ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Заявку на получение дополнительной информации по этому проекту можно заполнить здесь.

Наименование инновационного проекта

«Производство биоэнергетических поточных установок для переработки жидких органических отходов в анаэробных условиях, с получением биогаза и удобрений».

Рекомендуемая область пременения

Сельское хозяйство, животноводство, перерабатывающая промышленность, ЖКХ, морской и ж/д транспорт, районы с ограниченными ресурсами воды.

Назначение, цели и задачи проекта

Только за последние 20 лет в России перестало существовать 350 малых рек, и даже таких, которые когда-то были судоходными. Все это результат «хозяйственной» деятельности человека. Одни реки заилились и заросли, другие упрятали в трубы. Нарушено равновесие в природе. Нужны ли комментарии о наводнениях, преследующих «цивилизованные» страны сей час?

     Если реки уже дают о себе знать, то моря еще полностью не показали свою силу. Например, Черном море, веками засоряемое человеком, плотно заселившим его берега. Слой растворенного сероводорода, накопившегося от разложения органических веществ в этом море, не доходит до поверхности моря всего на 30 м.  А сероводород это яд и, в газообразном состоянии, взрывоопасен. Среднее цунами с грозами может превратить акваторию моря и прибрежные страны в мертвую зону.

Рис. 1 Пруд - отстойник. (источник  распространения  инфекций)

По этим причинам необходимо поддерживать чистоту в окружающей его природе. В век урбанизации решать проблемы экологии становится все сложнее и труднее. Что бы не загрязнять окружающую среду, человек вынужден отходы производства и жизнедеятельности очищать перед возвратом их в природу.  

Кроме того, опыт эксплуатации крупных животноводческих комплексов по производству продуктов животноводства на промышленной основе подтвердил их экономическую эффективность. Вместе с тем в процессе эксплуатации выявился ряд существенных недостатков, допущенных при проектировании и строительстве этих комплексов. Это прежде всего нерешенность проблемы рационального использования жидкого навоза, поскольку строительство комплексов велось без учета зоотехнических и агрономических требований к навозу как к органическому удобрению. В проекты закладывались гидравлические системы удаления навоза, вследствие чего резко увеличились объемы его выхода, что в свою очередь привело к пересмотру и изменению традиционных способов подготовки и использования этого материала, обладающего совершенно иными физико-механическими и реологическими свойствами в сравнении с подстилочным навозом. Второй аспект этой проблемы это значительный рост расхода энергии, потребляемой комплексами на выполнение основных технологических процессов. Достаточно сказать, что удельные затраты энергии учитывающие все статьи расходов составляют 500 кг условного топлива на 1 голову для ферм КРС и 85 кг на 1 условную голову для свиноводческих комплексов.

При постоянном уменьшении запасов топлива, всемерная его экономия требует разработки и внедрения ресурсосберегающих технологий основанных на использовании нетрадиционных источников энергии.

Сейчас, как правило, навоз используется в качестве удобрения в растениеводстве. Однако, непосредственное применение его для этих целей чревато пагубными последствиями. Вследствие внесения со стоками повышенных доз азота в растениеводческой продукции накапливаются нитраты, которые проникают в грунтовые воды. Со стоками попадают так же в повышенных концентрациях микроэлементы и другие, биологически активные вещества, применяемые в промышленном животноводстве. Все это в совокупности нарушает протекание в почве естественных биологических процессов, приводит к исчезновению веками складывающейся экосистемы, природной гармонизации, снижению потенциала противодействия тем или иным локальным деформациям. Вот почему предпочтение сейчас отдается технологиям, обеспечивающим наряду с рациональным и эффективным его использованием, охрану окружающей среды, поддержание экологического равновесия. Первостепенное значение при этом придается технологическим процессам, предусматривающим снижение расхода воды при удалении навоза, технологическим процессам, позволяющим повысить концентрацию питательных веществ в единице объема массы, устранить запах, снизить содержание канцерогенных веществ.

Состояние сооружений по очистке хозбытовых и фекальных стоков населенных пунктов так же вызывает озабоченность.

     В настоящее время в России, а так же в большинстве европейских стран, при очистке жидких органических отходов, широко применяется аэробный способ.

     Он заключается в насыщении отходов кислородом воздуха, активирующим жизнедеятельность аэробных бактерий, участвующих в разложении органических веществ.

