Menu English Ukrainian Russia Laman Utama

Perpustakaan teknikal percuma untuk penggemar dan profesional Perpustakaan teknikal percuma


ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Biofuel. Komposisi bahan mentah dan parameter pemprosesannya. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Sumber tenaga alternatif

Komen artikel Komen artikel

Mikrobiologi

Penghasilan biogas dan biobaja daripada sisa organik adalah berdasarkan sifat sisa untuk membebaskan biogas semasa penguraian dalam anaerobik, i.e. keadaan bebas oksigen. Proses ini dipanggil penapaian metana dan berlaku dalam tiga peringkat hasil daripada penguraian bahan organik oleh dua kumpulan utama mikroorganisma - asid dan metana.

Tiga peringkat pengeluaran biogas

Proses pengeluaran biogas boleh dibahagikan kepada tiga peringkat: hidrolisis, pengoksidaan dan pembentukan metana. Set transformasi kompleks ini melibatkan banyak mikroorganisma, yang utama adalah bakteria penghasil metana, tiga jenis yang ditunjukkan dalam Rajah. 8.

Biofuel. Komposisi bahan mentah dan parameter pemprosesannya
Rajah 8. Tiga jenis bakteria metana. Sumber: Maklumat AT: Biogas, projek GTZ Maklumat dan Khidmat Nasihat mengenai Teknologi yang Sesuai (ISAT), Eshborn, Deutschland, 1996

Hidrolisis

Pada peringkat pertama, (hidrolisis), bahan organik ditapai secara luaran oleh enzim ekstraselular (serat, amilase, protease dan lipase) mikroorganisma. Bakteria menguraikan rantai panjang hidrokarbon kompleks dan protein dan lipid kepada rantai yang lebih pendek.

Penapaian

Bakteria penghasil asid, yang mengambil bahagian dalam peringkat kedua pembentukan biogas, memecahkan sebatian organik kompleks (serat, protein, lemak, dll.) kepada yang lebih mudah. Pada masa yang sama, produk penapaian utama muncul dalam medium penapaian - asid lemak meruap, alkohol yang lebih rendah, hidrogen, karbon monoksida, asid asetik dan formik, dan lain-lain. Bahan organik ini merupakan sumber pemakanan untuk bakteria pembentuk metana, yang menukar organik asid menjadi biogas.

Pembentukan metana

Bakteria penghasil metana yang terlibat dalam peringkat ketiga mengurai spesies berat molekul rendah. Mereka menggunakan hidrogen, karbon dioksida dan asid asetik. Di bawah keadaan semula jadi, bakteria penghasil metana wujud dalam keadaan anaerobik, contohnya, di bawah air, di paya. Mereka sangat sensitif terhadap perubahan persekitaran, oleh itu keamatan pelepasan gas bergantung pada keadaan yang dicipta untuk kehidupan bakteria penghasil metana.

Simbiosis bakteria

Bakteria pembentuk metana dan asid berinteraksi dalam simbiosis. Di satu pihak, bakteria pembentuk asid mencipta suasana dengan parameter ideal untuk bakteria penghasil metana (keadaan anaerobik, struktur kimia dengan berat molekul rendah). Sebaliknya, mikroorganisma penghasil metana menggunakan sebatian perantaraan bakteria penghasil asid. Jika interaksi ini tidak berlaku, reaktor akan membangunkan keadaan yang tidak sesuai untuk aktiviti kedua-dua jenis mikroorganisma.

Parameter dan pengoptimuman proses penapaian

Bakteria pembentuk asid dan pembentuk metana terdapat di mana-mana di alam semula jadi, terutamanya dalam najis haiwan. Sebagai contoh, sistem pencernaan lembu mengandungi pelbagai mikroorganisma yang diperlukan untuk penapaian baja, dan proses penapaian metana itu sendiri bermula di dalam usus. Oleh itu, baja lembu sering digunakan sebagai bahan mentah yang dimuatkan ke dalam reaktor baru, di mana untuk memulakan proses penapaian ia cukup untuk menyediakan syarat-syarat berikut:

  • Mengekalkan keadaan anaerobik dalam reaktor;
  • Pematuhan dengan rejim suhu;
  • Ketersediaan nutrien untuk bakteria;
  • Memilih masa penapaian yang betul dan pemuatan dan pemunggahan bahan mentah yang tepat pada masanya;
  • Pematuhan keseimbangan asid-bes;
  • Pematuhan nisbah karbon dan nitrogen;
  • Memilih kandungan lembapan bahan mentah yang betul;
  • Kacau biasa;
  • Tiada perencat proses.

