МЕНЮ


Фестивали и конкурсы
Семинары
Издания
О МОДНТ
Приглашения
Поздравляем

НАУЧНЫЕ РАБОТЫ


  • Инновационный менеджмент
  • Инвестиции
  • ИГП
  • Земельное право
  • Журналистика
  • Жилищное право
  • Радиоэлектроника
  • Психология
  • Программирование и комп-ры
  • Предпринимательство
  • Право
  • Политология
  • Полиграфия
  • Педагогика
  • Оккультизм и уфология
  • Начертательная геометрия
  • Бухучет управленчучет
  • Биология
  • Бизнес-план
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Банковское дело
  • АХД экпред финансы предприятий
  • Аудит
  • Ветеринария
  • Валютные отношения
  • Бухгалтерский учет и аудит
  • Ботаника и сельское хозяйство
  • Биржевое дело
  • Банковское дело
  • Астрономия
  • Архитектура
  • Арбитражный процесс
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Административное право
  • Авиация и космонавтика
  • Кулинария
  • Наука и техника
  • Криминология
  • Криминалистика
  • Косметология
  • Коммуникации и связь
  • Кибернетика
  • Исторические личности
  • Информатика
  • Инвестиции
  • по Зоология
  • Журналистика
  • Карта сайта
  • Реферат: Подготовка и использование жидкого навоза

    Реферат: Подготовка и использование жидкого навоза

    Таблица 22

    Продолжение

    1 2
    Напор, кПа 147,1
    Частота вращения рабочего органа, об/мин 965
    Мощность электродвигателя, кВт 10
    Габаритные размеры, мм
    длина 4765
    ширина 780
    высота 620
    Масса, кг 577
    Обслуживающий персонал, человек 1

    Окончание 2 главы

    Подготовка и использование жидкого навоза.

    Жидкий навоз можно использовать несколькими способами: 1) вносить в почву мобильными цистернами, оборудованными специальными разбрасывателями; 2) подавать на поле насосами по трубам и вносить с поливной водой; 3) разделив навоз на твердую и жидкую фракции, раздельно вносить их и т.п.

    Жидкий навоз при хранении легко расслаивается и, если некоторое время его не перемешивать, на поверхность всплывут солома и мякина, а такие тяжелые частицы, как силос и почва, осядут на дно. В хранилищах обычного размера толщина всплывающего слоя за месяц увеличивается примерно на 10 см и к концу стойлового периода достигает 70 см. поэтому перед забором навоза из хранилища его нужно тщательно перемешивать.

    Известны три способа перемешивания бесподстилочного навоза: механический (крестообразными, решетчатыми и лопастными мешалками), гидравлический (гидромониторами) и пневматический (компрессорами).

    Так как мешалки хорошо перемешивают навоз в небольших хранилищах (емкостью до 250 м3), принимаем в нашем случае для перемешивания жидкого навоза в навозоприемнике решетчатую мешалку.

    Навоз - ценное органическое удобрение, состоящее из твердых и жидких выделений животных, поэтому после обеззараживания (сбраживания) вносим его в почву мобильными цистернами.


    3.         Конструкторская разработка проекта.

    Биоэнергетическая установка для метанового сбраживания жидкого навоза.

    3.1.1.            Обоснование необходимости совершенствования процесса утилизации навоза.

    Сельскохозяйственные животные часто поражаются заболеваниями, вызываемыми паразитическими червями - гельминтами. Из-за пораженности животных гельминтами наша страна ежегодно недополучает не менее 10% продукции животноводства и, в первую очередь, молока и мяса. Снизить степень пораженности животных гельминтами и болезнетворными бактериями можно лишь при внедрении в практику мер, профилактирующих возможность заражения.

    Обычно гельминтами животные заражаются, заглатывая с кормом или водой их яйца-личинки, которые попадают во внешнюю среду с калом животных. Вот почему уничтожение их в навозе перед использованием его в качестве удобрения, особенно на пастбищах и полях, предназначенных под кормовые культуры, имеет большое профилактическое значение.

