employee
Kazan, Kazan, Russian Federation
Over-exploitation of fossil resources of nature and increasing pollution have created the problem of finding alternative energy technologies, the invention of new equipments, based on highly efficient thermodynamic cycles, the use of new types of combustible material, i.e. the creation of environment-friendly energy systems, that will satisfy manufacturers and consumers’ demands, while minimizing the costs of material resources. Nowadays, there are well known mineral resources (coal, oil, natural gas, etc.), which are used universally. However, Russia has a huge potential for the application of non-traditional (alternative) energy sources on the basis of bio-waste usage. For example, in the construction of livestock farms, despite of their high equipment of mechanization and automation means, the questions of manure utilization remain unresolved. It should be noted that, a huge problem of recycling and rational application of liquid manure mass was formed. The cheap fuel production from agricultural waste for heating, electricity production and reception of high-quality organic fertilizers are the solution to the problem of utilization of large masses of liquid manure, ensuring protection of the environment from agricultural waste pollution. This article discusses the design and calculation of heat balance of compact biogas plant. The results of experimental studies of small-sized biogas plant at mesophilic and thermophilic fermentation time are also shown.
heat balance, mesophilic modes, thermophilic modes, biogas, temperature, gas output.
В настоящее время уровень животноводства достиг такого значения, что дальнейшее увелечение выработки продукции вынуждает сельхозпроизводителя перейти от экстенсивного на интенсивный путь развития производства.Впрочем, при внедрении современных крупных производств в сельском хозяйстве также появились серьёзные проблемы удаления и переработки отходов, которые поступают из систем поения и мойки технологического оборудования. К тому же, из-за недостатков установок поения и несоблюдения правил эксплуатации поилок в навозные каналы поступает значительное количество воды. Во многих фермах и животноводческих комплексах и до сегодняшнего дня для очистки помещений применяется смыв с помощью воды [4]. Это приводит к увеличению жидкой фракции навозных масс. Жидкий навоз рассматривается сейчас как новый источник местного сырья, который должен быть использован в первую очередь для удовлетворения нужд самих животноводческих комплексов. Целью работы является анаэробная переработка органических отходов сельского хозяйства в биогаз с одновременным получением высококачественных органических удобрений. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:1) осуществить обзор систем получения реструктурированного навоза, биогаза и провести их анализ;2) рассмотреть существующие основы теории расчета биогазовых установок;3) разработать конструкцию биогазовой установки и провести необходимые исследования;4) провести статистическую обработку полученных результатов эксперимента.Научная и практическая новизна заключается в следующем:1) разработана новая конструкция малогабаритной биогазовой установки;2) определена дифференциация выхода биогаза при мезофильном и термофильном режимах работы биогазовой установки с использованием различных видов субстрата.В процессе выполнения работы применялись монографический, экспериментальный, сравнительный анализ и другие методы научных исследований.Расчет конструкции биогазовой установки. На основе анализа существующих конструкций индивидуальных биогазовых установок в Казанском государственном аграрном университете разработана новая конструкция малообъемной биогазовой установки (рисунок 1) [5], в которой можно использовать психофильные, мезофильные и термофильные режимы температуры [6, 10].
1. Blyankman L.M., Anisimova N.I. Resurso - i energosberegayushchie tekhnologii v APK. - Minsk: Uradzhay, 1990. - S. 156.
2. Gayfullin I.Kh. Vliyanie temperatury nagreva substrata na vidovoy sostav mikroflory biogazovykh ustanovok. I.Kh. Gayfullin, B.G. Ziganshin, I.R. Nafikov / Materialy VIII mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii.- USA: Izd-vo North Charieston, 2016. - S.82-86.
3. Gayfullin I.Kh., I.R. Nafikov. Samodel´nyy dvigatel´ stirlinga// Sbornik nauchnykh trudov po materialam Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii. - Chast´ 3. - Tambov: OOO «Konsaltingovaya kompaniya Yukom», 2015. - S. 36 -39.
4. Gayfullin I.Kh., Rudakov A.I., Kurochkin P.S. Ispol´zovanie biogaza v kogeneratsionnykh i trigeneratsionnykh protsessakh dvigatelya Stirlinga// Materialy 72-oy studencheskoy (regional´noy) nauchnoy konferentsii. - Tom 1. - Kazan´: Izd-vo Kazanskiy GAU, 2014. - S.49-54.
5. Gayfullin I.Kh. Sravnitel´nyy analiz protsessov fermentatsii organicheskikh substratov// I.Kh. Gayfullin, A.I. Rudakov, P.S. Kurochkin / Materialy 72-oy studencheskoy (regional´noy) nauchnoy konferentsii. Tom 1. - Kazan´: Izd-vo Kazanskogo GAU, 2014. - S.47-49.
6. Gayfullin I.Kh. Effektivnost´ biogazovykh tekhnologiy. I.Kh. Gayfullin, B.G. Ziganshin, I.R. Nafikov / Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii.- Kazan´: Izd-vo Kazanskogo GAU, 2016. - S.57-60.
7. Kashapov I.I., Ziganshin B.G. Obzor sushchestvuyushchikh tekhnologiy energosberezheniya// V «Global Sciense and innovation».- Chikago, 2015. - S. 348
8. Kurbanova M.G. Povyshenie iznosostoykosti funktsional´nykh poverkhnostey rabochikh organov mekhanizmov izmel´cheniya i peremeshivaniya biogazovoy ustanovki / M.G. Kurbanova, A.P. Chernysh, O.V. Sankina, O.N. Buziyan//Dostizheniya nauki i tekhniki APK. - 2013.-№5. - S. 79-80
9. Rudakov, A.I. Perenosnaya malogabaritnaya biogazovaya ustanovka. Vestnik Kazanskiy GAU. - №4- Kazan´: Izd-vo Kazanskogo GAU, 2012 - S. 37 -40.
10. Svishchev G.A., Gutorova N.V., Sedlyarov O.I., Tikhonova N.S. Ekologicheskaya obstanovka na kozhevenno-mekhovykh proizvodstvakh i podkhody k ee otsenke // Kozha i mekh v XXI veke: tekhnologiya, kachestvo, ekologiya, obrazovanie: Materialy VIII mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii - Ulan-Ude: Izd-vo VSGUTU, 2012. - S. 213-221.
11. Fedorov V.E. Razrabotka integral´noy sistemy otsenki vliyaniya kozhevennykh i mekhovykh predpriyatiy na okruzhayushchuyu sredu// Avtoreferat diss.k.t.n. M. 2012. - S. 7.
12. Ul´f Nordberg. Proizvodstvo biogaza v Germanii i Skandinavskikh stranakh // Proizvodstvo biogaza v Respublike Belarus´ i Shvetsii. Obmen opytom. CSD Uppsala, 2012. -S. 9.