Setiap jenis bakteria berbeza yang terlibat dalam tiga peringkat pembentukan metana dipengaruhi secara berbeza oleh parameter ini. Terdapat juga saling kebergantungan yang rapat antara parameter (contohnya, masa penapaian bergantung pada suhu), jadi sukar untuk menentukan pengaruh tepat setiap faktor terhadap jumlah biogas yang dihasilkan.

Mengekalkan keadaan anaerobik dalam reaktor

Aktiviti penting bakteria penghasil metana adalah mungkin hanya jika tiada oksigen dalam reaktor loji biogas, oleh itu adalah perlu untuk memastikan bahawa reaktor dimeteraikan dan oksigen tidak memasuki reaktor.

Pematuhan suhu

Julat suhu proses penapaian

Mengekalkan suhu optimum adalah salah satu faktor terpenting dalam proses penapaian. Di bawah keadaan semula jadi, pembentukan biogas berlaku pada suhu dari 0°C hingga 97°C, tetapi dengan mengambil kira pengoptimuman proses pemprosesan sisa organik untuk menghasilkan biogas dan baja bio, 3 rejim suhu dibezakan:

  • Rejim suhu psikofilik ditakrifkan oleh suhu sehingga 20 - 25°C;
  • Rejim suhu mesofilik ditakrifkan oleh suhu dari 25°C hingga 40°C;
  • Rejim suhu termofilik ditakrifkan oleh suhu melebihi 40°C.

Suhu purata minimum

Tahap pengeluaran metana bakteriologi meningkat dengan peningkatan suhu. Tetapi, kerana jumlah ammonia bebas juga meningkat dengan suhu, proses penapaian mungkin menjadi perlahan. Secara purata, loji biogas tanpa pemanasan reaktor hanya menunjukkan prestasi yang memuaskan apabila suhu purata tahunan adalah sekitar 20°C atau lebih tinggi, atau apabila purata suhu siang hari mencapai sekurang-kurangnya 18°C. Pada suhu purata 20-28°C, pengeluaran gas meningkat secara tidak seimbang. Jika suhu biojisim kurang daripada 15°C, pengeluaran gas akan menjadi sangat rendah sehingga loji biogas tanpa penebat haba dan pemanasan tidak lagi menguntungkan dari segi ekonomi8.

Suhu bahan mentah yang optimum

Maklumat mengenai rejim suhu optimum adalah berbeza untuk jenis bahan mentah yang berbeza, tetapi berdasarkan data empirikal dari pemasangan loji "Bendalir" yang beroperasi di Kyrgyzstan pada baja campuran lembu, babi dan ayam, suhu optimum untuk rejim suhu mesofilik ialah 36 - 38°C, dan untuk termofilik 52 - 55 C. Keadaan suhu psikofilik diperhatikan dalam pemasangan tidak dipanaskan di mana tiada kawalan suhu. Pembebasan biogas yang paling sengit dalam mod psikofilik berlaku pada 23°C.

Perubahan suhu suapan

Proses biometanasi sangat sensitif terhadap perubahan suhu. Tahap sensitiviti ini, seterusnya, bergantung pada julat suhu di mana bahan mentah diproses. Semasa proses penapaian, suhu berubah dalam had:

  • Julat suhu psikofilik: 2°C sejam;
  • Rejim suhu mesofilik: 1°C sejam;
  • Rejim suhu termofilik: 0,5°C sejam.

Mod termofilik atau mesofilik?

Kelebihan proses penapaian termofilik termasuk: peningkatan kadar penguraian bahan mentah dan, akibatnya, hasil biogas yang lebih tinggi, serta pemusnahan hampir lengkap bakteria patogen yang terkandung dalam bahan mentah.

Kelemahan penguraian termofilik ialah: jumlah tenaga yang besar yang diperlukan untuk memanaskan bahan mentah dalam reaktor, kepekaan proses penapaian kepada perubahan suhu yang minimum dan kualiti baja bio yang terhasil sedikit lebih rendah.

Dengan mod penapaian mesofilik, komposisi asid amino tinggi bagi baja bio dipelihara, tetapi pembasmian kuman bahan mentah tidak selengkap dengan mod termofilik.

Nutrisi

Untuk pertumbuhan dan fungsi bakteria metana, kehadiran nutrien organik dan mineral dalam bahan mentah adalah perlu. Sebagai tambahan kepada karbon dan hidrogen, penciptaan biobaja memerlukan jumlah nitrogen, sulfur, fosforus, kalium, kalsium dan magnesium yang mencukupi dan beberapa unsur surih - besi, mangan, molibdenum, zink, kobalt, selenium, tungsten, nikel dan lain-lain. Bahan mentah organik biasa - baja haiwan - mengandungi jumlah yang mencukupi unsur-unsur yang disebutkan di atas.

