Технологія метанового зброджування гнойової біомаси
Дипломная работа - Экология
Другие дипломы по предмету Экология
рентабельності, %
у т.ч. рослинництва
тваринництва10,1
39,6
8,112,4
37,4
9,69,6
12,3
11,3-
-
-
3.2 Розрахунки параметрів біоконверсії гнойової біомаси в біогаз
Визначення кількості гнойової біомаси для одержання біогазу
Одним із важливих факторів, що впливають на обєм біогазу, є вид біомаси, яка зброджується. Це пояснюється значними відмінностями в хімічному складі гнойової біомаси від різних видів сільськогосподарських тварин. Тому проектування обєму метантенка (бродильної камери) БГУ починають із збору даних про вид тварин, поголівя та обєм гнойової біомаси, яка підлягає утилізації.
Розрахунок добового та річного виходу гнойової біомаси.
Вихід гнойової біомаси залежить від багатьох факторів; виду та віку тварин, типу годівлі, способу утримання, технології видалення та накопичення гнойової маси.
Добовий вихід безпідстилкового гною (у тоннах) визначається як сума екскрементів і кількості води, що надходить з усіх джерел у систему гноєвидалення; у випадку утримання тварин з використанням підстилки, враховується її кількість.
Добовий вихід безпідстилкового гною.
Визначається за формулою:
Qг=(МЕJ + ВJ)*,
де: Qг - добовий вихід гною, т; МЕJ- добова маса екскрементів від однієї
голови, кг (табл. 8); ВJ- добова кількість води, яка потрапляє в систему
гноєвидалення, кг; nJ - поголівя тварин чи птиці виробничої групи, що
одночасно утримується на фермі чи комплексі, гол.
Qг=(55+0,1)*=33,06 т.
Добова кількість води (ВJ), яка потрапляє в систему гноєвидалення, озраховується за формулою:
ВJ = К*МЕJ,
де К - коефіцієнт (табл. 9).
ВJ=0,3*55=16,5 кг
1.2 Добовий вихід гнойової біомаси з використанням підстилки визначається за формулою:
Qг =(МЕJ + ВJ+ МпJ)*,
Таблиця 9.
Добова кількість води, яка потрапляє в систему гноєвидалення.
Система видаленняКоефіцієнт, який розраховується від добового виходу екскрементів тваринТранспортна (конвеєрна)
Самосплавна
Лотково-змивна з сухою чисткою підлоги
Лотково-змивна з вологою чисткою підлоги
Гідрозмив0,1-0,2
0,3-0,5
2,0-2,5
5,0-6,0
7,0-8,0
де: Qг - добовий вихід гною, т; МЕJ - добова маса екскрементів під однієї голови, кг, ВJ - добова кількість води, яка потрапляє в систему гноєвидалення, кг; МпJ - добова кількість підстилки на 1 гол., кг (табл. 10).
Qг =(55+0,1+1,5)*=33,96 т
Таблиця 10.
Норми витрат підстилкового матеріалу.
Вид тваринСпосіб утримання тваринПривязнийБоксовийУ групових кліткахВРХ:
корови
відгодівельне поголівя
молодняк
Свині
1,5
1,0
1,5
0,5
0,5
1,0
0,5
Річний вихід гнойової маси.
Qг річний =Qг доб.*t
де t- кількість діб у році (365).
Qг річний=33,06*365=12066,9 т
Річний та добовий вихід гною при стійлово-табірному утриманні.
При стійлово-табірному утриманні з використанням підстилки у приміщеннях (245 діб) і без підстилки в таборах (120 діб) річний та добовий вихід гнойової маси розраховується за формулою:
Qг річний= [(МЕJ + МпJ + ВJ)*( МЕJ+ ВJ)* tл]*
де Qг доб.=
Qг річний =[(55+1,5+0,1)*245+(55+0,1)*120]* =12287,4 т
де
Qг доб.==33,66 т
де: t- обліковий час, діб (час утримання тварин у приміщенні tп; у літніх таборах tл; t-365 діб).
Річний та добовий вихід гною при стійлово-пасовищному утриманні.
Qг річний = [(МЕJ + МпJ + ВJ)* tп+( МЕJ+ ВJ)*0,3*tл]*
де
Qг доб. =
Qг річний =[(55+1,5+0,1)*245+(55+0,1)*0,3*120]* =9510,36 т
де
Qг доб. ==26,06 т
Розрахунок впливу якісних параметрів гнойової біомаси на вихід біогазу
На вихід біогазу істотно впливає хімічний склад гнойової біомаси. У дослідах встановлена залежність між обємом одержаного біогазу і вмістом сухої речовини в біомасі. Для гною великої рогатої худоби ця залежність була прямою; для курячого посліду оберненою, що пояснюється інгібуючою дією високих концентрацій аміаку па метануутворювальні мікроорганізми.
Оптимальними для вихідної гнойової біомаси є такі фізико-хімічні параметри: концентрація сухої речовини на рівні 8-12% (не більше 12%), вміст органічної речовини - не менше 80%, співвідношення С : Н 10-30 : 1, рН 6,5-7,5.
Для визначення вмісту сухої речовини в гнойовій біомасі необхідно мати дані щодо вологості гною, яка значною мірою залежить під способу утримання тварин та системою гноєвидалення.
Вологість гнойової біомаси, яка виходить з ферми.
Вологість безпідстилкового гною.
Wг=
де: Wг- відносна пологість гною. %; WЕ - відносна вологість екскрементів, % Z -показник, який враховує кількість води, що потрапляє в систему гноєви-далення.
WГ==88 %
Вологість підстилкового гною визначається за формулою:
WГ = WЕ-0,01*РП*( WН-WП) + 0,01*РВ*(100-WВ)
де: Wг - відносна пологість гною, %; WЕ- вологість екскрементів, %; WП- вологість підстилки (соломи) 19,6%; РП, РВ- процентне співвідношення в гнойовій масі підстилки і води, %.
WГ =86-0,01*13*(86-19,6)+0,01*49,37*(100-86)=70,46 %
Для визначення РП, РВ розраховуємо, скільки води за добу потрапило в систему гноевидалення за формулами:
ВJ=К* МЕJ
де: ВJ- добова кількість води, яка потрапляє в систему гноєвида- лення, кг; МЕJ- добова маса екскрементів від однієї голови, кг;
К- коефіцієнт (таблиця 9).
ВJ=0,1*55=55,1 кг
РВ=
де МП- добова ?/p>