Справжній матеріал отриманий від приватного унітарного підприємства Крансервис (212036, м Могилів, вулиця Кутепова, 2, офіс 202 212 036, м Могилів, вулиця Кутепова, 2, офіс 202 Осипов В.В. - директор, Одинцов Сергій Ілліч - заступник директора )
Метою цього пропозиції є створення біоенергетичної установки (надалі БЕУ) для анаеробного зброджування органічних відходів в термофільному, з об'ємом переробки до 25 тонн гнойових стоків на добу вологістю до 95%. При цьому на виході з БЕУ виходять екологічно чисті, без нітратів і нітритів, рідкі органічні добрива з наступними характеристиками, які уточнюються після запуску установки:
Вологість 95-97%
Абсолютно суху речовину, АСВ 4-5%
Сухе органічна речовина, СОВ 65-75%
Водневий показник, рН 7,0-7,4
Щільність 1003-1012 кг \ м.куб
Загальний азот 7,2% до АСВ
Фосфор 3,8% до АСВ
Калій 3,9% до АСВ
Вуглець 1,06%
Наявність життєздатних яєць гельмінтів 0
Схожість насіння бур'янів 0
Нітрати і нітрити 0
Як інший продукту при проходженні реакції зброджування в БЕУ виділяється біогаз складається з метану, вуглекислого газу і невеликої кількості інших супутніх газів. Виділяється біогаз створює можливість використання його для отримання теплової та електричної енергій.
Впроваджуючи БЕУ для переробки органічних відходів, вирішуються такі завдання:
А. Екологічна.
Відбувається повна утилізація гною та інших органічних відходів з їх знезараженням. Сільгосптварин часто вражаються захворюваннями, викликаними паразитують черв'яками-гельмінтами. Через ураженості тварин в Республіці недоотримує до 10% продукції тваринництва. Зазвичай гельмінтами тварини заражаються, захоплюючи їх яйця-личинки, які потрапляють у зовнішнє середовище з калом тварин. Тому знищення їх перед використанням гною має велике профілактичне значення, особливо на пасовищах і полях, призначених під кормові культури. Патогенна мікрофлора не переносить температуру понад 40 гр.і гине протягом короткого періоду часу при температурі 55гр. Це робить термофільний режим зброджування органічних відходів найбільш прийнятним з точки зору їх знезараження та отримання більшої кількості біогазу. Крім цього усувається емісія неприємних запахів, що виділяються органікою, повністю знищуються насіння бур'янів. В результаті застосування після переробки рідких органічних добрив, поля не засмічувати і стають екологічно чистими. При впровадженні БЕУ знижуються обсяги типових очисних споруд, що створює можливість економії матеріалів і устаткування при будівництві нових об'єктів і реконструкції старих.
В. Енергетична.
Виділяється при отриманні добрив в БЕУ, біогаз, використовується для отримання теплової та електричної енергій, і створюються всі умови для енергонезалежного забезпечення БЕУ. Дана обставина дозволяє використовувати БЕУ у віддалених від енергозабезпечуючих мереж районах, а також можлива подача енергії в існуючі мережі з метою економії закуповуваних енергоносіїв. З органічних відходів при переробці 25 тонн на добу ми можемо отримати від 500 до 1000 метрів кубічних біогазу на добу, при теплотворної здатності біогазу від 5200 до 5600 ккал \ м.куб, і близько 100кВт.час.електроенергіі (860000 кВт на рік).
Д. Економічна.
Використовуючи рідкі органічні добрива і йдучи від застосування мінеральних добрив, ми отримуємо екологічно чисту продукцію з підвищеною врожайністю, при цьому не засмічуємо поля і не завдаємо екологічного збитку від застосування мінеральних добрив. З огляду на, що витрати на покупку мінеральних добрив становлять близько 60 $ на 1 гектар посівної площі, можна відразу розрахувати економічний ефект від використання власних органічних добрив. Використовуючи біогаз як джерело теплової або електричної енергій, ми економимо на енергоносіях, що знижує частку використання покупних енергоносіїв як мінімум на 10%. У підсумку ми виграємо на економії мінеральних добрив, енергоносіїв, підвищення врожайності по всіх видах с \ г культур.