Masa penapaian

Masa penapaian optimum bergantung kepada dos pemuatan reaktor dan suhu proses penapaian. Jika masa penapaian dipilih terlalu singkat, apabila memunggah biojisim yang ditapai, bakteria dicuci keluar dari reaktor lebih cepat daripada yang boleh membiak dan proses penapaian secara praktikal berhenti. Memegang bahan mentah dalam reaktor terlalu lama tidak memenuhi objektif untuk mendapatkan jumlah biogas dan baja bio terbesar dalam tempoh masa tertentu.

Masa pemulihan reaktor

Apabila menentukan tempoh optimum penapaian, istilah "masa pemulihan reaktor" digunakan. Masa pemulihan reaktor ialah masa di mana bahan suapan segar yang dimuatkan ke dalam reaktor diproses dan dinyahcas daripada reaktor.

Bagi sistem dengan pemuatan berterusan, purata masa penapaian ditentukan oleh nisbah isipadu reaktor kepada isipadu harian bahan mentah. Dalam amalan, masa pusing ganti reaktor dipilih bergantung pada suhu penapaian dan komposisi bahan mentah dalam selang berikut:

  • Julat suhu psikofilik: dari 30 hingga 40 atau lebih hari;
  • Rejim suhu mesofilik: dari 10 hingga 20 hari;
  • Rejim suhu termofilik: dari 5 hingga 10 hari.

Dos harian pemuatan bahan mentah

Dos harian pemuatan bahan mentah ditentukan oleh masa pusing ganti reaktor dan meningkat dengan peningkatan suhu dalam reaktor. Jika masa pemulihan reaktor ialah 10 hari, maka pecahan pemuatan harian ialah 1/10 daripada jumlah isipadu bahan mentah yang dimuatkan. Jika masa pemulihan reaktor ialah 20 hari, maka pecahan pemuatan harian ialah 1/20 daripada jumlah isipadu bahan mentah yang dimuatkan. Untuk pemasangan yang beroperasi dalam mod termofilik, pecahan pemuatan boleh sehingga 1/S daripada jumlah isipadu pemuatan reaktor.

Masa pemprosesan bahan mentah

Pilihan masa penapaian juga bergantung kepada jenis bahan mentah yang diproses. Untuk jenis bahan mentah berikut yang diproses di bawah keadaan suhu mesofilik, masa di mana bahagian terbesar biogas dibebaskan adalah lebih kurang:

  • Najis lembu cair: 10 -15 hari;
  • Baja babi cair: 9 -12 hari;
  • Najis ayam cair: 10-15 hari;
  • Baja bercampur dengan sisa tumbuhan: 40 - 80 hari.

pH keseimbangan asid-bes

Bakteria penghasil metana paling sesuai untuk hidup dalam keadaan neutral atau sedikit beralkali. Dalam proses penapaian metana, peringkat kedua penghasilan biogas ialah fasa aktif bakteria asid. Pada masa ini, tahap pH menurun, iaitu persekitaran menjadi lebih berasid.

Walau bagaimanapun, semasa proses biasa, aktiviti penting kumpulan bakteria yang berbeza dalam reaktor adalah sama berkesan dan asid diproses oleh bakteria metana. Nilai pH optimum berbeza-beza bergantung kepada bahan mentah dari 6,5 hingga 8,5.

Anda boleh mengukur tahap keseimbangan asid-bes menggunakan kertas litmus. Nilai keseimbangan asid-bes akan sepadan dengan warna yang diperoleh oleh kertas apabila ia direndam dalam bahan mentah yang boleh ditapai.

Nisbah kandungan karbon dan nitrogen

Salah satu faktor terpenting yang mempengaruhi penapaian metana ialah nisbah karbon dan nitrogen dalam bahan mentah yang diproses. Jika nisbah C/N terlalu tinggi, maka kekurangan nitrogen akan bertindak sebagai faktor pengehad untuk proses penapaian metana. Jika nisbah ini terlalu rendah, sejumlah besar ammonia terbentuk sehingga menjadi toksik kepada bakteria.

Mikroorganisma memerlukan kedua-dua nitrogen dan karbon untuk asimilasi ke dalam struktur selular mereka. Pelbagai eksperimen telah menunjukkan bahawa hasil biogas adalah paling besar pada nisbah karbon kepada nitrogen 10 hingga 20, di mana optimum berbeza-beza bergantung kepada jenis bahan mentah. Untuk mencapai pengeluaran biogas yang tinggi, pencampuran bahan mentah diamalkan untuk mencapai nisbah C/N yang optimum.

Jadual 2. Nisbah nitrogen dan nisbah karbon kepada nitrogen untuk bahan organik.

