Проект фермы крс на 400 голов с разработкой производственной линии уборки и утилизации навоза. Конструкторская часть: энергосберегающаятехнологияпереработкинавоза крс. Анаэробное сбраживание в биогазовых установках (бэу)

5.3.11. Предлагаемаяэнергосберегающаятехнологияпроизводстваудобрения в психрофильнойбиоэнергетическойустановке
Такимобразом, предлагаемаятехнологическаясхемапроцессаанаэробногосбраживаниябесподстилочногонавоза КРС в психрофильномпериодическомрежимебудетиметьследующийвид (рисунок 21).

Рисунок 21.Принципиальнаясхемапредлагаемойтехнологиианаэробнойпереработкибесподстилочногонавоза КРС: 1 – метантенк; 2 – емкостьдлягомогенизациинативногонавоза с водой; 3 – адаптационнаяустановка; 4 – сухойгазгольдер; 5 – фильтрдляочисткибиогаза; 6 – компрессорвысокогодавления; 7 – газовыебаллоны
В начале процесса в установке 3 осуществляется адаптация мезофильныхметаногенов к психрофильным условиям, подготавливается закваска, ускоряющая процесс анаэробного разложения свежего навоза КРС.
В емкости 2 исходные компоненты навоза и воды гомогенизируются, подготавливается свежий навоз для переработки.
Далее, из установки 3 в метантенк 1 подается адаптированная мезофильная добавка (АМД), а из емкости 2 на АМД загружается подготовленный свежий навоз.
Сброженный субстрат – эффлюент, основной продукт анаэробной технологии, является качественным органическим удобрением. Кроме этого, путем дальнейшей обработки, эффлюент можно применять в качестве витаминной добавки при вскармливании сельскохозяйственных животных.
Образующийся в процессе биогаз – сопутствующий продукт анаэробного сбраживания - собирается в сухом газгольдере 4, откуда всасывается компрессором высокого давления 6. При этом проходит через фильтр с цеолитовым наполнителем 5 и очищается от вредных примесей – сероводорода, углекислого газа и паров воды. Очищенный биогаз компрессором 6 загружается в газовые баллоны 7 и используется как моторное топливо.
Перемешивание проводится мешалкой ежедневно, в одно и то же время. Здесь достигается основная цель перемешивания - высвобождение образованного биогаза, перемешивание субстрата и бактерий (прививка), предотвращение участков разной температуры внутри метантенка, обеспечение равномерного распределения популяций бактерий, предотвращение формирования пустот и скоплений, уменьшающих эффективную площадь метантенка.

Рисунок 22. Метантенк психрофильный: 1 - стальной цилиндрический бак с конусным днищем;2 - патрубок для загрузки свежего навоза; 3 - патрубок для выгрузки переработанного субстрат (шлама, эффлюента); 4 - патрубок для отвода биогаза; 5 - мешалка с ручным приводом.
Метантенк загружается свежим субстратом на 2/3 части от общего объема, оставшееся пространство в 1/3 часть объема отводится на накопление биогаза.
На крышке метантенка расположен патрубок Ø 20 мм для отвода биогаза (4) с краном. Герметичность соединения крышки обеспечивается сварным швом. Загрузочный патрубок (2) установлен сбоку. Для выгрузки отработанного субстрата в конусном днище метантенка предусмотрено отверстие, в которое установили выпускной трубопровод Ø 50 мм (3) с краном. Для перемешивания сбраживаемого субстрата имеется механическая мешалка с ручным приводом (5).
Порядок запуска метантенка в психрофильном режиме работы (рис. 23.):

