CC BY
17
должительность - 24 ч, материал подложки - парафинированная поверхность, а в качестве сырья использовать ПРК однородной гомогенной структуры, полученный при температуре 18 °С или 24 °С и величине титруемой кислотности КМК 380 °Т.
Список литературы:
1. Сапожникова А.И. Классификация отходов кожевенного производства / А.И. Сапожникова // Официальный сайт ВитаРИНО. - 04.2009.
2. Патент № 2455322. Коллагеновые материалы, пленки и способы их изготовления. Паукшто М. В. (Ш), Бобров Ю. А. (Ш), Мак Мартри Дэвид Харвуд (Ш), Фуллер Джеральд Дж. (US), Кирквуд Джон И. (Ш). 05.12.2007.
3. Исследование технологических и потребительских свойств продуктов растворения коллагена и материалов на их основе / Е.Г. Леонова, Д.В. Шал-буев, И.И. Титова, С.Б. Цыренова, В.Д. Раднаева, Н.В. Советкин // Современные проблемы развития текстильной и легкой промышленности: Материалы конференции. - М.: ФГБОУ ВПО МГУТУ им. К.Г. Разумовского; Институт легкой промышленности, 2012. - Кн. 5. - С. 56-59.
4. О возможности получения биополимерных пленок из коллагенсодер-жащих отходов ООО «Малое инновационное предприятие «ЭКОМ» / Е.Г. Леонова, Д.В. Шалбуев, Н.В. Советкин // Кожа и мех в XXI веке: Материалы конференции. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ 2013. - С. 328-333.
5. Патент № 2486258. Получение продуктов растворения коллагена. Жарникова Е.В., Шалбуев Д.В. Опубл.27.06.2013.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА БИОГАЗА - АЛЬТЕРНАТИВНОГО ВОССТАНАВЛИВАЕМОГО ЗАМЕНИТЕЛЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА
© Максишко Л.М.*, Малык О.Г.*
Львовский национальный университет ветеринарной медицины и биотехнологий им. С.З. Гжицкого, Украина, г. Львов Государственный научно-исследовательский контрольный институт ветеринарных препаратов и кормовых добавок, Украина, г. Львов
Усовершенствование лабораторной биогазовой установки устройством удаления воздуха из реактора улучшило качество получаемого
* Соискатель кафедры Экологии и биологии Львовского национального университета ветеринарной медицины и биотехнологий им. С.З. Гжицького.
* Профессор Государственного научно-исследовательского контрольного института ветеринарных препаратов и кормовых добавок, доктор биологических наук.
биогаза. Предложенный способ удаления воздуха из емкости резервуара генератора биогазовой установки особенно актуален в случае применения периодических систем сбраживания навоза для получения очищенного биогаза.
На сегодняшний день экологическое состояние внешней среды характеризуется, как кризисное, что в скором будущем может стать причиной усиления разных природних катаклизмов.
Одной из острых проблем планеты есть глобальное потепление, которое является следствием увеличения концентрации углекислого газа, виделяе-мого в атмосферу при добыче и переработке углеводородов, а также в результате технологического прогресса. Кроме того, при добыче угля, нефти и природного газа также выделяется большое количество метана в атмосферу. Большая доля этих газов поступает из хранилищ навоза сельскохозяйственных животных, мест складирования мусора. Возникает необходимость использования восстановительной энергетики, которая кроме экологических причин также предопределена угрозой исчерпания полезных ископаемых в недалеком будущем [1].
Исследования свидетельствуют о необходимости ограничения использования ископаемого топлива до уровня, на котором естественная среда сама способна разрешать проблемы выбросов. Следовательно, основное внимание в ближайшей перспективе следует уделять не увеличению объемов запасов топлива, а определению его качества, которое может быть использовано без серьезных нарушений экосистем. От этого зависит благополучие населения планеты. По расчетам ученых при ограничении изменений климата и удержании его на безопасном уровне для предовращения угрозы существующим экосистемам, в ХХ1 ст. следует использовать лишь четверть объема ископаемого топлива, (которое в настоящее время считается экономически выгодным для потребления) [1].