Boleh biofermentasi
bahan
Nitrogen N,% Nisbah karbon
dan nitrogen C/N
A. Najis haiwan - -
lembu 1,7-1,8 16,6-25
ayam 3,7-6,3 7,3-9,65
kuda 2,3 25
daging babi 3,8 6,2-12,5
biri-biri 3,8 33
B. Sisa isi rumah - -
Fes 6-7,1 6-10
Sisa dapur 1,9 28,60
Kulit kentang 1,5 25
Kubis 3,6 12,5
Tomato 3,3 12,5
C. Sisa kering sayuran - -
Tongkol jagung 1,2 56,6
Jerami bijirin 1,0 49,9
Jerami gandum 0,5 100-150
Jerami jagung 0,8 50
straw oat 1,1 50
Soya 1.3 33
Lucerne 2.8 16,6-17
Pulpa bit 0,3-0,4 140-150
D. Lain-lain - -
Rumput 4 12
Habuk papan 0,1 200-500
Dedaunan jatuh 1,0 50

Memilih kandungan lembapan bahan mentah yang betul

Metabolisme tanpa halangan dalam bahan mentah adalah prasyarat untuk aktiviti bakteria yang tinggi. Ini hanya mungkin jika kelikatan bahan mentah membenarkan pergerakan bebas bakteria dan gelembung gas antara cecair dan pepejal yang terkandung di dalamnya. Sisa pertanian mengandungi pelbagai zarah pepejal.

Bahan pepejal dan kering dalam bahan mentah

Zarah pepejal, contohnya: pasir, tanah liat, dll, menyebabkan pembentukan sedimen. Bahan yang lebih ringan naik ke permukaan bahan mentah dan membentuk kerak di permukaannya. Ini membawa kepada pengurangan pembentukan gas. Oleh itu, adalah disyorkan untuk memotong sisa tumbuhan dengan teliti: jerami, sisa, dll sebelum dimuatkan ke dalam reaktor, dan berusaha untuk memastikan tiada pepejal dalam bahan mentah.

Kandungan bahan kering ditentukan oleh kandungan lembapan baja. Pada kelembapan 70%, bahan mentah mengandungi 30% bahan kering. Anggaran kandungan lembapan baja dan najis (najis dan air kencing) untuk pelbagai spesies haiwan diberikan dalam Jadual 4.

Jadual 3. Jumlah dan kandungan lembapan baja dan najis bagi setiap haiwan

Jenis haiwan Purata jumlah harian baja, kg/hari Kandungan lembapan baja,% Purata jumlah harian najis, kg/hari Kelembapan najis,%
lembu 36 65 55 86
Babi 4 65 5,1 86
Burung itu 0,16 75 0,16 75

Kelembapan bahan mentah yang dimuatkan ke dalam reaktor pemasangan mestilah sekurang-kurangnya 85% pada musim sejuk dan 92% pada musim panas. Untuk mencapai kandungan lembapan bahan mentah yang betul, baja biasanya dicairkan dengan air panas dalam jumlah yang ditentukan oleh formula: RH = NP((B2 - B1):(100 - B2)), di mana H ialah jumlah baja yang dimuatkan. , B1 ialah kandungan lembapan awal baja, B2 ialah kelembapan bahan mentah yang diperlukan, RH - jumlah air dalam liter. Jadual menunjukkan jumlah air yang diperlukan untuk mencairkan 100 kg baja kepada kelembapan 85% dan 92%.

Jadual 4. Jumlah air untuk mencapai kandungan lembapan yang diperlukan bagi setiap 100 kg baja

Kelembapan yang diperlukan Kandungan lembapan awal bahan mentah
60% 65% 70% 75% 80% 85% 90%
85% 166 liter Liter 133 100 liter 67 liter Liter 33,5 - -
92% 400 liter 337 liter 275 liter 213 liter 15 0 liter Liter 87,5 25 liter

Kacau biasa

Untuk operasi cekap loji biogas dan mengekalkan kestabilan proses penapaian bahan mentah di dalam reaktor, pencampuran berkala adalah perlu. Tujuan utama pencampuran adalah:

  • pembebasan biogas yang dihasilkan;
  • pencampuran substrat segar dan populasi bakteria (inokulasi);
  • menghalang pembentukan kerak dan sedimen;
  • menghalang kawasan suhu yang berbeza di dalam reaktor;
  • memastikan pengedaran sekata populasi bakteria;
  • menghalang pembentukan lompang dan pengumpulan yang mengurangkan kawasan berkesan reaktor.

