Ресурсосберегающая технология переработки свиного навоза с получением биогаза

• Автор: Ильин, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 171 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1.СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Выход и свойства свиного навоза .

1.2. Методы и способы переработки свиного навоза.

1.3. Технологии анаэробной переработки свиного навоза

1.4. Методы интенсификации анаэробного сбраживания.

1.5. Цель и задачи исследований при переработке свиного навоза методом анаэробного сбраживания .

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Движущие силы в пограничном слое анаэробного фильтра

2.2. Гидравлическая модель анаэробного фильтра с возмущением
за счет изменения давления.
2.3. Энергетическая эффективность работы анаэробного фильтра.
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1. Общая методика проведения экспериментальных исследований.
3.2. Планирование эксперимента и методика исследования на опытной демонстрационной установке.
3.3. Планирование и методика исследований на лабораторной экспериментальной установке.
3.4. Методика определения влажности и зольности.
3.5. Математическая обработка результатов экспериментальных исследований.
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1. Величина гидродинамического возмущения в анаэробном фильтре в зависимости от технологических и конструктивных факторов.
4.2. Влияние гидродинамического возмущения в анаэробном фильтре на выход биогаза.
4.3. Предлагаемая ресурсосберегающая технология и методика расчета материального баланса технологической линии переработки свиного навоза
ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ПЕРЕРАБОТКИ СВИНОГО НАВОЗА С ПРИМЕНЕНИЕМ АНАЭРОБНОГО ФИЛЬТРА
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Твердые частицы и нерастворимые примеси (диаметр более 0,1 мм) в свином навозе находятся в грубодисперсном (крупные взвеси), тонкодис-иерсном (суспензии, эмульсии, пена), диаметр частиц от 0,1 мм до 0,1 мкм, и в виде коллоидов (диаметр 0,1-0,1 мкм) [, , ]. Рис. Вследствие малого размера частиц они практически не осаждаются и остаются во взвешенном состоянии. Свойства свиного навоза во многом определяются его составом и разделяются на физические, химические, биологические, коррозионные (рис 1. Рис. Важным показателем свиного навоза, влияющим на другие свойства, является его влажность, обуславливаемая системой удаления навоза. Гак, влажность свиного навоза при механическом удалении и подстилочном содержании составляет -%, при бссподстилочном - -%, при самотечной гидравлической системе влажность равна -%, при гидросмыве -% [1, , , ]. По мерс разбавления водой изменяются физические свойства свиного навоза, содержание питательных веществ, он приобретает свойства жидкости. Плотность исходного, негазированного свиного навоза при влажности -% находится в пределах - кг/м3 , , , ]. Гранулометрический состав свиного навоза неоднороден и зависит от половозрастной группы, рациона и способа кормления. Так при кормлении полнорационными концентрированными кормами содержание частиц от 0,-1мм составляет %, размером более 1мм, % [7, ]. При кормлении многокомпонентными кормосмесями, соответственно % и % [1,, ]. Реологические свойства свиного навоза характеризуются текучестью, которая определяется его вязкостью и предельным напряжением сдвига. Выбор способа удаления, транспортирования и внесения навоза в решающей степени зависят от его текучести. Попадающие в навоз безвозвратные потери корма ухудшают его текучесть. Текучесть зависит от степени гомогенизации навоза, т. С увеличение влажности от -%, коэффициент динамической вязкости свиного навоза уменьшается от 0, до 0,2 Па*с, предельное напряжение сдвига от 1,7 до 0,2 Па [7, , 0]. Уменьшение вязкости по мере разбавления водой и повышения температуры является одной из основных причин изменения скорости расслоения. Это приводит к образованию осадочного и плавающего слоев с высоким содержанием твердых частиц. Навоз свиней одной и той же влажности при скармливании животным кормов с высоким содержанием клетчатки и низким содержанием протеина имеет большую вязкость [, ]. Коэффициент поверхностного натяжения свиного навоза зависит от влажности и температуры. С, он равен 0, Н/м [, ]. Удельная теплоемкость свиного навоза в зависимости от влажности изменяется от 3, до 1, кДж/кг*°С [1, ]. Химические свойства свиного навоза характеризуются содержанием сухого вещества. Сухое вещество свиного навоза состоит из органической части (-%) и неорганической (-%) []. Органическое вещество свиного навоза включает в себя: основные (белки, жиры, углеводы) и структурные вещества (целлюлоза, лигнин, клетчатка, гемицеллюлоза). Так, же в сухом веществе навоза содержатся микроэлементы (Мп, Си, Са, 2п), биогенные соединения (К, Р, К). Свиной навоз содержит . Азотсодержащие соединения находятся в твёрдом, растворённом, коллоидном состоянии и могут переходить из одного состояния в другое. Доминирующей формой азота в жидком свином навозе является аммиачная. Аммиак образуется в анаэробных условиях, главным образом в процессе биохимической деградации белковых веществ, разложения мочевины. Содержащийся в жидком навозе фосфор органических соединений используется растениями лучше, чем фосфор минеральных удобрений. Калий в жидком свином навозе представлен исключительно растворимой формой в составе растворимых солей во взвесях и коллоидных частицах и поэтому легко усваивается. По мнению П. Я. Семенова [6], питательные вещества свиного навоза отличаются повышенной растворимостью. Биологические свойства свиного навоза зависят от содержания бактериальных включений (микробов, бактерий, вирусов), яиц гельминтов, семян сорных растений, что может представлять экологическую и агротехническую опасность. Так согласно данным полученных Письменовым В.