    Методы дегельминтизации "твердого" подстилочного навоза разработаны еще в тридцатых годах нашего столетия. Яйца и личинки гельминтов не переносят температуру свыше 40°, и в течение примерно минуты погибают при температуре 60°. Вот почему был предложен метод биометрической дегельминтизации навоза, учитывающий способность "твердого" навоза домашних животных к самонагреванию.

    В последние годы, в связи с получением в хозяйствах не только "твердого", но и жидкого навоза, вопрос о его дегельминтизации возник вновь и только начинает изучаться.

    Разбавление навоза водой перед хранением или во время хранения в соотношении 1:10 увеличивает период выживаемости патогенных бактерий более чем в три раза.

    Длительные периоды выживаемости микрофлоры в жидком навозе, зараженном возбудителями заболеваний, указывают на то, что даже после длительного хранения сохраняется потенциальная опасность инфекции. Масштаб ее зависит, в первую очередь, от санитарного состояния поголовья, быстроты установления пораженности скота какой-либо инфекционной болезнью, оперативности и действенности противоэпизоотических мероприятий.

    Применяемые методы обеззараживания навоза не должны снижать качества навоза как удобрения и отрицательно влиять на плодородие и биологические процессы в почве.

    3.1.2.                    Анализ существующих технологий обеззараживания жидкого навоза.

    Для обеззараживания жидкого навоза используют химический, термический, биологический и механический способы обработки.

    1) Химический способ. Химические вещества целесообразно применять для изменения рН среды жидкой фракции навоза, а также в борьбе с запахом. Например, при аэробной обработке навозной массы, по данным исследований, проведенных в Швейцарии, в нее достаточно добавить сульфат аммония в концентрации 14 кг/м3 для нейтрализации сероводорода и ппочти всех производных азота. Сульфат аммония можно засыпать и в навозожижесборнники, расположенные в животноводческих зданиях.

    2) Термический способ. Используют против возбудителей заболеваний и их спор. Однако, широкое распространение они могут получить тогда, когда будут созданы экономичные тепловые условия.

    3) Биологический способ. Наиболее совершенный способ обработки жидкого навоза. При этом возможны два варианта - анаэробная и аэробная обработки. При аэробной обработке выделяется меньше зловонных газов, чем при анаэробной. Однако в первом случае для окисления навоза требуются большие площади (1 га на 200 коров). Чтобы избежать этого, используют различные механические системы для введения кислорода - аэробные ямы, лагуны, окислительные каналы, бункера с аэрацией под давлением и т.д.

    При выборе технологии обработки и соответствующего оборудования важно знать состав экскрементов и их основные характеристики: потребность в кислороде, количество твердых и летучих веществ, запах и др.

    3.2.1.                    Технология утилизации навоза.

    Учитывая приведенные выше условия и то, что обеззараживание жидкого навоза должно быть простым и не требовать больших материальных затрат, принимаем биологический способ сбраживания навоза в анаэробных условиях.

    Растения, идущие на корм животным, используются последними лишь на 30-40%, остальная же часть органического вещества идет в навоз. Навоз, навозная жижа и растительные отходы, внесенные в почву под воздействием солнца, воздуха и воды, разлагаются в аэробных условиях и отдают в атмосферу до 350 тысяч ккал тепла на 1 т свежего навоза.

    Одним из эффективных способов сокращений указанных потерь является метановое сбраживание навоза и растительных отходов в биологических гумусно-газовых установках.

    Важным свойством метанового сбраживания является обеззараживание навоза от ряда болезнетворных бактерий, гельминтов и семян сорных трав. Благодаря этому сбраженный навоз можно вносить под все культуры. Установлено также, что мухи в сбраженном навозе не размножаются, отложенные в нем личинки погибают.

    По данным бывшего запорожского филиала ВИЭСХ, десятидневное метановое сбраживание навоза в бродидьных камерах биогазовой установки обеспечивает полное обеззараживание навоза от яиц и личинок ряда гельминтов - аскарид, трихоцефалят, дикройцелей и стронголят. Все эти факты свидетельствуют о том, что метановое сбраживание навоза является важной санитарной мерой против значительной части заболеваний животных.