Рисунок 23. Технологическая схема экспериментальной биогазовой установки в психрофильном режиме: 1- метантенк; 2 – боковой загрузочный патрубок; 3 – выгрузной патрубок; 4 – газовый патрубок; 5 – ручная мешалка; 6 – водяной затвор; 7 – сухой газгольдер; 8 – газовый шланг; 9 – газовый счетчик ГСБ -400; 10 – горелка.
1. Свежий навоз разбавляем теплой водой с температурой 70…80⁰С довлажности 92-93%, получаем сбраживаемый субстрат.
2. Тщательно гомогенизируем сбраживаемый субстрат и загружаем в метантенк (1) через боковой загрузочный патрубок (2). Масса подготовленного
к сбраживанию субстрата 140 кг, что соответствует заполнению 2/3 части объема метантенка.
3. Газоотводный шланг Ø 20 мм (8) подсоединяется к патрубку (4), обрабатывается герметиком.
4. Компрессором низкого давления КПП-230-24 через газовый шланг (8) из емкости метантенка удаляется воздух, устанавливается анаэробная среда.
5. Конец газоотводного шланга Ø 20 мм(8) опускается в водяной затвор (6). Процесс образования в метантенке биогаза прослеживался по выходу газовых пузырьков в водяном затворе. Места соединений газоотводного шланга также обработаны герметиком.
6. Из водяного затвора подается газовый шланг Ø 20 мм (8) и подключается к газовому счетчику ГСБ – 400 (9).
7. С газового счетчика (9) биогаз подводится к сухому газгольдеру (7), где накапливается.
8. Качество анаэробного сбраживания отслеживается горелкой (10) – биогаз, поддерживающий процесс горения свидетельствует об оптимальном течении процесса утилизации навоза.
9. Ежедневно в одно и то же время устройством (5) ручным способом перемешивается сбраживаемый субстрат в метантенке. Прилагается щадящая нагрузка, чтоб не допускать расслоения сбраживаемого субстрата и предупредить образования корки.
Метантенк для мезофильного режима работы (рисунок 33):

Рисунок 33. Метантенкмезофильный: 1 - стальной цилиндрический бак с конусным днищем;2 - патрубок для загрузки свежего навоза; 3 - патрубок для выгрузки переработанного субстрат (шлама, эффлюента); 4 - патрубок для отвода биогаза;5 - регулятор с датчиком температуры;6 - электронагревательная лента;7 - мешалка механическая.
Температура сбраживания поддерживается ленточным электронагревателем ЭНГЛ – 1 на 0,46 кВт (6) с терморегулятором АРТ – 18 – 5Н0 – 60 (6). Терморегулятор позволяет задавать необходимый градиент температуры в рабочей полости метантенка, включает терморегулятор при снижении температуры и выключает при ее повышении (рисунок 33).
Порядок запуска БЭУ в мезофильном режиме работы (рисунок 34):

Рисунок 34. Технологическая схема экспериментальной биогазовой установки в мезофильном режиме: 1- метантенк; 2 – боковой загрузочный патрубок; 3 – выгрузной патрубок; 4 – газовый патрубок; 5 – ручная мешалка; 6 – водяной затвор; 7 – сухой газгольдер; 8 – газовый шланг; 9 – газовый счетчик ГСБ -400; 10 – горелка; 11 - электронагревательная лента ЭНГЛ – 1 на 0,46 кВт; 12 – терморегулятор с датчиком температуры
1. Свежий субстрат с влажностью 92-93% массой 140 кг загружаем в метантенк через патрубок (2) до заполнения 2/3 части объема метантенка.
2. Через патрубок (4) опускаем в субстрат температурный датчик терморегулятора (12).
3. В патрубок (4) подсоединяется газоотводный шланг Ø 20 мм (8), другой конец шланга опускается в водяной затвор (6).
4. Компрессором низкого давления КПП-230-24 через газовый шланг(8) из емкости метантенка удаляется воздух, устанавливается анаэробная среда.
5. Из водяного затвора подается газовый шланг Ø 20 мм (8) и подключается к газовому счетчику ГСБ – 400 (9).
6. С газового счетчика (9) биогаз подводится к сухому газгольдеру (7), где хранится и накапливается.
7. Температурный датчик (12) подключается в сеть и устанавливается на температуру мезофильного режима в 36⁰С.
8. Качество анаэробного сбраживания отслеживается горелкой (10) – биогаз, поддерживающий процесс горения свидетельствует об оптимальном течении процесса утилизации навоза.
9. Перемешивание субстрата один раз в день осуществляется мешалкой 7 с ручным приводом в щадящем режиме вращения.
5.3.12. Адаптация мезофильныхметаногенов к психрофильному режиму в стационарной установке
Адаптация проводится в следующей установке, представленной на ри-
сунке 35.