Apabila memilih kaedah dan kaedah pencampuran yang sesuai, anda perlu mengambil kira bahawa proses penapaian adalah simbiosis antara strain bakteria yang berbeza, iaitu bakteria satu spesies boleh memberi makan kepada spesies lain. Apabila komuniti itu rosak, proses penapaian akan menjadi tidak produktif sehingga komuniti bakteria baru terbentuk. Oleh itu, kacau yang terlalu kerap atau berpanjangan dan kuat adalah berbahaya. Adalah disyorkan untuk mengacau bahan mentah secara perlahan setiap 4 hingga 6 jam.

Perencat proses

Jisim organik yang ditapai tidak boleh mengandungi bahan (antibiotik, pelarut, dll.) yang menjejaskan aktiviti penting mikroorganisma secara negatif. Sesetengah bahan bukan organik juga tidak menyumbang kepada "kerja" mikroorganisma, jadi anda tidak boleh, sebagai contoh, menggunakan air yang tinggal selepas mencuci pakaian dengan detergen sintetik untuk mencairkan baja.

Walaupun bahan toksik tidak digunakan untuk menghasilkan biogas, kepekatan bahan individu atau garam meja yang terlalu tinggi boleh menghalang pertumbuhan bakteria dan oleh itu penghasilan biogas. Had atas beberapa bahan tak organik yang paling biasa diberikan dalam Jadual 5.

Jadual 5. Had Kelewatan untuk Perencat Bukan Organik Biasa

Bahan yang menghalang pertumbuhan bakteria atau toksik kepada bakteria Menghalang pertumbuhan bakteria pada kepekatan yang lebih tinggi
Kalsium (Ca2+) 2500-4500 mg/l
Chromium (Cr3+) 200 mg/l
Kuprum (Cu2+) 100mg/l
Magnesium (Mg2+) 1000-1500 mg/l
Mangan (Mn2+) 1500 mg/l
Nikel (Ni3+) 200-500 mg/l
Nitrat (NO3-, dikira sebagai N) 0.05 mg/l
Kalium(K+) 2500-4500mg/l
Natrium(Na+) 3500-5000 mg/l
Natrium klorida (NaCl, garam meja) 40,000 ppm (w/w)
Sulfat (SO42-) 5,000 ppm (w/w)

Jenis bahan mentah

Najis lembu

Najis lembu adalah bahan mentah yang paling sesuai untuk diproses dalam loji biogas, kerana bakteria penghasil metana sudah terkandung dalam perut lembu. Kehomogenan baja lembu membolehkan kami mengesyorkannya untuk digunakan dalam tumbuhan penghadaman berterusan.

Lazimnya, baja segar dicampur dengan air dan jerami yang tidak dicerna dipilih daripadanya untuk mengelakkan mendapan dan berkerak. Air kencing lembu dengan ketara meningkatkan jumlah biogas yang dihasilkan, jadi disyorkan untuk membina ladang dengan lantai konkrit dan terus mengalirkan najis ke dalam bekas untuk mencampurkan bahan mentah.

Bawang babi

Apabila menyimpan babi di dalam kandang dan gerai tanpa permukaan berturap (konkrit, kayu, dll.), hanya baja boleh digunakan. Ia mesti dicairkan dengan air untuk mencapai konsistensi yang betul untuk pemprosesan. Baja yang dicairkan dengan air mesti mendap di dalam bekas supaya pasir dan batu-batu kecil yang terdapat dalam baja mendap dan tidak masuk ke dalam reaktor. Jika tidak, pasir dan tanah yang memasuki reaktor akan terkumpul di bahagian bawah reaktor dan memerlukan pembersihan yang kerap. Seperti dengan baja lembu, adalah disyorkan untuk membina ladang dengan lantai konkrit dan membuang najis terus ke dalam bekas campuran.

Najis biri-biri dan kambing

Bagi biri-biri dan kambing yang dipelihara tanpa turapan, keadaannya sama seperti yang diterangkan untuk najis babi. Memandangkan ladang kambing boleh dikatakan satu-satunya tempat untuk mengumpul kuantiti baja yang mencukupi, dan walaupun hanya dengan tempat tidur jerami, bahan mentah untuk loji biogas adalah terutamanya campuran baja dan jerami. Kebanyakan sistem yang memproses bahan mentah tersebut beroperasi dalam mod pemuatan kelompok, di mana campuran baja, jerami dan air diberi makan tanpa penyediaan awal dan kekal di dalam reaktor untuk tempoh yang lebih lama daripada baja tulen.

Biofuel. Komposisi bahan mentah dan parameter pemprosesannya
Rajah.9. Memelihara babi di ladang dengan lantai konkrit. Foto: Vedenev A.G., PF "Bendalir"

Najis ayam

Untuk memproses najis ayam, adalah disyorkan untuk menyimpan burung di dalam sangkar atau memasang hinggap di kawasan terhad yang sesuai untuk mengumpul najis. Jika burung disimpan di atas lantai, bahagian pasir, habuk papan, dan jerami dalam najis akan menjadi terlalu tinggi. Adalah perlu untuk mengambil kira kemungkinan masalah dan membersihkan reaktor lebih kerap daripada ketika bekerja dengan jenis bahan mentah lain.

