К.т.н. Койбагаров С.Х., Жумагажинов А.Т

Семипалатинский государственный университет имени Шакарима

ПЕРЕМЕШИВАНИЯ СУБСТРАТА В МАЛЫХ БИОГАЗОВЫХ УСТАНОВКАХ

Введение

За последние годы в Республике Казахстан при постоянном росте цен на энергоносители, значительном повышении экологических требований по атмосфере, почвам, водоемам, а также возрастающем риске отключений и аварий в энергосистемах увеличивается интерес отечественных специалистов и сельскохозяйственных предприятий к выбору рациональных технологий по переработке и утилизации отходов животноводческих ферм и птицефабрик.

Необходимость энергосбережения и снижения загрязнения окружающей среды заставляет более рационально использовать традиционные энергоресурсы, а также искать другие, возобновляемые и недорогие источники энергии.

Существующие биогазовые технологии

Основными тенденциями развития биогазовых технологий в настоящее время являются:

- повышение энергоэффективности;

- снижение себестоимости выработки биогаза;

- повышение эффективности процессов сбраживания;

- разработка и внедрение новых способов сбраживания.

Рассмотрим с точки зрения выше упомянутых тенденций устройства, применяемые в существующих биогазовых установках.

Эффективное перемешивание играет важную роль в процессе сбраживания. За счет эффективного перемешивания создаются благоприятные условия для развития метанобразующих микроорганизмов, в частности, равномерно распределяются питательные вещества по всему объему аппарата, происходит отвод тепла, образующегося в результате роста и развития микроорганизмов, а также удаляется токсичный углекислый газ и остальные продукты обмена [1].

Рисунок 1 - Механические перемешивающие устройства: а - турбинное; b - лопастное; с - рамное; d - якорное; е - специальное

Применение механических перемешивающих устройств предъявляет высокие требования к форме реактора, если должны быть обеспечены необходимая для уменьшения образования осадка и плавающей корки скорость перемешивания и требующаяся для интенсивного перемешивания субстрата турбулентность во всех зонах реактора. [2].

Принцип функционирования разрабатываемого устройства

Каждая установка обладает рядом характеристик, которые характеризуют процессы, происходящие при их функционировании. При решении задачи эффективного перемешивания были использованы характеристики биогазовых установок. В результате была выработана схема решения задач, представленная на рис. 2.

Для перемешивания субстрата в реакторе проще всего применить переделанный дешевый погружной фекальный насос. [3,4] Для этого у насоса снимается нижний кожух, и с оси свинчивается засасывающее колесо. Вместо него на ось надевается и закрепляется гайкой самодельный винт из полипропиленового листа. Изготавливается методом резки и изгибания под феном. Должен получиться пропеллер, похожий на корабельный винт, только с двумя лопастями. Диаметр должен быть около 10 см. Лопасти изгибаются так, чтобы струя была направлена от двигателя.

Рисунок 2 - Миксер.

Если емкость самодельная из полипропилена- то можно закрепить такой миксер изогнутым полипропиленовым листом. Лист нагревается и оборачивается вокруг корпуса миксера, соединяется в одну стойку, а потом разводится в разные стороны. Затем все это приваривается к днищу емкости так, чтобы струя была направлена вдоль стенки.

Выводы

Применение эффективного перемешивания позволит:

- снизить материалоемкость установки и удешевить монтажные работы, за счет применение погружного фекального насоса;

- снизить себестоимость выработки кубического метра газа путем повышения эффективности перемешивании.

Список литературы

1. Мариненко Е.Е. Основы получения и использования биотоплива для решения вопросов энергосбережения и охраны окружающей среды в жилищно-коммунальном и сельском хозяйстве. Учебное пособие. Волгоград: ВолгГАСА. 2003.

2.Баадер В.. Доне Е.. Бренндерфер М. Биогаз: теория и практика. М.: Колос. 1982.

3. Сидыганов Ю.Н.. Шамшуров Д.Н.. Костромин Д.В. Анаэробная переработка отходов для получения биогаза // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2008. № 6. С. 42-43.

4. Шомин А. А. Биогаз на сельском подворье. — Балаклея: Информационно-издательская компания "Балаклійщина", 2002. — 68 с.