С целью сбора и утилизации парниковых газов, которые выделяются при хранении сельскохозяйственных и бытовых отходов, а также частичной замены ископаемого топлива альтернативным, разработаны биогазовые установки. Различают такие типы биогазовых установок:
1. за способом загрузки сырья - непрерывной и периодической загрузки;
2. за положением и изоляцией сборника быогаза - на поверхностные или углубленные в землю;
3. за методом сбора биогаза - баллонного типа установки и установки с фиксированным или плавающим куполом;
4. за составом материала, из которого изготовленная установка - бетонные, кирпичные, металлические;
5. за расположением реактора - горизонтальные, или вертикальные;
6. за использованием дополнительных устройств [2].
С целью изучения и улучшения процессов брожения, получения качественного и очищенного биогаза нами была разработана лабораторная биогазовая установка (Патент Украины № 69130), которая состоит из термокамеры (рис. 1), термореле, термодатчика, нагревательных элементов (ламп накаливания), термогенератора (стеклянной 3-х литровой банки с герметичной крышкой), газосборника (или газгольдера - 2-х литровой стеклянной банки с водой для накопления биогаза), банки для сбора вытесненной биогазом из газосборника воды, контрольного термометра (ртутного), трубки полимерной соединительной, трубки полимерной соединительной с разъемной муфтой, содержимого резервуара-генератора (навоза), крана газозаборного. Стыки полимерных трубок с крышками банок уплотнены и герметизированы пластилином. Подобраны полимерные трубки оптимальной длины (их концы максимально приближенны ко дну банки газольдера).
Перед закладкой сырья (навоза) в газогенератор, термокамера прогревается до заданной температуры благодаря наличию двух ламп, которые подсоединены через термореле к электрической сети (использование двух ламп подогрева обеспечивает работоспособность установки в случае перегорания одной из ламп). Поддержание заданной температуры обеспечивает термореле, которым можно регулировать температуру в пределах от температуры окружающей среды до +60
1 - термокамера; 2 - резервуар-генератор, 3 - крышка резервуара-генератора, 4 - воздушный патрубок резинового шара; 5 - резиновый надувной шар; 6 - резиновый колпачек-заглушка; 7 - газозаборный шаровой кран; 8 - соединительная полимерная трубка; 9 - трубка полимерная соединительная с разъемной муфтой; 10 - газосборник (газольдер); 11 - банка для вытесненной с газосборника воды; 12 - термореле; 13 - термодатчик; 14 - лампы; 15 - термометр ртутный; 16 - столик.
Рис. 1. Лабораторная биогазовая установка для получения очищенного биогаза
После прогрева термокамеры, навоз (предварительно перемешанный с небольшим количеством воды в зависимости от начальной его влажности в приблизительной пропорции 3:1), закладывается в резервуар-генератор, причем до половины его объема. Это связано с тем, что навоз во время брожения увеличивается в объеме и может попасть в газозаборный кран и трубку отвода биогаза. Герметичность резервуара-генератора обеспечивается крышкой с резиновой прокладкой, прижатой к банке специальным винтовым устройством. Рядом с термокамерой установлен столик, на который помещен газосборник (газольдер). Резервуар-генератор соединен с газосборником полимерной эластичной трубкой. Выделенный биогаз поступает через полимерную трубку в газольдер, вытесняя воду в банку, установленную на столике. После заполнения газосборника биогазом (вода при этом будет вытеснена из банки-газозборника), проводим замену газосборника и банки для вытесненной воды резервными.
Известно, что воздух негативно влияет на жизнедеятельность анаэробных микроорганизмов и безопасность эксплуатации установки, поэтому в конструкцию лабораторной биоустановки нами было введено устройство для удаления воздуха из пространства над биомассой в пределах резервуара-генератора Такое устройство дало возможность решить следующие проблемы: избавиться от кислорода и азота воздуха, который поступает в резервуар-генератор биогазовой установки при закладывании отходов животноводства, птицеводства, растениеводства и тем самым повысить качество биогаза. Удаление примесей воздуха дает возможность получать биогаз состоящий из 70 % метана и 30 % углекислого газа.