Najis ayam sesuai dengan najis lembu dan boleh diproses bersama dengannya. Apabila menggunakan baja ayam tulen sebagai bahan mentah, terdapat bahaya kepekatan ammonia yang tinggi. Ini boleh mengakibatkan kecekapan pemasangan yang lemah.

Fes

Jika najis diproses di loji biogas, tandas hendaklah direka bentuk supaya najis disiram dengan sedikit air. Adalah perlu untuk memastikan tiada air dari sumber lain memasuki tandas, dan jumlah air siram hendaklah dihadkan kepada 0.S - 1 liter air untuk mengelakkan pencairan bahan mentah yang berlebihan.

Biofuel. Komposisi bahan mentah dan parameter pemprosesannya
Rajah 10. Pemprosesan gabungan najis dalam loji biogas p. Belovodskoe. Foto: Vedenev A.G., PF "Bendalir"

Keluaran gas dan kandungan metana

Keluaran gas biasanya dikira dalam liter atau meter padu per kilogram bahan kering yang terkandung dalam baja. Jadual menunjukkan nilai hasil biogas per kilogram bahan kering untuk pelbagai jenis bahan mentah selepas 10-20 hari penapaian apabila unit beroperasi dalam mod mesofilik.

Untuk menentukan hasil biogas daripada bahan mentah segar menggunakan jadual, anda perlu terlebih dahulu menentukan kandungan lembapan bahan mentah segar. Untuk melakukan ini, anda boleh mengeringkan satu kilogram baja segar dan menimbang sisa kering. Peratusan kandungan lembapan baja boleh dikira menggunakan formula: (1 - berat baja kering) × 100%.

Jadual 6. Hasil biogas dan kandungan metana apabila menggunakan pelbagai jenis bahan mentah

Jenis bahan mentah Keluaran gas, m3 per kilogram bahan kering Kandungan metana,%
A. Najis haiwan    
Najis lembu 0,250 - 0,340 65
Bawang babi 0,340 - 0,580 65-70
Kotoran burung 0,310-0,620 60
Pupuk kuda 0,200 - 0,300 56-60
baja kambing biri-biri 0,300 - 0,620 70
B. Sisa isi rumah    
Kumbahan, najis 0,310-0,740 70
Sisa buangan 0,330 - 0,500 50-70
Bahagian atas kentang 0,280 - 0,490 60-75
Bahagian atas ubi bit 0,400-0,500 85
C. Sisa kering sayuran    
Jerami gandum 0,200-0,300 50-60
Jerami rai 0,200-0,300 59
Jerami barli 0,250-0,300 59
straw oat 0,290-0,310 59
Jerami jagung 0,380-0,460 59
Flax 0,360 59
Ganja 0,360 59
Pulpa bit 0,165  
Daun bunga matahari 0,300 59
Semanggi 0,430-0,490  
D. Lain-lain    
Rumput 0,280-0,630 70
Dedaunan pokok 0,210-0,290 58

Anda boleh mengira berapa banyak baja segar dengan kandungan lembapan tertentu akan sepadan dengan 1 kg bahan kering seperti berikut: dari 100, tolak kandungan lembapan baja sebagai peratusan, dan kemudian bahagikan 100 dengan nilai ini: 100: (100% - kandungan lembapan).

Contoh 1: jika anda menentukan bahawa kandungan lembapan baja lembu yang digunakan sebagai bahan mentah ialah 85%, maka 1 kilogram bahan kering akan sepadan dengan 100:(100 - 85) = kira-kira 6,6 kilogram baja segar. Ini bermakna daripada 6,6 kilogram baja segar kita mendapat 0,2S0 - 0,320 m3 biogas, dan daripada 1 kilogram baja lembu segar kita boleh mendapat 6,6 kali ganda kurang: 0,037 - 0,048 m3 biogas.

Contoh 2: Anda telah menentukan kandungan lembapan tahi babi ialah 80%, yang bermaksud bahawa 1 kilogram bahan kering akan bersamaan dengan 5 kilogram baja babi segar. Daripada jadual kita tahu bahawa 1 kilogram bahan kering (atau 5 kg baja babi segar) membebaskan 0,340 - 0.S80 m biogas. Ini bermakna 1 kilogram baja babi segar mengeluarkan 0,068 - 0,116 m3 biogas.