    Анаэробное метановое сбраживание навоза и растительных отходов в биогазовых установках обогащает их бактериями метанового брожения, повышает удобрительные качества за счет сохранения азота и перевода значительной части его в легкоусвояемую растениями минеральную форму. Распад органических веществ сопровождается частичным окислением углерода в углекислоту и образованием метана с незначительным выделением тепла. Из каждой тонны навоза выделяется в среднем 50 м3 биогаза.

    Что же такое биогаз? Этим термином обозначают газообразный продукт, получаемый в результате анаэробной, то есть происходящей без доступа воздуха, ферментации (перегревания) органических веществ самого разного происхождения. В любом крестьянском хозяйстве в течение года собирается значительное количество навоза. обычно после разложения его используют как органическое удобрение. Однако мало кто знает, какое количество биогаза и тепла выделяется при ферментации. А ведь эта энергия тоже может сослужить хорошую службу сельским жителям.

    Биогаз - смесь газов. Его основные компоненты: метан (СН4) - 55-75% и углекислый газ (СО2) - 28-43%, а также в очнь малых количествах другие газы, например, сероводород (Н2S).

    В среднем 1 кг органического вещества, биологически разложимого на 70%, производит 0,18 кг углекислого газа, 0,2 кг воды и 0,3 кг неразложимого остатка.

    Поскольку разложение органических отходов за счет деятельности определенных типов бактерий, существенное влияние на него оказывает окружающая среда. Исследования показывают, что для нормального процесса метанового сбраживания навоза и растительных отходов необходимо обеспечить следующие условия: защита бродильных камер от проникновения воздуха и света; слабощелочная реакция среды (рН в пределах 7 - 7,8), содержание летучих жирных кислот не более 2 000 мг/л.

    Оптимальными температурами для размножения метановых бактерий являются 30 - 34° (мезофильное брожение) и 50 - 55° (термофильное брожение).

    При термофильном брожении биохимические процессы протекают более интенсивно, однако при этом затрачивается больше тепла. Вот почему более экономичным считается мезофильное брожение.

    3.2.2.                   Расчет процесса метанового сбраживания проводим в такой последовательности:

    Объем навозоприемника:

    Vn= aсут´t0´kB'

                    rn

    где aсут - суточный выход навоза (влажность 92%) - 22 741,6 кг.

    rn - плотность навоза, кг/м3 (rn= 1020 кг/м3);

    tn - время накопления навоза, сут;

    kB - коэффициент, учитывающий изменение плотности навоза, в зависимости от исходной влажности (kB = 1,5).

    Vn=

    Принимаем объем навозоприемника равным 70 м3.

    Объем емкости для нагрева:

    V0=

    где t0 - время нагрева, сут;

    k'B - коэффициент, учитывающий изменение объема, в зависимости от температуры нагрева.

    V0=

    Принимаем объем емкости для нагрева равным 30 м3.

    Объем менантенка:

    Vм =

    где q - суточная доза загрузки менантенка, %.

    Vм =

    Принимаем объемы двух менантенков равными V1м = 225 м3 и V2м = 225 м3.

    Продолжительность сбраживания:

    tсб = 100/q',  сут, ….   Стр. 115 [1],

    где q' - выход биогаза, приходящийся на 1т переработанного навоза, м3.

    tсб = 100/20 = 5 сут.

    Суточный выход биогаза:

    Gб = Qсутq',    м3,….  Стр 115[1].

    Gб = 22 741,6 ´ 20 = 440 м3 биогаза.

    Объем газгольдера:

    VГ =

    где tн.б. = время накопления биогаза за сутки, г.

    VГ =

    Принимаем объем газгольдера равным 220 м3.

    Общая тепловая энергия получаемого биогаза:

    Qобщ = Gб´Сб,    МДж,    стр 115[1],

    где Сб = 24 МДж/м3 - теплотворная способность бигаза.

