Курсова робота
Тема: В«Проектування безвідходного виробництва з використаних біоконверсійніх технологій утілізації відходів тваринництва В»
Вступ
БІОТЕХНОЛОГІЯ - Напрямок сучасної науки и технікі, головний Завдання Якого є Використання біологічних процесів, систем и організмів в різніх галузях людської діяльності (Сільське господарство, медицина, Харчова и Хімічна промисловість). Термін В«БІОТЕХНОЛОГІЯВ» походити від грецького слів В«biosВ» - життя, В«techneВ» - майстерність, В«loqos '- вчення.
На базі біогазовіх установок можна організовуваті Цілий комплекс по безвідходній переробці відходів. Продуктами виробництва біогазу є не Тільки біогаз (ЩО мало поступається по енергетічній цінності природному газу) а й збагачена органічнімі речовінамі рідка фракція (ЩО Може и має стати субстратом для виробництва мікробіальніх біотехнологічніх продуктів) i, звичайна, тверда фракція (Шлам, Що без трівалої ферментації Може буті субстратом для вермикультивування). ЯКЩО комплексно підійті До проблеми утілізації органічніх відходів, то можна досягті ЦІЛКОМ безвідходного виробництва отрімуючі Такі продукти: електроенергія (біогаз), біогумус, білок Тварини походження (Червоний каліфорнійській черв'яка), біомаса водоростей (спіруліна) i Інші продукти залежних від умов та потреб господарств.
Впровадження безвідходніх технологій на базі біотехнології в тварінніцтві має Багато позитивних сторін: усувається проблема знешкодження відходів тваринництва та харчової промісловості, збільшується білково-мінерально-Вітамінна кормова база, підвіщується частка поновлюваної енергетики в загальній енергетічній картіні України, є ресурс підвіщення та Відновлення родючості грунтів.
1. Огляд літератури
1.1 БІОТЕХНОЛОГІЯ анаеробного метанового зброджування
1.1.1 Гній Як сировина для метаногенеза
Свіжій гній тварінніцькіх ферм и рідкі складові гною разом Із стічнімі водами є забруднювачамі НАВКОЛИШНЬОГО середовища. Підвіщена спрійнятлівість сільськогосподарськіх культур до свіжого гною приводити до забруднення грунтових вод и повітряного басейнів, створює сприятливі середовище для зараженості грунту шкідлівімі мікроорганізмамі. У гної тварин жіттєдіяльність хвороботворніх бактерій и яєць гельмінтів НЕ пріпіняється, насіння смітніх трав, Що містіться в ньому, зберігає Свої Властивості.
ефекта накопиченням Великої кількості органічніх відходів є негативний Вплив на навколішнє середовище, а саме:
В· емісія газів,
В· проникнення в ґрунтові води,
В· забруднення місткостей и резервуарів, Що знаходяться на поверхні, розповсюдження хвороботворніх мікробів.
Для усунення ціх негативних явищем необхідна Спеціальна технологія ОБРОБКИ гною, Що дозволяє підвіщіті концентрацію жівільніх речовін и одночасно усунуті непріємні запахи, подавитися патогенні мікроорганізмі, понізіті Зміст канцерогенних речовін. Перспективним, Екологічно безпечне и економічно вігіднім безпосередньо Рішення цієї Проблеми є анаеробних переробка гною и відходів у біогазовіх установках з отриманого біогазу. Завдякі скроню змісту метану (до 70%) біогаз Може горіті. Органічна маса, Що залишилась після Такої природної переробки, є якіснім знезараженім добрива. Для переробки вікорістовуються дешеві відходи сільського господарства: гній Великої рогатої худоби, свиней, кіз, овець, послід птаха, солома, стружка, тирса, смітна рослінність, побутові відходи, відходи жіттєдіяльності людини, побутове органічне сміття і т.п. Одержаний біогаз Йде на опалювання тварінніцькіх пріміщень, ЖИТЛОВО будінків, теплиць, енергію для пріготування їжі, сушку сільськогосподарськіх продуктів гарячим повітрям, підігрів води, віроблення електроенергії за допомог газових генераторів. Після утілізації вміст жівільніх речовін в одержания добріві збільшується на 15% в порівнянні Із звичних гноєм. При цьому в новому добріві зніщені гельмінті и хвороботворні бактерії, насіння бур'янів. Такий гній застосовується без традіційніх вітрімок и зберігання. При утілізації виходе кож рідкій екстракт, Який прізначається для поливу кормових трав, овочів и т. п. Сухе добрива вікорістовується за прямим призначенням, при цьому врожайність люцерни підвіщується на 50%, кукурудзи на 12%, овочів на 20-30%.
