Мумджян Марія

студентка

Херсонський державний аграрний університет

м. Херсон

ВИРОБНИЦТВО БІОГАЗУ З ВІДХОДІВ ТВАРИННИЦТВА

Одним із шляхів раціонального використання енергії рідкого гною тваринницьких ферм є його метанове зброджування, при якому знешкоджуються стоки, утворюється біогаз (метан), і зберігається гній як органічне добриво.

Нині вже підраховано, що кожна корова може забезпечити електричне освітлення невеликого приміщення протягом 10 тис. год. Цей напрям утилізації гною в умовах поступового виснаження традиційних енергетичних ресурсів (нафти, газу, вугілля тощо) має особливо велике значення.

Метанове зброджування рідких гнойових стоків відбувається у біогазових установках, в яких за рахунок анаеробної біоконверсії тваринницьких відходів, а також рослинних решток одержують біогаз метан і органічне добриво [3].

У літературних джерпелах є повідомлення про створення і експлуатацію як великих, так і невеликих сімейних установок по одержанню біогазу з відходів тваринництва в таких країнах як США, Великобританія, Данія, Японія, Китай, Індія та ін. Метанове зброджування в цих країнах – ефективний засіб захисту навколишнього середовища від забруднення [6].

Найбільш широко біоенергетика розвивається в Китаї. Так, на початку 70-х років тут широкого поширення набуло виробництво біогазу з відходів життєдіяльності тварин і людини. До 1990 р. збудовано близько 7,6 млн. біогазових установок, якими користуються 3,8% населення країни. Це найвищий показник у світі. Річний виробіток біогазу в Китаї становить близько 720 млн. м³, що еквівалентно 3 млн. т. вугілля. За підрахунками спеціалістів, 1 м³ біогазу дає можливість приготувати обід на 6-7 чоловік або освітлювати приміщення середніх розмірів протягом 6-8 год. Біогаз як паливо використовують також у двигунах внутрішнього згорання і на місцевих електростанціях [4].

Метанове бродіння гною здійснюється в три етапи. На першому етапі відбувається гідролітичне розщеплення високомолекулярних сполук (полісахаридів, жирів, білків) до низькомолекулярних органічних речовин (цукрів, гліцерину, жирних кислот, амінокислот). На другому етапі за участю кислотоутворюючих бактерій вони перетворюються в органічні кислоти (масляну, пропіонову, молочну) та їх солі. При цьому утворюються також спирти, вуглекислий газ, водень, а потім сірководень і аміак. Власне метанове бродіння здійснюється на третьому етапі, під час якого бактерії утворюють вуглекислий газ і метан. Ці реакції відбуваються в поживному середовищі одночасно, причому метаноутворюючі бактерії до умов свого існування ставлять значно вищі вимоги, ніж кислотоутворюючі. Наприклад,

вони потребують анаеробного середовища.

Слід відзначити, що під час метанового бродіння зберігається до 83% енергії зброджуваної глюкози. Такий високий процент свідчить, що метаногенез є самим вигідним в енергетичному відношенні шляхом трансформування енергії органічних речовин у паливо [2].

Розкриття суті метанового бродіння поставило задачу практичного його використання для одержання газу в таких масштабах, які дали б можливість широко використовувати його як енергоносій. Однак перші біоенергетичні установки виникли ще до заснування наукових основ метаногенезу. В Індії вони були ще в 1900 р. Як сировину для них, використовували тваринницькі і рослинні рештки. Аналогічні установки були збудовані в 1918 р. у Німеччині, в 1922 р. – в Англії, а в 1930 р. – у США. Вони являли собою бочку, в яку від корівників по трубах і жолобах стікали відходи, де відбувалося метанове бродіння. Від цього елементарного газогенератора на кухню по трубці надходив газ, який використовували для господарських потреб. Одержуваний на цих установках газ був результатом діяльності живих організмів (рослин, мікроорганізмів), тому його почали називати біогазом.

Перші установки давали низький вихід палива, тому що вони були досить примітивними. В холодний період року вони взагалі не працювали. Тому їх значення в енергетиці було мізерним [1].

При виробництві біогазу властивості гною як добрива зберігаються в так званому шламі, який виявляється більш цінним і ефективним добривом, ніж гній. Біодобриво, що виробляється в біогазових установках, підвищує урожайність пшениці, жита, цукрових буряків, картоплі та інших культур на 35-40% порівняно з врожаями тих же культур, одержаних на полях, удобрених необробленим рідким гноєм. Адже під час метанового бродіння в герметичних метантенках поживні елементи цілком зберігаються. При метановому бродінні розкладається близько 30% органічної речовини. В першу чергу розкладаються нестабільні органічні сполуки, тому шлам, що утворюється внаслідок метанового бродіння, позбавлений запаху, який властивий гною [5].

Література

1. Сидоренко О. Д., Черданцев Е. В. Біологічні технології утилізації відходів тваринництва. М.: МСХА, 2001. 74 с.

2. Архипченко І. А. Сучасні технології з переробки відходів тваринництва//Вісник с.-г. науки. -1991.- №7. -С. 172-173.

3. Баротфи В., Ріфаї П. Енергозберігаючі технології і агрегати на тваринницьких фермах/ Пров. з угор. Е. Шандора, А. В. Залепухина М.: Агропромиздат, 1938. - 288 е.: іл.

4. Тез.докл.учасників 2-го Міжнародного конгресу «Біоконверсія органічних відходів народного господарства та охорона навколишнього середовища» -Івано-Франківськ, 1992.-С. 85-87.

5. Варламов Т. П. Механізація видалення та використання гною,- М, Колос, 1969.

6. Глазков В., Ковальов Н. Екологічно чисте добриво: Американська технологія утилізації органічних відходів.//Свинарство. 1991. №6. - С. 25-26.