    Qобщ = 24´440 = 10 560 МДж.

    Расход теплоты на нагрев исходного навоза с t1 = 8°С до t2 = 35°С (мезофильный режим).

    Qм.р. =

    где Сн - теплоемкость навоза (Сн = 4,06 кДж/(кг´°С));

    h= КПД нагревательного устройства (h=0,7).

    Qм.р. =

    Расход теплоты на собственные нужды:

    Qс.н. = Qм.р. + Qк.т. ,  МДж,…… 115[1],

    где Qк.т. - расход теплоты на компенсацию теплопотерь.

    Qс.н. = 3 561,3 + 200 = 3 761,3 МДж.

    Общее количество биогаза, идущего на собственные нужды:

    Gб.н. = Qс.н./Сб ,  м3, ………115[1],

    Gб.н. =

    Выход товарного биогаза:

    Gб.т. =Gб - Gб.н. , м3, ……115[1].

    Gб.т. = 440 - 156,7 = 283,3 м3.

    Коэффициент расхода биогаза на собственные нужды:

    hб =

    hб = 156,7¸440 = 0,35.

    Тепловая мощность котла КГ-1500:

    Wк = 1500Сб/Gб ,  МДж, …….115[1],

    где Сб = 24 МДж/м3. - теплотворная способность биогаза.

    Wк =

    Продолжительность работы котла - парообразователя для собственных нужд установки:

    tр =

    для обеспечения биогазовой установки теплотой необходимо два котла - парообразователя КГ-1500.

    Один килограмм твердых отходов может дать 0,25 м3 биогаза. По теплотворной способности 1 м3 газа соответствует 0,6 л жидкого топлива. В сутки для 100 коров на подогрев воды расходуется 5….6 м3 газа. Один Квт´ч электроэнергии соответствует расходу 0,7…..0,8 м3 газа. Одна тонна сброженного навоза увеличивает урожайность на 10 - 15% по сравнению с использованием буртового навоза.

    3.2.3.                   Технологическая схема биогазовой установки.

    Совершенными и экономичными признаны установки непрерывного действия, обеспечивающие равномерный выход биогаза и навоза.

    Установка состоит из навозоприемника 2 (см. рис.   ) полезной емкостью 70 м3, двух бродильных камер 13 и 18 (V1м =V2м = 225 м3), мерного резервуара 6 (V = 12 м3); насосных № 1 и № 2 с фекальными насосами; системы труб с арматурой, газгольдера 9 емкостью 220 м3.

    Рис.     Схема биогазовой установки на 400 голов КРС.

    1 - Навозные каналы; 2 - навозоприемник; 3 - мешалка; 4 - насосная № 1; 5,7 - трубопровод сырого навоза; 6 - мерный резервуар; 8,11 - газопровод; 9 - газгольдер; 10,12 - паропровод; 13 - менантенк № 1; 14 - котельная; 15 - трубопровод сырого навоза; 16 - трубопровод сброженной массы; 17 - распределительный ьак сырого навоза; 18 - менантенк № 2.

    Процесс сбраживания - мезофильный подогревом до 32 - 34°с, заполнение камер - непрерывное с ежесуточной подачей сырого навоза в количестве 5% от объема заполнения камер, т.е. длительность брожения составляет 20 - 21 день.

    Постоянная температура брожения поддерживается впуском пара в камеры брожения.

    Установка работает по следующей технологической схеме: навозная масса из коровника по закрытым каналам самосплавом подается в навозоприемник 2 (рис    ), где он смешивается с жижей и фекальным насосом перекачивается в мерный резервуар.

    Отсюда масса идет в распределительный бак сырого навоза, установленный на втором этаже насосной № 2. Из него самотеком поступает в бродильные камеры 13 и 18.

    Сброженная масса самотеком поступает в открытое навозохранилище. Из навозохранилища готовый жидкий навоз вывозят на поля жижерасбрасываетелями.