   Насыщение кислородом производят в открытых водоемах - отстойниках, на что требуется много времени и большие площади (Рис.1). Но, такие мероприятия, не изолируют отходы от окружающей среды и не предотвращают распространение болезнетворных микроорганизмов через почву, грунтовые воды,насекомых и животных на человека.  

   Содержащийся в стоках азот, попадая в питьевую воду, повышает содержание в ней нитратов и тем самым вызывает тяжелые отравления, особенно у детей.

 Высокая влажность отходов не позволяет протекать биотермическим процессам естественным путем, губительным для большинства болезнетворных бактерий. Кроме того, открытые пруды отстойники сами могут оказаться очагами эпидемий, например, в период проливных дождей или наводнений.

     Что бы насыщать стоки кислородом в закрытых емкостях требуются большие капитальные затраты, а на эксплуатацию таких сооружений требуются большие затраты на энергию. При этом, выход прошедшего через отходы «воздуха» при их продувке, имеет весьма не благовонные запахи, распространяющиеся на значительные расстояния.

    Перечисленные причины, вынуждают располагать такие очистные сооружения в дали от населенных пунктов и окружать их большой санитарной зоной. Это, в свою очередь требует дополнительных затрат на дороги, канализационные трубы, КНС, подвод энергии, водопровода и т.д.

   Кроме того, аэробный способ очистки и обеззараживания малоэффективный против болезнетворных микроорганизмов, гельминтов и не позволяет решить полностью проблемы очистки, а, главное, - проблему защиты окружающей среды.

    Т. е. аэробный способ можно отнести к разряду не отвечающих современным требованиям, т. к.:

1.     Энергоемок,

2.     Очистные сооружения забирают много энергии и занимают большие площади,

3.     Не обеспечивают надежно от стихийных сил природы,

4.     Требуются постоянные затраты на эксплуатацию очистных сооружений,

5.     Невозможно применять локально для отдельных районов или предприятий в населенном пункте,

6.     Не решает вопрос утилизации отстоянных отходов (биошлама), насыщенных например, тяжелыми металлами,

7.     Отстойные пруды - отстойники имеют постоянный контакт с окружающей средой через воздушное пространство, почву и грунтовые воды, а так же через животных, насекомых и птиц.

Попытки решить проблему утилизации помета, навоза и хозбытовых стоков с помощью традиционных приемов оказались довольно сложными и даже неразрешимыми. Нужны были принципиально новые подходы, новые научные концепции. И такие подходы, такие концепции предложила, прежде всего, биотехнология. Внедряясь почти во все отрасли народного хозяйства биотехнология неразрывно связана с сельскохозяйственным производством, с переработкой растениеводческой и животноводческой продукции. Благодаря биотехнологии появилось ново научное направление биотрансформация отходов животноводства. Известно, что растительные корма в организме животных в результате сложных биохимических процессов трансформируется в органическое вещество тела животного, в его молоко, мясо. В продукты животноводства при этом переходит 16,4 % всей энергии кормов, 25,6 % идет на переваривание и усвоение. Остальная же часть, причем большая часть, около 58 % является достоянием навоза, энергетический потенциал которого в пересчете на одну голову КРС эквиваленте 750 кг условного топлива и 95 кг на 1 свинью. Вот этот энергетический потенциал навоза, помета и хозбытовых отходов с помощью биотехнологии и используется в реакторах биоэнергетических установок для получения экологически чистого органического биоудобрения и нового энергоносителя в виде биогаза.

Процесс получения биогаза и биоудобрения известны очень давно в Китае-более 5 тыс. лет назад, в Индии более 2000 лет назад. Принципиальная схема таких установок показана на рисунке 2.

Рис. 2 Принципиальная схема биоэнергетической установки

образца 1776 г. (доминирующей в современных разработках).

Обозначения:   1.- корпус, 2.- гидрозатвор, 3.- вал мешалки, 4.- газовое пространство, 5.- зубья мешалки, 6.- лопасти мешалки.

Процесс работы реактора в таких установках практически не управлялся, если не считать помешивания субстрата. Собственно и назвать то не знали как этот анаэробный аппарат. В разных источниках его называют и ферментатором, и метантенком, и реактором. В опубликованных работах продолжительность переработки однородных отходов сильно отличаются друг от друга. Этот  диапазон составляет от 8  до  22 дней. По этому, для осуществления анаэробного сбраживания, рекомендовались большие емкости, а, значит, и большие затраты.