З гною однієї корови можна здобудуть у добу до 4,2 м 3 біогазу. Енергія, уклад в одному м 3 біогазу, еквівалентна енергії 0,6 м 3 природного газу, 0,74 л НАФТА, 0,65 л дизельного паливо, 0,48 л бензину и т. п. При застосуванні біогазу економляться кож мазут, Вугілля, електроенергія и Інші енергоносії.
технологічні Схеми и конструктивно-технологічні Параметри біогазовіх установок залежався від об'ємів переробки и властівостей зброджування матеріалу, теплового режиму, способів завантаження и зброджених субстрату и ряду інших чінніків. Принципова технологічна схема біогазової установки включає гноєзбірнік, метантенк (Місткість, резервуар), котел (теплообміннік), газгольдер и гноєсховіще. Продуктами біогазової установки є газ, тверді и рідкі добрива.
1.1.2 Процес метаногенеза та оптімальні Умови Його перебігу
Біометаногенез - ції процес перетворення органічніх сполук біомасі на біогаз за участю метаноутворюючіх анаеробних мікроорганізмів. Коефіцієнт трансформації енергії біомасі в енергію метану при цьому процесі досягає 80%. Це давно відомій процес, Відкритий галі 1776 р. Вольт, Який встановів Наявність метану в болотному газі.
Процес біометаногенезу проходити за участю метаноутворюючіх мікроорганізмів, якіх ідентіфіковано від 30 до 50 відів. Це сімбіотічне угруповання и завдякі того, Що воно Може змінюваті Свої шляхи ферментації, функціонує Як саморегулююча система, Яка підтрімує оптімальні значення рН, окіслювально-відновній Потенціал и термодінамічну рівновагу в реакторі.
Формування мікрофлорі метантенка відбувається за рахунок мікроорганізмів, які потрапілі в нього разом з субстратом.
Біометаногенез відбувається в три етапи: етап гідролізу, ацідогенезу та, власне, метаногенеза.
Для актівної діяльності метаногенів потрібно Створити ряд умов. Сприятливі для жіттєдіяльності метаноутворюючіх мікроорганізмів є середовище, в якому концентрація сухої речовіні знаходится на рівні 8-12%, а довжина частінок біомасі - не Більше 30 мм. Оптимальним співвідношенням азоту та вуглецю є 10-30: 1 (С: N). Перший и другий етапи біометаногенезу - ції кисла фаза або воднева (рН 4,0-6,5), а третя метанова фаза - Лужний (рН 7,2-7,6).
оптимальну температуру, за якіх жіттєдіяльність мікроорганізмів відбувається найбільш активно, є: для псіхрофітів - 6-20 В° С, мезофілів - 32-33 В° С, а для термофілів 52-54 В° С.
Тому розрізняють три температурні режими одержания біогазу:
1) псіхрофільній - от 0 до 20 В° С;
2) мезофільній - от 20 до 40 В° С;
3) термофільній - от 40 до 60 В° С.
В зброджуваній біомасі повінні буті відсутні важкі метали, Антибіотики ТОЩО.
1.1.3 Біогаз и Його Використання
При розкладанні органічніх речовін без доступу Повітря (Анаеробного розкладання - менаногенез) сінтезується біогаз, головні Енергетична складового Якого є метан (CH 4 ), вуглекіслій газ, Інші складові. У табліці 1 вказаній склад и Властивості біогазу.
Таблиця 1. Склад и Властивості біогазу
Показники
Meтан
CO 2
H 2
H 2 S
Біогаз ...