    Полученный в результате брожения газ собирается в верхней части бродильных камер и по трубопроводу поступает в газгольдер, проходя по пути через бак мокрой сероочистки (для освобождения от сероводорода). Давление в газгольдере - 300 - 400 мм вод. ст. из газгольдера газ, по мере надобности, подается потребителям.

    3.3.1.                   Конструкционный расчет менантенка.

    Самым важным элементом биогазовой установки является менантенк. От его конструкции зависит производительность и экономическая эффективность всей установки.

    Анализ форм менантенков.

    А) Овальная. Достоинства: наилучшие условия для перемешивания и отвода осадков, разрушения плавающей корки.

    Недостатки: высокая стоимость изготовления.

    Б) Цилиндрическо-коническая. Достоинства: обеспечивает удаление сверху корки, снизу - отстоявшегося субстрата (шлама)

    Материалы: сталь, пластмасса, бетон.

    В) Цилиндрическая. Достоинства: простая технологичность изготовления.

    Недостатки: условия для перемешивания тока жидкости менее благоприятно, требуют значительных удельных затрат энергии.

    Г) Наклонно-горизонтальное расположение цилиндрического менантенка.

    Достоинства: наклонное расположение облегчает стекание шлама к выгрузному отверстию, лучше заполнение, перемешивание.

    Недостатки: подземное расположение камеры сбраживания ухудшает теплотехнические показатели.

    Материалы: листовая сталь.

    Д) Горизонтальное расположение цилиндрического менантенка. Достоинства: позволяет сбраживать большое количество субстрата, экономия затрат, удобство разрушения корки.

    Недостатки: процесс брожения протекает стихийно, бесконтрольно, значительная продолжительность сбраживания.

    Принимаем для проекта цилиндрическо-коническую форму менантенка.

    Габаритные размеры реактора определяем, исходя из его емкости.

    Для теплоизоляции применяем маты из стеклянного штапельного волокна.

    Материалом для изготовления основного корпуса - листовая сталь.

    И, в заключение, отмечу:

    Учитывая перспективность анаэробной обработки отходов животноводства, во Всесоюзном Научно-Исследовательском Конструкторском и Проектно-технологическом Институте Органических Удобрений и Торфа (ВНИПТИОУ) в 1985 - 1988 гг. изучали влияние различных условий ферментации на свойства навоза КРС, а также эффективность применения сброженного навоза в качестве органического удобрения.

    Выводы:

    1)     В результате анаэробной переработки общее содержание основных биогенных и гумусообразующих веществ в навозе КРС не претерпевало заметных изменений. В месте с тем метангенерация сопровождалась специфическими изменениями в содержании аммонийного азота, углерода, сухого органического вещества, аминокислот и жирных летучих кислот.

    2)     Анаэробная переработка бесподстилочного навоза обеспечивала эффективное обеззараживание его от семян сорных растений, яиц гельминтов.

    3)     В процессе метановой ферментации отмечалось улучшение реологических свойств сброженного навоза: снижалось общее содержание взвешенных частиц, количество частиц крупного размера, уменьшалась плотность навоза.

    4)     Влияние сброженного бесподстилочного навоза КРС на урожай и качество сельскохозяйственных культур не уступало действию исходного бесподстилочного навоза.

    3.3.2.                   Меры безопасности при изготовлении и монтаже менантенка биогазовой установки.

    а) При механической обработке резанием и шлифованием электроинструмента.

    Вид опасности: опасность электротравмы; травмирование срезанным металлом (стружкой); высокое содержание абразивной пыли в воздухе (при шлифовке); возможность электротравмы, ожога.

    Меры безопасности: металлический корпус электроинструмента необходимо заземлить; работать с электроинструментом в диэлектрических калошах и перчатках; работать с применением средств индивидуальной защиты (очки, головной убор, респиратор); не проверять шероховатость обрабатываемой детали на ощупь; стружку и абразивную пыль сметать щеткой.

    Страницы: 1, 2


    Приглашения

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хореографического искусства в рамках Международного фестиваля искусств «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хорового искусства в АНДОРРЕ «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»




    Copyright © 2012 г.
    При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.