Перед разработчиками данного проекта стояла задача:

- найти способ и спроектировать устройство для его осуществления, что бы ускорить процесс переработки отходов в несколько раз,

существенно снизить стоимость устройства.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

До 1992 года биоэнергетические установки производились на Украине под названием « КОБОС » и были поставлены в ряд областей Российской Федерации, но их несовершенство не позволило использовать их для реализации поставленных экономических задачах по утилизации и переработки органических отходов.

         После 1992 года усовершенствованием и производством БЭУ в России занимались ООО»СИПРИС», НПФ «ГЕЯ», АО Центр «ЭКОРОС».

Для примера приводим описание непростой, но в общем то обычной конструкции, разработанной сотрудниками ВНИИКОМЖ (рис. 3).

    В метантенк 3, оборудованный мешалкой 7, совершающей возвратно-поступательное движение, через загрузочный патрубок 4 и запорное устройство 5 подается подогретая до заданной температуры масса, состоящая из экскрементов животных, а через выгрузной патрубок 1 и запорное устройство 2 выгружается точно такое же количество сброженной массы. После заправки метантенка, согласно принятой дозе. загрузки, запорные устройства 2 и 5 закрываются, чем достигается полная герметизация метантенка. Выделяющийся биогаз, устройством для забора биогаза 11 подается из газосборника 6 по газопроводу 9 в накопительную газовую емкость 12, из которой он отбирается на необходимые нужды. Для визуального наблюдения за уровнем разрежения служит вакуумметр 10, а для синхронного осуществления операций отбора биогаза и перемешивания навоза введен регулятор разрежения 8.

   Таким образом, устройство для принудительного отбора биогаза работает синхронно с мешалкой 7, при этом в газосборнике 6 поддерживается постоянно заданное разрежение (на уровне 800 мм. вод. ст.).

Конструкции реакторов БЭУ, производимые и выпускаемые ООО»СИПРИС», НПФ «ГЕЯ», АО Центр «ЭКОРОС» подобны реакторам ранее применяемым (рис.2, рис.3).

Рис. 3 Схема устройства для метанового сбраживания навоза:

1 — выгрузной патрубок; 2, 5 — запорные устройства; 3 — метантенк; 4 — загрузочный патрубок, 6 — газосборник; 7 — мешалка; 8 —регулятор разрежения; 3 — газопровод; 10 — вакуумметр; 11 —устройство для забора биогаза; 12 — накопительная газовая емкость.

На сегодняшний день во многих странах эксплуатируются биоэнергетические установки (БЭУ), позволяющие значительно экономить другие виды топлива, а в некоторых случаях получать полную энергетическую автономию животноводческого комплекса. В Западной Европе не менее половины всех птицеферм отапливаются биогазом, а в Китае до 60% автобусного парка в качестве топлива использует биогаз.

Птицефабрика «Фогтланд» (Германия) оказалась перед угрозой закрытия: 250 тысяч кур-несушек, выделяющие ежедневно 100 кубометров помета, грозили загадить все окрестности Плауена. Очистные сооружения не справлялись с такой нагрузкой. Тогда было принято решение — перерабатывать помет в биогаз.

Построенная в 1987 году Плауэнская биогазовая установка производит в сутки свыше 3 000 кубометров горючего газа, который подается в котельную птицефабрики. Это на 150 тонн в год снижает расход других видов топлива, необходимого для обогрева курятников, мастерских и бытовых помещений.

В России в настоящее время работают несколько таких комплексов, среди них: в Подмосковье — птицефабрика «Новомосковская», животноводческая ферма «Поярково» агрофирмы «Искра» Солнечногорского района Московской области, Сергачевская птицефабрика в Нижегородской области.

В Россиинам известны три производителя биоэнергетических установок, применяемых в сельском хозяйстве: ООО «Сиприс» г.Омск, АО Центр «ЭкоРос» г.Москва, ООО «ГЕЯ» г.Нижний Новгород.

Биогазовые установки для сельского хозяйства АО Центр «ЭкоРос»

Эти установки были приняты к производству АО «Стройтехника - Тульский завод».