Е. Додаткова. (Перспективна)
Кошти, отримані від економії впровадження БЕУ, можна направити на придбання компресорної станції. В результаті можна з біогазу отримувати газ для заправки автомашин, а також вуглекислий газ, як в стислому, так і в твердому вигляді (сухий лід). При використанні біогазу для отримання генераторного газу, можна збільшити енергетичну складову в кілька разів, що істотно знизить енергетичні витрати будь-якого господарства і частку цих витрат у собівартості одержуваної з \ г продукції. Тверду фракцію добрив можна використовувати при виробництві білково-кормових добавок.
Створення та впровадження БЕУ дає цілий ряд переваг:
• значне зниження обсягів очисних споруд;
• в одержуваних органічних добривах в аммонийной або органічній формі зберігається весь азот і ін. Компоненти (калій, фосфор та ін.) Містяться у вихідній сировині;
• використання органічних добрив замість мінеральних, що значно дешевше;
• поліпшення фізичних властивостей грунту за рахунок вмісту гумусних матеріалів;
• збільшення врожайності по всіх видах с \ г культур як мінімум на 20%;
• велика потреба в органічних добривах для виробництва і вирощування екологічно чистих продуктів;
• виділяється біогаз, зважаючи локального розміщення БЕУ, не вимагає будівництва дорогих газопроводів і забезпечує надійне постачання енергією;
• створює можливість перспективних розробок з вирощування окремих видів с \ г культур з підвищеною врожайністю, що особливо вигідно в умовах тепличних комплексів;
• створення сприятливої екологічної обстановки на території і окрузі, де змонтована і працює БЕУ;
• зменшується забур'яненість полів, ніж так грішно внесення непереробленому органіки і виключається передозування при підгодівлі, ніж так грішно внесення мінеральних добрив.
Зі сказаного випливає, що для розвитку, створення і впровадження БЕУ з метою отримання біогазу і високоякісних, екологічно чистих органічних добрив необхідні інвестиції, які стимулювали б науково-технічні роботи в даній області і сприяли їх впровадження в АПК для підвищення рентабельності і конкурентоспроможності продукції сільського господарства .
Можлива схема реалізації проекту та короткий техніко-економічне обґрунтування даного проекту по створенню і впровадженню БЕУ:
Показник СН4 компонент CO2 Н2 Суміш 60% СН4 + 40% COz
Об'ємна частка,% 55-70 27-44 1 100
Об'ємна теплотасгоранія, МДж / м3 35,8 10,8 22,8 21,5
Температура займання, ° С 650-750 - 585 650-750
У термофільному зброджування вихід газу збільшується до 20% і більше.
Так як на кожній фермі свої особливості видалення гною, використання підстилкового матеріалу, теплопостачання, створити один типовий біореактор неможливо. Конструкція установки багато в чому визначається місцевими умовами, наявністю матеріалів.
Для невеликої установки найбільш просте рішення - використовувати вивільнені паливні цистерни. Біореактор із залізобетону вимагає менше металу, але більш трудомісткий у виготовленні. Щоб визначити обсяг біореактора, потрібно виходити з кількості гною, яке залежить як від чисельності і маси тварин, так і від способу його видалення. Для зменшення втрат тепла біореактор необхідно ретельно теплоізолювати. Тут можливі різні варіанти: зокрема, можна влаштувати навколо нього легкий каркас, заповнений скловатою, нанести на реактор шар піно-поліуріетана тощо. Тиск газу, одержуваного в біореакторі (300-400 мм вод. Ст.), Досить для його подачі на відстань до кількох сотень метрів без газодувок або компресорів.
