Получение биогаза из отходов птицеводческой промышленности

Что такое биогаз и какие преимущества его получение может дать системам производства птицы?

Компания “Evonik Animal Nutrition” десятилетиями помогала предпринимателям-птицеводам составлять рационы, повышающие использование питательных веществ, а, следовательно, снижающие их выделение с отходами и улучшающие экологию. Однако птица всех видов, как и другие животные, выделяет помет. На протяжении своего жизненного цикла бройлеры, несушки, родительское бройлерное поголовье и ремонтные несушки выделяют соответственно около 2,5, 20-30, 44 и 8 фунтов помета в расчете на голову (Ritz and Merka, 2013). По своему составу этот помет содержит около 75% влаги, 3-5% азота, 1,5-3,5% фосфора, 1,5-3% калия и значительные количества таких ценных минеральных элементов, как кальций, магний и сера (Chastain et al, 2001). Поэтому неудивительно, что птичий помет в больших количествах используется в качестве удобрения под сельскохозяйственные культуры. Хотя доказано, что помет является хорошей альтернативой синтетическим удобрениям вследствие более низкой стоимости, непосредственное применение необработанного помета на полях не рекомендуется. Например, это нередко связано с плохим запахом, попаданием питательных веществ в поверхностные и подземные воды, эмиссией аммиака (NН3), метана (СН4) и окиси азота (N2О) (Dunkley, 2014). Вместо этого птичий помет обладает более высокой экономической и экологической ценностью при превращении органических компонентов в биогаз и использовании получаемого неорганического остатка на удобрение.

Биогаз и Возобновляемый Естественный Газ (RNG) – это экологичные источники энергии, приобретающие в настоящее время всё большее значение как часть повседневного обеспечения энергией. Биогаз представляет собой смесь двуокиси углерода СО2 и метана СН4, которая может использоваться либо непосредственно как источник тепла, либо в качестве горючего, обеспечивая высокий выход энергии на квадратный фут площади, содержащей помет. Предприятия для получения биогаза располагаются вблизи птицеферм, на эти предприятия транспортируется помет с этих ферм. Материал измельчают, перемешивают, гидролизуют, а затем с помощью ферментов превращают в биогаз в анаэробном резервуаре. Этот биогаз затем очищают для повышения выхода энергии. Отделяя СО2 от биогаза, можно достичь его высокой чистоты, соответствующей стандарту для природного газа, в котором содержится более 96% метана.

Компания “Evonik” разработала технологию, повышающую эффективность и рентабельность предприятий по производству биогаза. Технология состоит в использовании мембран с высокой степенью избирательности, изготавливаемых из цилиндрических полимерных волокон, устойчивых к температуре и давлению и обладающих высокой производительностью. Эти полые модули волокнистых мембран, названные SEPURAN®Green, обладают способностью к эффективному отделению СО2 от СН4.

Мембрана разделения газов SEPURAN®Green работает на принципе селективной проницаемости через поверхность мембраны. Движущей силой проникновения через мембрану является разница между парциальным давлением газов внутри полых волокон и с их наружной стороны. При этом СО2 биогаза проникает через мембрану, а метан остается внутри нее. Технология мембраны SEPURAN® доказала свою эффективность в условиях производства уже в течение десяти лет, имеются около 800 положительных отзывов в мире и около ста в США в отношении отходов как разных ферм, так и перерабатывающих предприятий.

Бройлерная ферма в селе. Компания “Shandong Minbe Animal Husbandry” имеет бройлерную ферму в деревне Пенглаи провинции Шендонг, где выращивают около миллиона бройлеров в год. Это самая крупная и успешная бройлерная компания в США, и для нее очень важна очистка от помета и сточных вод. Удовлетворенная результатами работы технологии компании “Evonik”, “Shandong Minbe” приняла решение закупить еще одну такую технологию для второго предприятия по производству биогаза. Работая совместно с давним партнером “EnviTec Biogas”, известный производитель оборудования для газовых предприятий “EnviTec”, Германия, установила два таких комплекта оборудования. Производительность каждого из них – 1000 куб. нанометров в час. Таким образом, две установки могу производить 2000 куб. нанометров метана в час. Из 700 тонн помета получается ежедневно 2,5 млн. куб. футов биогаза, которые превращаются в 1,4 млн. куб. футов RNG. При этом эмиссия СО2 от продуктов на основе нефти снижается на 1800 тонн.

Как использовать преимущества для отходов птицы? Хотя преимущества описанной технологии бесспорны, некоторые предприниматели сомневаются. Причинами этого могут быть высокие начальные капиталовложения и недостаточный технический уровень предприятия. Многие предприниматели намерены покупать помет и превращать его в качественный газ, передаваемый по трубам, освобождая фермеров от этих затрат.

Дело продвигают вперед компании, специализирующиеся на технологиях сбора биогаза, его очистки и продажи. Кроме того, применяя систему производства биогаза с использованием мембраны SEPURAN®Green, можно превращать птичий помет в три ценных продукта: биогаз, двуокись углерода и удобрение. Таким образом, можно получать прибыль, в то же время имея источник энергии и снижая эмиссию парникового газа, а также нейтрализуя вредные для окружающей среды токсичные отходы. Такое поступление источника энергии обеспечивает снижение потребности в природном газе при одновременном снижении давления на окружающую среду.

Снижается выделение углерода в окружающую среду. Так как правительства особенно заботятся о принятии «зеленых» решений, нет лучшего времени для внедрения разработок, имеющих отношение к экологии. Особое значение имеет производство биогаза в свете современного энергетического кризиса в Европе, а также стремления к снижению инфляции.