Индивидуальная биогазовая установка для крестьянской семьи (ИБГУ-1) предназначена для экологически чистой безотходной переработки органических отходов, образующихся на крестьянском подворье (навоз, помет птицы, пищевые и твердые бытовые отходы и т.д.), с получением газообразного топлива – биоудобрений.

Суточный объем обрабатываемых отходов может колебаться от 50 до 200 кг. Суточный объем выделяемого биогаза, в зависимости от объема загружаемого сырья, колеблется от 3 до 12 м3 с содержанием 55-60% метана и полным отсутствием сероводорода. Влажность загружаемого сырья не должна быть менее 85% и более 93%. В комплект индивидуальной биогазовой установки ИБГУ-1 входят: биореактор-метантенк объемом 2,2 м3; газгольдер мокрого типа объемом 3 м3; лестница-эстакада; ковш-тележка; ручной подъемник (таль); бак для хранения удобрений.  Стоимость 170 тыс.руб.

Автономный биоэнергетический модуль для среднего фермерского хозяйства (БИОЭН-1). Состав оборудования модуля: 2 биореактора-метантенка по 5 м3 каждый; газгольдер мокрого типа на 12 м3. Модуль может быть также укомплектован биогазовым теплогенератором мощностью 23 кВт; электрогенератором мощностью 4 кВт; бытовой конфорочной биогазовой плитой; инфракрасными горелками на биогазе мощностью 5 кВт.

Суточное количество перерабатываемых отходов при влажности 85% - до 1 тонны; количество вырабатываемого биогаза до 40 м3/сутки; количество вырабатываемой электрической энергии - до 80 кВт-ч/сутки, тепловой энергии - до 230 кВт-ч/сутки; количество вырабатываемых органических удобрений - 1 т/сутки; собственные потребности в энергии на поддержание термофильного процесса составляют 30%. Стоимость – 267 тыс.руб.

Биоэнергетические установки ООО «СИПРИС»

Сибирский институт прикладных исследований (ООО «СИПРИС», г. Омск) осуществляет изготовление и поставку биогазовых и биоэнергетических установок объемом 2,5 - 75 м3 для переработкт 3 тн органических отходов влажностью 85-87 % в полной заводской готовности крестьянским и фермерским хозяйствам для утилизации сельскохозяйственных отходов и производства биогаза и биоудобрений.

Установка содержит биореактор, насос для подготовки и загрузки биомассы, газовый водогрейный котел и системы: тепло- и газоснабжения; перемешивания, выгрузки и контроля уровня биомассы; контроля и стабилизации температуры. Стоимость 8 млн.рублей.

Комплекс по переработке органических отходов был установлен в Оренбургской области.

Биоэнергетические установки НПФ «ГЕЯ»

Партнер компании "Фактор", научно-производственная фирма "ГЕЯ" запустила в эксплуатацию очередную биоэнергетическую установку (БЭУ). Установка расположена в Сюмсинском районе Удмуртии, в хозяйстве агрофирмы "Род-ники".

Технические характеристики.

Установка включает бункер исходного сырья - 20м3, реактор - 25 м3 , емкость для хране-ния удобрений - 60 м3, технологические емкости, насосы, газовый котел (мощность 50 кВт).

Производительность по сырью составляет 5 м3 в сутки, по газу - 200 м3 в сутки (72000 м3 в год). Потенциально получаемая энергия - 1,20 Гкал ( 5.02 ГДж) в сутки или 438 Гкал (1830 ГДж) в год.

Производительность БЭУ по удобрениям - 1825 т/год. (При норме внесения 0.5 т/га этого количества достаточно для обработки 3750 га угодий). Применение высокоэффективных органических удобрений (Патент РФ № 22 48 955) позволяет повысить урожайность на 50-100%, в зависимости от культуры, и практически полностью отказаться от применения химии.

Экономические показатели.

1.     Стоимость проекта 8 000 000 руб.

