. Перемешивание производится наклонными миксерами, миксерами типа «падл-гигант», погружными мешалками. Материал всех перемешивающих устройств - нержавеющая сталь. В отдельных случаях перемешивание не механическое, а гидравлическое, т.е. масса раздается насосами по трубкам в слой, где живут колонии бактерий. Реакторы бывают с деревянным или железобетонным сводом. Срок службы реактора более 25-30 лет. Подогрев реактора ведется теплой водой. Температура воды на входе в реактор 60°С. Температура воды после реактора около 40 °С. Система подогрева - это сеть трубок находящихся внутри стенки реактора, либо на ее внутренней поверхности. Если биогазовая установка комплектуется когенерационной установкой (теплоэлектрогенератором), то вода от охлаждения генератора используется для подогрева реактора. Температура воды после генератора 90 °С смешивается с водой 40 °С и поступает в реактор с температурой 60 °С. Вода специально подготовленная и рециркуляционная. В зимний период биогазовой установке требуется до 70 % вторичного тепла отведенного от теплоэлектрогенератора. В летний - около 10 %. Если биогазовая установка работает только на производство газа, тогда теплая вода берется от специально установленного водогрейного котла. Затраты тепловой и электрической энергии на нужды самой установки составляют от 5 до 15 % всей энергии, которую дает биогазовая установка. Среднее время гидравлического отстаивания внутри реактора (в зависимости от субстратов) - 20-40 дней. На протяжении этого времени органические вещества внутри биомассы метаболизируются (преобразовываются) микроорганизмами.
Всю работу по сбраживанию отходов проделают микроорганизмы. В реактор микроорганизмы вводятся один раз при первом запуске. Дальше никаких добавок микроорганизмов и дополнительных затрат не требуется.
Введение микроорганизмов производится одним из трех способов:
· введение концентрата микроорганизмов;
· добавление свежего навоза;
· добавление биомассы с другого действующего реактора.
Всей системой управляет система автоматики. Система контролирует работу насосной станции, мешалок, системы подогрева, газовой автоматики, генератора. Для управления достаточно всего 2 человек [16].