Работа устройства для удаления воздуха осуществляется следующим образом: при подаче воздуха в надувной резиновий шар, он, увеличиваясь в объеме, вытесняет воздух с камеры резервуара-генератора через открытый газовый кран, временно отсоединенный от полимерной трубки, подсоединенной к газгольдеру. Когда шар полностью вытеснил воздух, газовый кран перекрывается, к нему подсоединяется полимерная трубка от газгольдера и навинчивается колпачек на внешнюю резьбовую часть патрубка резинового шара. Таким образом пространство над навозом будет лишено остатков воздуха, которое не попадет с биогазом в газгольдер. После этого регулировали соответствующую температуру и начинали процесс брожения. Примерно через 20 минут от начала брожения начинаем стравливать воздух из резинового шара. В случае, если давление выделяемого биогаза недостаточное и в резервуаре, при стравливании воздуха из шара устанавливается разрежение, что заметно по движению воды из накопительной емкости для биогаза в сторону резервуара-генератора - стравливание прекращаем. Попытки стравливания воздуха продолжаем по мере повышения давления выделенного биогаза.
Работа устройства для удаления воздуха осуществляется следующим образом: при подаче воздуха в надувной резиновый шар, он увеличивается в объеме, вытесняя воздух из резервуара реактора через открытый газозабор-
ный кран, от которого в это время отсоеденен газольдер. В момент, когда резиновый шар полностью вытеснит воздух из резервуара-генератора, его патрубок перекрывается колпачком, навинченным на внешнюю резьбовую часть патрубка резинового шара, а к газозаборному крану с помощью полимерных трубок снова присоеденяется газольдер. Таким образом пространство над навозом будет лишено остатков воздуха, которое не попадет с биогазом в газгольдер. После установления в резервуаре с биомассой соответствующей температуры начинается процесс брожения. Примерно через 20 минут от начала брожения начинаем постепенно выпускать воздух из резинового шара по мере повышения давления выделяемого биогаза. В случае, если давление выделяемого биогаза недостаточное и в резервуаре, при выпускании воздуха из шара устанавливается разрежение, что заметно по движению воды из газгольдера в сторону резервуара-генератора - выпускание временно прекращаем до повышения давления выделяемого биога-за.Так пространство над навозом лишается остатков воздуха, который уже не попадет с биогазом в газгольдер.
Таким образом, избавившись от воздуха в резервуаре-генераторе биогазовой установки, техническим путем можно уменьшить энергозатраты на очистку, увеличить концентрацию метана, а также улучшить качество биогаза и, следовательно, его теплообразующую способность.
Список литературы:
1. Калетник Г.М. Влияние биоэнергетики на экологическое состояние окружающей среды Украины // Вестник аграрной науки. - 2009. - № 10. -С. 53-57.
2. Веденев А.Г., Веденева Т.А. Биогазовы технологи в Кыргызской Республике. - Б.: Типография «Евро», 2006. - С. 90.
3. Семененко И.В. Оборудование и процессы метанового сбраживания органических отходов: учебн. [для студентов, аспирантов, специалистов в области экологии и нетрадиционной энергетики ] / И.В. Семененко, М.Г. Зин-ченко. - Харьков: Учебник НТУ «ХП1», 2012. - 272 с.
СИСТЕМА ОБРАЩЕНИЯ С ТВЕРДЫМИ БЫТОВЫМИ ОТХОДАМИ В ТОКИО
© Холявко Т.И.*
Санкт-Петербургский государственный университет, г. Санкт-Петербург
Статья посвящена существующей системе обращения с твердыми бытовыми отходами в Токио. Приводится обзор, содержащий в себе
* Студент кафедры Геоэкологии и природопользования.