2.     Производительность БЭУ

По биогазу — 72 000 м3/год

По энергии — 438 000 кВт-час/год

По удобрениям — 1 825 т/год

Применение технологии переработки навоза в реакторах биоэнергетических установках сдерживалось определенными обстоятельствами в частности большими капвложениями, когда специалисты относили данную технологию только к способам получения биогаза. Однако в процессе анаэробной переработки навоза стали получать не только новый энергоноситель, но и экологически чистое органическое биоудобрение по своим свойствам более высокого качества, чем исходная масса. В процессе биологической, термофильной, метангенерирующей обработки органических отходов образуются экологически чистые, жидкие, высокоэффективные органические удобрения. Эти удобрения содержат минерализованный азот в виде солей аммония (наиболее легко усваиваемая форма азота), минерализованные фосфор, калий и другие необходимые для растения биогенные макро- и микроэлементы, биологически активные вещества, витамины, аминокислоты, гуминоподобные соединения, структурирующие почву. Одна тонна таких удобрений по своему эффекту на растение эквивалентна 80-100 т исходного навоза или других органических веществ.

В результате анаэробного сбраживания органических отходов ускоряется процесс их разложения по сравнению с обычным перегреванием в буртах, при этом гибнут семена сорных растений, гельминты, устраняется запах. Основное преимущество анаэробного сбраживания заключается в сохранении практически всего азота и перехода значительной части его в легкоусвояемую растениями форму. Применение сброженной массы позволяет повысить урожайность полевых культур на 40-100 %. По данным ряда специалистов, если эффективность процесса разделить на энергетическую (от использования биогаза) и экологическую (охрана окружающей среды), то последняя составляет 78 %, а первая 22 %.

Анаэробная биоконверсия (метановое брожение) происходит в герметичных ёмкостях в три этапа.

На первом этапе происходит гидролитическое расщепление высокомолекулярных соединений (полисахаридов, жиров, белков) до низкомолекулярных органических веществ (сахаров, глицерина, жирных кислот, аминокислот).

На втором этапе при участии кислотообразующих бактерий низкомолекулярные соединения преобразуются в органические кислоты (масляную, пропионовую, молочную) и их соли. При этом образуются так же спирты, углекислый газ, водород, а затем сероуглерод и аммиак.

Метановое брожение осуществляется непосредственно на третьем этапе, в ходе которого метановые бактерии образуют углекислый газ и метан.

Эти реакции протекают в питательной среде (органические отходы) одновременно, причем метанообразуюшие бактерии предъявляют к условиям своего существования значительно более высокие требования, чем кислотообразующие. Они нуждаются в строго анаэробной среде, плохо переносят колебания температуры.

Важно отметить, что в ходе метанового брожения сохраняется до 83% энергии сбраживаемой глюкозы. Столь высокий процент свидетельствует о том, что метаногенез является самым выгодным в энергетическом отношении путем трансформации энергии органических веществ в топливо.

Газ, получаемый в результате деятельности живых организмов (растений, микроорганизмов) называют биогазом. 1 м3 биогаза эквивалентен 0,6 м3 природного газа, 0,7 литра мазута, 0,4 л бензина, 3,5 кг дров, 12 кг навозных брикетов.

При производстве биогаза достоинства органических отходов, как удобрения, сохраняются в осадке (биошлам или биоудобрения), который оказывается более ценным и эффективным удобрением, чем сами отходы.

Работа метанообразующих бактерий происходит при температуре порядка  +54С, болезнетворные микроорганизмы, при этой температуре, ослабляются и легко уничтожаются метанообразующими. Сами же, метанобразующие бактерии, вынесенные переработанным субстратом из реактора, гибнут в присутствии кислорода воздуха. Таким образом, в переработанном субстрате навоза или сточных водах полностью отсутствуют какие либо живые организмы, включая семена сорных растений.

При метановом брожении разложению подвергается около 30% органических веществ. В первую очередь распадаются нестабильные органические соединения, поэтому осветленная вода и биошлам, образуемые в результате метанового брожения, лишены запаха, свойственного навозу или сточным водам.

Известно, что из 1-го кг. сух. органического вещества при брожении получается 0,3 кг. -биошлама, 0,2 кг. -осветленной воды, 0,2-0,6 м3. -биогаза.

В зависимости от состава отходов можно получать различное количество биогаза.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Основной частью БЭПУ, показанная на рисунке 3, является реактор. Он может изготавливаться объемом от 2.5 м3 до 3500 м3. Реакторы объемом 3500 м3 могут собираться в модуль и перерабатывать требуемое количество отходов.

Найдены решения, позволяющие ускорить процесс переработки в несколько раз. Что, в свою очередь позволило сократить объем рабочего оборудования и дало возможность применить поточный способ непрерывной переработки отходов.   