Nilai anggaran

Sekiranya berat baja segar harian diketahui, maka hasil biogas harian dalam keadaan Kyrgyzstan adalah lebih kurang seperti berikut:

  • 1 tan najis lembu 25-30 m3 biogas;
  • 1 tan najis babi 50 - 70 m3 biogas;
  • 1 tan najis burung 50 - 60 m3 biogas.

Perlu diingat bahawa nilai anggaran diberikan untuk bahan mentah siap dengan kandungan lembapan 85% - 92%.

Berat biogas

Berat isipadu biogas ialah 1,2 kg setiap 1 m3, oleh itu, apabila mengira jumlah baja yang dihasilkan, adalah perlu untuk menolaknya daripada jumlah bahan mentah yang diproses.

Untuk purata beban harian 55 kg bahan mentah setiap ekor lembu dan pengeluaran biogas harian sebanyak 1,5 - 2,0 m3 setiap ekor lembu, jisim bahan mentah akan berkurangan sebanyak 4 - 5% semasa pemprosesan di loji biogas.

Masalah kerak

Jika isipadu gas yang tinggi diperhatikan, tetapi ia tidak cukup mudah terbakar, ini selalunya bermakna buih atau kerak telah terbentuk pada permukaan suapan dalam reaktor. Jika tekanan gas sangat rendah, ini juga mungkin bermakna kerak telah terbentuk yang menghalang paip gas. Ia adalah perlu untuk mengeluarkan kerak dari permukaan bahan mentah dalam reaktor.

Mengeluarkan kerak

Keanehan kerak yang terbentuk pada permukaan bahan mentah dalam reaktor loji biogas ialah ia tidak rapuh, tetapi likat dan boleh menjadi sangat keras dalam tempoh yang singkat. Untuk memusnahkannya, anda perlu memastikan ia lembap. Iaitu, kerak boleh dituangkan di atas dengan air atau dicelup ke dalam bahan mentah.

Menyusun bahan mentah

Jerami, rumput, batang rumput dan juga baja kering terapung ke permukaan bahan mentah, dan bahan kering dan mineral mengendap di bahagian bawah reaktor dan dari masa ke masa boleh menutup lubang pelepasan atau mengurangkan kawasan kerja reaktor . Dengan bahan mentah yang disediakan dengan betul dengan kandungan air yang tidak terlalu tinggi, masalah ini tidak timbul.

Bahan mentah siap

Apabila menggunakan baja lembu segar, tiada masalah kerak. Masalah timbul apabila bahan mentah mengandungi bahan organik pepejal dan tidak terurai. Sebelum membina kilang, adalah perlu untuk memeriksa makanan haiwan dan baja untuk kemungkinan pemprosesan dalam reaktor. Ia mungkin perlu untuk mengisar suapan dengan teliti dan, dalam kes ini, adalah lebih baik untuk mengira kos tambahan terlebih dahulu. Masalah pepejal dalam bahan mentah adalah lebih serius untuk najis babi dan najis ayam. Pasir, mematuk ayam dan bulu yang masuk ke dalam najis menjadikan najis burung sebagai bahan mentah yang sukar.

Komposisi bahan mentah

Penyelidikan tentang komposisi kimia bahan mentah sebelum diproses dalam loji biogas telah dijalankan oleh saintis dari negara luar dan Kyrgyzstan.

Jadual 7. Komposisi bahan mentah sebelum diproses dalam loji biogas

Mentah Kelembapan,% Bahan kering,% Asid humik pada bahan kering,% Asid fulvik,% tahap pH
Manure 96-98 4-2 14.8 1.6 6.5
Baja dan sisa tumbuhan 96-98 4-2 28.3 3.7 7.5
sisa tumbuhan 96-98 4-2 33.5 4.0 7.3

Kelikatan

Kelikatan bahan mentah semasa pemprosesan berkurangan dengan ketara, kerana jumlah bahan pepejal (jerami, dll.) dikurangkan sebanyak 50% melalui penapaian di bawah keadaan stabil.

Запах

Baja bio mempunyai bau yang kurang pedas daripada bau bahan mentah yang digunakan (tanah, air kencing). Memandangkan masa penapaian yang mencukupi, hampir semua bahan berbau diproses sepenuhnya.

Nutrisi

Sifat pemakanan biobaja ditentukan oleh jumlah bahan organik dan unsur kimia yang terkandung di dalamnya. Semua nutrien tumbuhan, seperti nitrogen, fosforus, kalium dan magnesium, serta unsur surih dan vitamin yang diperlukan untuk pertumbuhan tumbuhan disimpan dalam baja bio. Nisbah karbon kepada nitrogen (kira-kira 1:15) mempunyai kesan yang baik terhadap kualiti tanah. Jadual 8 menunjukkan anggaran kandungan nutrien baja bio.

