Возможности переработки органических отходов предприятий Украины для производства биогаза

1. Международная конференция «Биомасса» 4 ноября 2009 г., Киев, Украина Возможности переработки органических отходов предприятий Украины дляпроизводства биогаза Кучерук П., Ходаковская Т. Институт технической теплофизики НАН Украины Научно-технический центр «Биомасса» НТЦ Биомасса ИТТФ НАН Украины

2. Что можно переработать в биогаз? • Навоз, помет • Растительные остатки при уборке урожая (ботва, некондиционный урожай) • Солодовая и хмелевая дробина • Свекольный жом • Спиртовая барда • Осадки сточных вод • Сточные воды предприятий мясо-молочной промышленности • Жировые флото-шламы • Жировые отходы цехов забоя животных • Кукуруза на силос, мискант, сорго, клевер и др. • Фруктовые выжимки • Пищевые отходы консервных заводов • Водная растительность • Сточные воды картонно-бумажных предприятий • Абсорберы и фильтры органических загрязнений • Листва • Садовые отходы (трава, обрези кустов, некондиционный урожай) • Солома зерновых

3. Динамика изменения поголовья в животноводстве за период с 1990 по 2007 г.г. • Поголовье в 2007 г. по отношению к 1990 г., в %: • ВРХ – 9 % • Свиньи – 20 % • Птица – 60 % Источник: Госкомстат Украины

4. Динамика изменения производства некоторых продуктов за период с 1990 по 2007 г.г. • Производство в 2007 г. по отношению к 1990 г., в %: • Сахарная свекла – 38 % • Сыры жирные – 134 % • Пиво – 229 % Источник: Госкомстат Украины

5. Оценка потенциала производства биогаза в Украине

6. Потенциал производства биогаза на животноводческих предприятиях Украины Всего по отраслям 234 ths. tce 564 ths. tce 129 ths. tce Всего по Украине В долях, по отраслям 927 ths. tce

7. Потенциал строительства БГУ на животноводческих предприятиях Украины Всего установок Всего 10,050 3,050 12,800 300

8. Типовая схема станции совместного анаэробного сбраживания

9. Типы метангенераторов Условия применения Реактор-смеситель полупроточного типа / CSTR • Влажность смеси субстратов W = 88-93 % • Гомогенный состав смеси субстратов • Ежесуточное периодическое поступление • субстрата • Типичный реактор для средних и крупных • БГУ в животноводстве • Требует хорошо организованной системы перемешивания Реактор-вытеснитель проточного типа • Влажность смеси субстратов W = 88-95 % • Гомогенный состав смеси субстратов • Непрерывное поступление субстрата • Альтернативное решение для небольших биогазовых проектов • Хорошо применим при высоких требованиях к качеству органических удобрений Крытые лагуны • Влажность смеси субстратов W >93 % • Гомогенный состав смеси субстратов • Альтернативное решение для обезвреживания навозных стоков • Наиболее применим в регионах с теплым климатом

10. Типы метангенераторов Условия применения Реактор-вытеснитель для «сухих» субстратов • «Сухие» субстраты – энергетические растения • Ежесуточное периодическое поступление субстрата • Гомогенный состав смеси субстратов • Хорошее решение для БГУ • коммерческого типа • Необходимы площади для складирования/силосования Колонный реактор / DRANKO • Применим для сухих и вязких субстратов • Возможность переработки полифракционных смесей/ТБО • Ежесуточное периодическое поступление субстрата • Нет необходимости в применении перемешивающих устройств UASB • Промышленные сточные воды с ХПК>0,3 г/л(2-20 гХПК/л) • Растворенные легкоразлагаемые органические загрязнения • Эффект удаления ХПК – 80-90% • Производительность – 6-14 кгХПК/(м3*сут) • Чувствительность гранулированного анаэробного ила к составу сточных вод

11. Типы метангенераторов Условия применения UAFP • Промышленные сточные воды с ХПК < 1-2 г/л EGSB • Производительность – 20 кгХПК/(м3*сут) • Необходимость рециркуляции жидкости • Увеличенные энергозатраты на циркуляцию жидкости • Применим для слабозагрязненных • промышленных сточных вод • Повышенная устойчивость к изменению • состава сточных вод • Заиление загрузки • Большой процент неактивной площади носителя • Увеличенные энергозатраты на циркуляцию жидкости AFBR/SMAR • Применим при относительно низких температурах процесса, слабо- и сильнозагрязненных сточных водах • Производительность – 1.3-24 кгХПК/(м3*сут) • Большой процент активной площади носителя • Увеличенные энергозатраты на циркуляцию жидкости

12. Особенности организации производства биогаза на некоторых типах предприятий Сахарные заводы • Сезонность работы (60-90 дней) • Необходимость использования дополнительных косубстратов для круглогодичной эксплуатации станции (кукуруза, другое) • Негативное влияние формалина, применяющегося при диффузии свекольного сока, на метаболизм бактерий • Конкурентный спрос на свекольный жом как кормовой продукт Птицефабрики • Необходимость организовывать водный рецикл в случае • переработкисухого помета (W=70-75 %) • Необходимость поиска дополнительных углеродсодержащих • косубстратов для повышения эффективности процесса • Невозможность организации процесса при напольном содержании • птицы с использованием подстилки (опилок)

13. Идея совместного сбраживания • Оптимизация компонентного состава сбраживаемой смеси для устойчивого эффективного метаболизма консорциума микроорганизмов • Повышение удельного выхода биогаза с единицы объема биореактора • Нормализация содержания влаги в сбраживаемой смеси

14. Характеристики некоторых субстратов

15. Статистика использования разных косубстратов в Германии

16. Складирование косубстратов

17. Лаборатория биоэнергетики Института технической теплофизики НАН Украины Проекты: • НИР «Разработка и исследование технологий совместного анаэробного сбраживания отходов животноводства и растительности Украины» целевой программы научных исследований НАН Украины «Биотоплива» • НИР «Малогабаритный биореактор – проект «BIOREACTOR» EU 4528»Международной европейской инновационной научно-технической программы EUREKA

18. Спасибо за внимание! Контактная информация: Петр Кучерук Тел/факс: +380 44 456 9462 E-mail: kucheruk@biomass.kiev.ua, www.biomass.kiev.ua ИТТФ НАН Украины НТЦ «Биомасса»