Их суть заключается в следующем:

1.     Освобождение органических отходов от ингибиторов (NH3, H2S и др.), замедляющих процесс протекания биохимических реакций. Удаление ингибиторов производится путем вакуумного выпаривания их из отходов в подготовительной камере;

Применение вновь разработанного оборудования, позволяющего измельчать вещества присутствующие в отходах до молекулярного уровня. Процесс измельчения твердых частиц отходов происходит во вращающемся электромагнитном поле;

1.     В БЭПУ повышена производительность реактора за счет осуществления управления процесса переработки органических отходов, имеющих вид жидкого субстрата, производят в анаэробных условиях в растянутом непрерывном потоке перемешивая субстрат и активизируя на всех участках его потока работу метанообразующих бактерий, отделяя от них продукты их жизнедеятельности в виде микропузырьков метана, плавнопульсирующим манометрическим давлением в реакторе, одновременно восполняя потери отмирающих бактерий и унесенных потоком субстрата свежими бактериями, воспроизводство которых осуществляется в равномерно расположенных вдоль потока субстрата инкубационных зонах, поддерживающих оптимальные условия для жизнедеятельности бактерий.

2.     Очистку субстрата от взвесей и различных примесей после его переработки производят самоочищающимся биофильтром из мелкопористого упругого материала, перекрывая выход переработанному субстрату так, что бы его поток поступал в биофильтр с низу и, при засорении пор фильтра, скапливающийся от жизнедеятельности бактерий газ давил на закупорившееся нижнее основание фильтра, сжимая при этом упругий пористый материал, являющийся неотъемлемой конструктивной частью фильтра, выжимая из пор находящиеся в них газ, органику и жидкость промывая тем самым каналы пор и выдавливая из них образовавшиеся пробки, при этом, в случае сбоев в работе, реактора, отсутствия или больших перерывов в подаче на переработку сырья, устанавливают резервный механизм очистки биофильтра.

3.     Материалоемкость установки так же снижается в несколько раз. В результате БЭУ промышленного типа ( БЭУ, для переработки большого количества отходов, например, от поселков, крупных предприятий, животноводческих ферм) по конструкции, материалоемкости и режиму работы значительно отличаются от известных, а БЭУ для индивидуальных подворий, к тому же удалось значительно упростить в изготовлении и обслуживании.

4.     Затраты на строительство и изготовление технологического оборудования БЭПУ соответствуют годовой прибыли от ее деятельности.

5.     Принципиально БПЭУ промышленного типа представляет собой короб любого сечения в поперечнике, от квадратного до круглого, разделенного на несколько секций - модулей (Рис.3). Общий объем короба равняется 3 объемам суточного объема поступающих на переработку отходов.

6.     Предусмотрена очистка получаемой из отходов воды до питьевой, и очистка биогаза от примесей (сера, силоксаны, влага и пр.) вредных для работы силовых или отопительных устройств.

7.     Использование метода поточной подачи сырья позволяет использовать БЭПУ на очистных сооружениях объектов ЖКХ.

 Невысокая стоимость установки

Наименование предприятия

Цена на 1 м3 реактора, тыс.руб.

ООО «СИПРИС»

200

НПФ «ГЕЯ»

320

АО «Экорос»

267

БЭПУ

100

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Использование биоэнергетических установок например в хозяйствах Краснодарского края позволит одновременно решить пять важнейших проблем:

экологическую (полная утилизация навоза);

энергетическую (получение биогаза);

агрохимическую (получение удобрений);

социальную (улучшение условий труда и создание новых рабочих мест);

экономическую (снижение себестоимости продукции, снижение экологических платежей).

Показатели рентабельности применения БЭПУ при переработке помета,

например в Краснодарском крае, на птицеферме

 производительностью 600000 голов/год, размещенных в 23 птичниках.

                                                                                                                                Таблица 2.

№п/п

Наименование

Птица (куры)

1.

Количество птиц (голов) в год

600 000

2.

Кол-во помета в одном птичнике, влажностью 55% (кг/сут):

6150

3.

Количество используемой воды в одном птичнике (л/сут)

10145

4.

Содержание сухого вещества в помете одного птичника, кг/сут

2767,5

5

Кол-во сухих веществ в помете всей птицефермы (2767,5 х 23): [кг/сут.]

63652,5

6.

Всего жидкого помета влажностью 83% от всей птицефермы, (м3/сут):

375

7.

