Система электроактивации позволяет ускорить процесс метаногенеза до пяти раз, повысить производительность процесса и объемы выхода биогаза
Ученые Томского политехнического университета разработали
технологию и создали опытную биоэнергетическую установку по
переработке органических отходов в биогаз и биоудобрения. Система
электроактивации позволяет ускорить процесс метаногенеза до пяти
раз, повысить производительность процесса и объемы выхода
биогаза.
Принцип действия опытной биогазовой станции основан на анаэробном
процессе метанового брожения — превращения биомассы в энергию.
Работать она может практически на любых органических отходах, за
исключением тех, что содержат лигноцеллюлозу. В Европе такие
технологии используются давно и достаточно широко, однако в
России работают всего несколько установок: в Белгороде, Калуге,
Татарстане.
«Отходы животноводства и птицеводства часто складируют рядом с
фермами и предприятиями, это может вызвать появление неприятного
запаха и биологическое заражение почвы. Наша технология позволяет
не только бороться с этими проблемами, но и получать
дополнительные ресурсы. Во-первых, биогаз, который с помощью
биогенераторов можно преобразовывать в тепло и электричество,
во-вторых, два вида удобрений: твердое — перегной и жидкое —
рекультивант, восстанавливающий плодородность почв и
соответствующий требованиям ГОСТа», — говорит директор Инженерной
школы новых производственных технологий ТПУ Алексей Яковлев.
Экспериментальная установка состоит из реактора подготовки
емкостью 450 литров, куда помещается отфильтрованное сырье,
разбавленное водой, гидравлической системы, гомогенизирующей
отходы и подогревающей их до +37,5 °С, основного реактора
метанового брожения, оснащенного автоматизированной системой
перемешивания, и накопителя. Работа установки максимально
автоматизирована. Основное ноу-хау томских ученых — это система
электроактивации.
«На данную технологию получен патент. Воздействие электрического
тока на органику помогает стабилизировать и ускорить процесс,
метаногены начинают работать активнее, поглощают больше органики,
увеличивается выход биогаза. В классических установках такой
системы нет, — поясняет один из разработчиков, инженер-технолог
по биогазовым установкам Инженерной школы новых производственных
технологий Алексей Коледов. — Метановое брожение в мезофильном
режиме занимает от 20 до 60 суток, это зависит от типа сырья, его
влажности и других факторов. Нам уже удалось ускорить процесс в
пять раз. Самое длительное брожение занимает десять дней, а самое
короткое — четыре».
Сейчас биоустановка ТПУ работает в формате эксперимента. Ученые
загружают в реактор 100 литров подготовленного субстрата в сутки.
Сырьем служат отходы жизнедеятельности крупного рогатого скота.
Сейчас мощность работы установки составляет порядка 2,5 кубометра
биогаза в сутки. Причем политехники планируют еще сильнее
ускорить процесс метаногенеза.
«Мы работаем над подбором оптимальных режимов, ежедневно снимаем
все параметры. Если в течение 7-10 дней все показатели будут в
норме, то мы будем увеличивать нагрузку. В финале мы планируем
уменьшить продолжительность процесса до двух суток», — отмечает
Алексей Коледов.
По словам разработчиков, биогаз, получаемый в новой установке,
имеет повышенное содержание метана (60-70 %) и по своим качествам
очень близок к природному газу. Кроме того, ученые могут не
просто собрать установку с нуля, но и усовершенствовать
практически любую действующую биогазовую станцию, которая уже
эксплуатируется или только создается. Сейчас научный коллектив
находится в поисках инвесторов для дальнейшего развития проекта.
«По сути, фермерские хозяйства могут получать ресурсоэффективный
продукт, окупающий их капиталовложения. Такая установка может
стать альтернативным источником энергии в сложных климатических
условиях Сибири. Уже сейчас в Томской области разрабатываются
нормативные акты, регулирующие так называемый зеленый тариф
(предназначается для привлечения инвестиций в технологии
использования возобновляемых источников энергии). Мы планируем
участвовать в этих проектах и в Томской области, и в других
регионах», — сообщил Алексей Яковлев.
Сейчас разработчики ТПУ работают с партнерами, чтобы доказать
эффективность технологии. Эксперименты, в частности, проводятся в
сотрудничестве с первой в Томской области роботизированной малой
фермой в селе Ягодном Асиновского района. Сейчас в хозяйстве 800
коров, что дает достаточно большой объем отходов. Прорабатывается
вопрос постройки установки рядом с фермой и поиска инвестора,
который мог бы вложить средства в строительство.
Пресс-служба Томского политехнического университета
Источник: scientificrussia.ru