Jadual 8. Kandungan unsur dalam biobaja (gram per kg bahan kering)

Mentah Fosfat P2O5 Kalium K2O Kalsium CaO Magnesium MgO Nitrogen Na2O
Manure 3.05 5.64 3.25 0.98 1.75
Baja dan sisa tumbuhan 6.37 7.98 5.15 1.95 3.37
sisa tumbuhan 6.66 8.88 5.18 2.22 3.70

Fosfat dan kalium

Kandungan fosfat (bentuk fosforus yang diserap terus oleh tumbuhan) tidak berubah semasa proses penapaian bahan mentah. Dalam bentuk ini, tumbuhan boleh menyerap kira-kira 50% daripada jumlah kandungan fosforus. Penapaian tidak menjejaskan kandungan kalium, dari 75 hingga 100% daripadanya boleh diserap oleh tumbuhan.

Nitrogen

Tidak seperti fosfat dan kalium, beberapa nitrogen diubah semasa proses penapaian. Kira-kira 75% daripada nitrogen yang terkandung dalam baja segar menjadi sebahagian daripada makromolekul organik, baki 25% adalah dalam bentuk mineral. Selepas diproses dalam loji biogas, kira-kira 50% nitrogen dalam baja bio adalah dalam bentuk organik, dan 50% dalam bentuk mineral. Nitrogen mineral boleh diambil secara langsung oleh tumbuhan, tetapi nitrogen organik mesti terlebih dahulu dimineralkan oleh mikroorganisma tanah.

Pengarang: Vedenev A.G., Vedeneva T.A.

Lihat artikel lain bahagian Sumber tenaga alternatif.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Farmaseutikal Peribadi 18.01.2018

Sekumpulan saintis yang diketuai oleh Leroy Cronin dari Universiti Glasgow mereka bentuk peranti untuk penciptaan sendiri pelbagai sebatian kimia daripada komponen mudah didapati. Penulis percaya bahawa ini akan menjadi langkah besar ke arah "farmaseutik peribadi".

Menggunakan percetakan 3D, para penyelidik mereka bentuk peranti yang dipanggil reactionware. Ia terdiri daripada beberapa kapal yang saling berkaitan di mana empat tindak balas kimia yang berbeza boleh berlaku. Dengan menambah pelbagai reagen dan pelarut pada masa yang betul dan mengikut susunan yang betul, sebatian permulaan yang sedia ada boleh ditukar kepada bahan yang dikehendaki. Secara khusus, dalam kertas baru, para penyelidik menerangkan penciptaan baclofen pelemas otot yang popular, ubat antikonvulsan, ubat jerawat, dan penawar untuk pedih ulu hati.

Kelebihan teknologi ini ialah anda boleh mencipta peranti di mana-mana sahaja menggunakan pencetak 3D standard. Ini boleh berguna untuk kawasan yang sukar dicapai atau, sebagai contoh, di stesen angkasa. Teknologi ini membuka kemungkinan dengan mudah mencipta ubat-ubatan yang jarang digunakan dan sering tidak wajar secara komersial. Di samping itu, pendekatan ini meminimumkan penyertaan orang dalam proses pengeluaran yang berbahaya. Ia juga akan menjadi lebih mudah bagi saintis untuk mencipta kumpulan percubaan bagi sebatian yang diperlukan untuk penyelidikan.

Risiko utama teknologi baru adalah jelas - kemungkinan penciptaan sebatian berbahaya yang tidak terkawal, termasuk yang narkotik. Masalah ini perlu diselesaikan sekiranya teknologi yang dicadangkan tersedia secara meluas.

Berita menarik lain:

▪ Di bawah pandangan mesin

▪ Windows bukan lagi OS yang paling popular

▪ Teleskop untuk X-ray Alam Semesta

▪ Tenaga hijau akan menyebabkan krisis logam nadir

▪ Telefon pintar Nokia Lumia 1020 dengan kamera 41 MP

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

 

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Pengatur kuasa, termometer, termostabilizer. Pemilihan artikel

▪ artikel oleh William Makepeace Thackeray. Kata-kata mutiara yang terkenal

▪ artikel Dari manakah datangnya warna biru dan kuning bendera Ukraine? Jawapan terperinci

▪ pasal Alfalfa brazil. Legenda, penanaman, kaedah aplikasi

▪ artikel Termostat untuk inkubator. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Penerima radio pada cip TDA7000 (174XA42). Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Имя:


E-mel (pilihan):


Komen:




Komen pada artikel:

Anatoly
Terima kasih! Artikel berkualiti tinggi dengan penyampaian bahan yang terperinci dan mendalam.

tetamu
Hebat, saya berjaya!


Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024