Всего жидкого помета влажностью 92% от всей птицефермы, (м3/сут):

416

8.

Выход биогаза из 1кг. сухих органических веществ из помета, (м3.)

~  0,3

9.

Выход биогаза от всей птицефермы, (мЗ):

                                   - в сутки

                                   - в месяц

                                    - в год

19095,.75

572872,5

6874470

10.

Цена биогаза (руб./ м3.)

1,9

11.

Годовой расход биогаза, (м3/год):

 -на работу установки (20% от общего количества)

 -на нужды птицефабрики

1374894

5499576

12.

Доход от реализации биогаза (5499576 х 1,9) (руб/год)

10 449 194,4

13.

Количество электроэнергии, получаемой с помощью турбогенераторов мощностью 60 кВт, при расходе биогаза в качестве топлива 22 м3/час, составляет (5499576 х 60/22) : (кВт.час за год):

14998843,6

14.

Количество товарной электроэнергии вырабатываемой за сутки (19095,75 х 60/22) (кВтчас/сут)

52079,3

15.

Цена электроэнергии (руб/кВт.час

1,6

16.

Стоимость товарной электроэнергии (тыс.руб/сут)

                                     -За сутки

                                     -За год

83,3

30414,3

17.

Потребное количество электроэнергии для птицефермы         (кВт/сут)

3000

18.

Количество биошлама (63652,5 х 365 х 0,3) (кг/год)

6969948,75

19.

Цена биошлама (руб/кг)

3

20.

Стоимость биошлама (руб/год)

20 909 844

21.

Средний доход при реализации (руб/сут):

                                -биогаза

                                -биошлама:

10 449 194,4

20 909 844

22.

И того,средний годовой доход может составить              (руб/год)

31 359 038

Стоимость биоэнергетической поточной установки, для переработки 141 тонны влажностью 65 % или 416 м3 /сут. куринного помета влажностью 92%, будет составлять 30 млн. рублей.

В Краснодарском крае на сегодняшний день нет действующих БЭУ по переработке навоза и птичьего помета в биоудобрение и биогаз.

Рис. 4. Принципиальная схема прямоточной БЭУ.

1-реактор, 2-аппарат для бескомпрессорной закачки биогаза баллоны высокого давления, 3-самоочищающийся биофильтр, 4-газгольдер, 5-барогенератор, 6-колодец, 7-гранулятор биошлама, 8-дизельгенератор, 9-теплообменник, 10-накопительная емкость, 11-аэратор, 12-аппарат для изготовления аммиачной селитры, 13-аппарат для приготовления удобрений из биошлама, 14-система обогрева БЭУ, 15-питающая камера, 16-подготовительная камера.

Финансирование проекта предусмотрено в форме кредита в объеме 10472 тыс.руб., полученного сроком на 2 года под 18 % годовых

Интегральные показатели

Показатель

Рубли

Доллар США

Ставка дисконтирования

20,00 %

5,00 %

Период окупаемости

23 мес

23 мес

Дисконтированный период окупаемости

25 мес

23 мес

Средняя норма рентабельности

136,60 %

136,60 %

Чистый приведенный доход

24 345 568

1 464 358

Индекс прибыльности

3,71

4,92

Внутренняя норма рентабельности

146,40 %

146,40 %

Модифицированная внутренняя норма рентабельности

64,48 %

54,78 %

Длительность

2,65 лет

2,75 лет

Период расчета интегральных показателей - 48 мес.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

В качестве сырья для непрерывной работы БЭПУ с целью получения биогаза и удобрений можно использовать любые органические отходы растительного и животного происхождения, накапливающиеся в хозяйствах: помет, навоз, хозбытовые стоки, растительные остатки (ботва, травянистые растения, солома, стебли кукурузы, подсолнечника и т.п.).

Потенциальные возобновляющиеся запасы органических  

              отходов птицеводства, животноводства, перерабатывающей

                      промышленности и ЖКХ в Краснодарском крае.

п/п

       Наименование

                        Животные:

     КРС

свиньи

Овцы, козы

Птица взрослая

Перерабатывающая промышленность

ЖКХ

1.

Количество голов

1496400

1882600

1084300

4525300

2.