Приблизні витрати матеріалів і засобів:
Устаткування і матеріали:
Ємності для біореактора, газгольдера і зберігання готової продукції - виготовляються в залежності від потреби господарства, можуть бути використані ємності з під аміачних добрив або паливно-мастильних речовин, а також виготовлені з бетону. Загальний обсяг біореактора повинен становити не менше 10-ти кратного обсягу щодоби одержуваних відходів, плюс 15-20% від отриманого обсягу. Біореактор з обсягом переробки 25 тонн гнойових стоків на добу, вологістю 95%, повинен мати загальний обсяг до 300 м.куб. Обсяг одержуваного газу складе від 600 до 1000 м.куб. на добу і звідси, з огляду на безперервний витрата газу для роботи газопоршневого генератора, обсяг газгольдера може бути порівнянний з обсягом біореактора, тобто теж 250-300 м.куб.Емкость для зберігання готової продукції повинна забезпечувати її зберігання як мінімум протягом періоду часу, необхідного для використання продукції. Крім цього необхідні:
• Насоси шнекові - 2шт;
• Насоси фекальні - 2шт;
• Насоси рециркуляційні - 2шт (може і більше);
• Труби діаметром 100, 50, 40, 32, 25, 15 - метраж в залежності від розташування і конструкції біореактора і газгольдера;
• Ізоляційний і теплоізоляційний матеріал;
• Газопоршневий генератор для отримання електроенергії та теплової енергії (в нашому випадку, при переробці 25 тонн гнойових стоків, до 100 кВт ел.енергії і 150 кВт теплової енергії).
Ескізну документацію на будівництво біореактора спеціалісти господарства (інженер-механік, будівельник, енергетик, електрик) можуть підготувати за кілька днів. В документацію повинні входити: технологічна схема, план розміщення біореактора, газгольдера і газопоршневого генератора, потоки енергії та продуктів, трубопроводи, ємність готової продукції, схема підключення насоса і освітлювальної арматури, калькуляція - кошторис витрат. На генплані господарства потрібно показати основні трубопроводи, під'їзні шляхи, захист від блискавки. Документацію необхідно погодити з газової інспекцією та пожежною охороною. При експлуатації біореактора необхідно дотримуватися всі діючі норми і правила роботи з установками для спалювання природного газу. Біогаз має більш вузький межа вибуховості, ніж природний газ, - від 6 до 12% (вместо5-15%). У документації слід передбачити вентиляцію, яка, згідно з СН. 433-79, повинна забезпечувати в приміщенні об'ємом до 300 м.куб. восьмикратний обмін повітря в годину.
Амортизація розрахована виходячи з вартості обладнання, монтажу, налагодження та будівельних робіт в сумі (при продуктивності 25 тонн на добу) 240000 $ США.
2. Виробничі витрати на виготовлення органічних добрив і біогазу на місяць (з урахуванням вартості вихідної сировини)
2.1. Сировина (органічні відходи власного виробництва) 25 т \ добу, 750 т \ міс * 10 = 7500
2.2. 1.2. + 1.3. + 1.4 + 1.5 + 1.6 8500
РАЗОМ: 16000 $ США
3. Виробництво продукції в місяць.
3.1. Добрива 25000 літрів на добу * 30 750 тис.л.в міс.
3.2. Біогаз 500-1000 м.куб. на добу. В середньому 750 м.куб. на добу
А) 750 * 30 22500м.куб.в міс.
Б) 750. 24 31м.куб. в годину.
4. Собівартість добрив за один літр:
а / без обліку вартості вихідної сировини:
8500. 750000 = 0,012 $ США
б / с урахуванням вартості вихідної сировини в межах 10 $ США за 1 тонну:
16000. 750000 = 0,022 $ США
Собівартість біогазу приймаємо рівною нулю, як побічного продукту.
Вартість одного літра рідких органічних добрив на ринку становить 0,1 $ за літр, отримуючи в рік (750000 * 12 =) 9.000.000 літрів добрив, можна розфасувати їх в обсязі 20%, що складе 1.800.000 літрів. З урахуванням одержуваного прибутку (навіть з урахуванням вартості вихідної сировини, 0,1 - 0,022 = 0,078) отримаємо додатковий прибуток в розмірі: 0,078 * 1800000 = 140400 $ США. З розрахунку видно, що реалізуючи добрива населенню в обсязі 20% від виробленої продукції, окупність проекту складе не більше 2-ох років.
Додатковий прибуток при реалізації даного проекту і скорочення термінів окупності ми отримаємо:
1. Тепло, що отримується при утилізації роботи газогенератора, використовується на власні потреби біоустановки, а також порядку 10кВт ел.енергії, при таких даних ми маємо можливість використовувати для зовнішніх споживачів від 60 до 70 кВт годин ел.енергії.
Використання даної обставини дозволяє знизити термін окупності проекту як мінімум на 3 місяці.
2. При використанні одержуваних добрив за рахунок приросту врожайності як мінімум на 15%, а це робить можливим окупність проекту протягом одного року (сезону).