Кол-во отходов от 1-го животного:       кг/сут

           - твердой фракции

           - жидкой фракции

   20- 30

   10-15

 1,2- 2,2

 2,5-4,5

1,5 -2,5

0,6-10

3.

Соотношение жидкой и твердой фракций

    1:2

   1:0,5

    1:2,5

4.

Содержание сухих веществ (%):

 - в тверд фракции

- в жидкой фракции

    16

      6 

     18

       3

     35

     13

5.

Всего отходов т/сут:

                         -твердых

                         -жидких

29928-

-44892

14964-

-22446

2259 -

   -4142

4706-

   8472

1626-

     2711

650-1084

6.

Кол-во сухого в-ва,          

                         [т/сут.]:

        - в тверд. фракции

       - в жидкой фракции

                -Всего

              - Средн.

2394-7183

898-1346

3292-8529

5910       

407-745

141-254

548-999

774

569*949

84-140

653-1089

871

109500

100800

7.

Выход газа из 1кг.
сухих орган. в-в, м3.

0,3-0,45 

0,4-0,7

0,3-0,4

0,4-0,7

8.

Биогаз, тыс,мЗ

23642  

310 

261

2936

3285

3024

9.

Биоудобрения, тн./год           

647145

84680

95374

1199025

1103760

Количество электроенергии, получаемой с помощью дизельгенераторных установок мощностью 60 квт, расходующими в качестве топлива 22 м3 биогаза в час, составляет: 8,0 млн.кВт.час/сутки

Сырья для БЭУ в крае практически неисчерпаемые залежи. Только в животноводстве Краснодарского края "упрятано в навозе" - 20 Волжских ГЭС — таков потенциал имеющегося "сырья". При этом его запасы не только возобновляются, но и имеют тенденцию к росту, поскольку отечественное животноводство и птицеводство (а именно на их отходах работают установки) набирают обороты.

Новые потребительские свойства продукции

- снижение материалоемкости;
- уменьшены объем и габариты;
- применены новые способы осушения и очистки биогаза;
- вода очищенная пригодна для повторного использования и спуска в водоемы, а по требованию заказчика может быть очищена до питьевой;
- БЭУ окупается за 8 - 18 месяцев.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

В результате переработки органических отходов (навоз, бытовые стоки) получается:
- Чистая теплая, с температурой 54°С, обеззараженная вода, которая пригодна для вторичного использования- питья, что подтверждается лабораторными испытаниями, проведенными лабораторией НИО «Гея-НИИ» (ДП ОАО «Кубаньводпроект»).
- Биошлам, используется как высококачественное удобрение и подкормка для животных, птицы и рыб. По качеству содержит до 51 % растительного белка, все витамины группы В, 1 тонна биошлама заменяет 80-100 тонн навоза.
- Биогаз – газообразное топливо, состоящее из метана с примесями, причем по желанию заказчика, примеси могут удаляться, применяется в котельных установках, двигателях. Качественные характеристики: горит синим пламенем, при этом, не выделяются вредные и опасные вещества, в связи с чем, может использоваться в газовых плитках для приготовления пищи. Из биогаза можно получить этиловый спирт, клеи, ацетон, фенолы.
- Из примесей биогаза и ингибиторов из отходов, выхлопных или дымовых газов получается мочевина или аммиачная вода, благоприятная в качестве удобрения.

Стадия и уровень разработки

В 1993 году выполнен проект очистных сооружений для районной станицы Краснодарского края;
Технология и режимы отработаны на действующих моделях;

Предлагаемые инвестиции

10,472 млн. руб.
Финансирование проекта предусмотрено в форме кредита в объеме 10472 тыс.руб., полученного сроком на 2 года под 18 % годовых

Рынки сбыта

В России и за рубежом
Животноводческие, птицеводческие хозяйства;
ЖКХ городские, поселковые, индивидуальные подворья;
Дома отдыха, санатории, воинские части;
Транспорт морской, ж/дорожный.

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемая в проекте технология и оборудование для ее реализации не имеет аналогов на мировом рынке аналогичной продукции и услуг.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

30

Дата поступления материала

03.10.2006

Инновации и люди

У павильонов Уральской выставки «ИННОВАЦИИ 2010» (г. Екатеринбург, 2010 г.)

Мероприятия на выставке "Инновации и инвестиции - 2008" (Югра, 2008 г.)

Открытие выставки "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)

Демонстрация разработок на выставке "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)