CS209718B1 - Způsob anaerobního vyhnívání zvířecích exkrementů za současného zvýšení produkce metanu a vodíku - Google Patents

Způsob anaerobního vyhnívání zvířecích exkrementů za současného zvýšení produkce metanu a vodíku Download PDF

Info

Publication number
CS209718B1
CS209718B1 CS888079A CS888079A CS209718B1 CS 209718 B1 CS209718 B1 CS 209718B1 CS 888079 A CS888079 A CS 888079A CS 888079 A CS888079 A CS 888079A CS 209718 B1 CS209718 B1 CS 209718B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
methane
anaerobic
waste
hydrogen production
anaerobic digestion
Prior art date
Application number
CS888079A
Other languages
English (en)
Inventor
Jiri Barta
Jaroslav Jonas
Vladimir Krumphanzl
Jiri Mostecky
Dobromil Vesely
Jiri Zajicek
Original Assignee
Jiri Barta
Jaroslav Jonas
Vladimir Krumphanzl
Jiri Mostecky
Dobromil Vesely
Jiri Zajicek
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiri Barta, Jaroslav Jonas, Vladimir Krumphanzl, Jiri Mostecky, Dobromil Vesely, Jiri Zajicek filed Critical Jiri Barta
Priority to CS888079A priority Critical patent/CS209718B1/cs
Publication of CS209718B1 publication Critical patent/CS209718B1/cs

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu anaerobního vyhnivání zvířecích exkrementů za současného zvýšení produkce metanu a vodíku.
Je dobře známo vyhnívání nej různějších zemědělských a městských odpadů právě tak jako koncentrovaných odpadních vod potravinářského průmyslu, např. odpadních vod z průmyslu zpracovávajícího melasu,, z droždáren atd. Tak např. je známá vícestupňová anaerobní fermentace jako stupeň předeíštení odpadních vod z droždáren, Při tom vzniká hořlavý plyn s 50-60 % metanu a 4-7 % vodíku /brit, pat, č. 307 587, US pat. číslo 1 751 459/. Podobně jsou propracovány i anaerobní procesy, at se jedná o chlévskou mrvu, tekuté odpady - exkrementy z chovů hospodářských zvířat a nebo jiných zemědelsko—potravinářských výrob. Mnoho odborných publikací je věnováno bioinženýrské problematice a např. Converse J, C. et. al. /Pap. No 77 0451 Meet. Of. the Am. Soc. of Agric.
Eng., 1977 Michígen 49 085/ podávají popis operací a popisují tvar, počet a jinou charakteristiku anaerobních fermentů pro produkcí bioplynu z odpadů z kuřecích farem. Fischer J. R. / ve stejném sborníku Pap. No 77 4052/ popisuje stejnou problematiku pro případ velkovýkrmen vepřů a prasečích chovů. Oba tyto novější příspěvky se nezabývají zásahem do vlastního fermentačního procesu. Stabilitou procesu z hlediska produkce metanu se zabývá práce Kroekera E. J. et. al. /Canadian Soc.
Agr. Meet., Otava 1976/. Uvedený autor zpracovává různé Živočišné odpady v anaerobním procesu a věnuje se stabilitě procesu z hlediska teplotního režimu promíchávání fermentovaného media, avšak opět neuvažuje o jiném zásahu, který by ovlivnil látkovou bilanci procesu za současného zvýšení produkce hořlavých složek bioplynu /metan, vodík/. Rozkvášení - inokulaci anaerobních fermentačních systémů v poloprovozním měřítku se věnuje práce Lappa et. al. /Asae Pub. No. Proč. 275, Michigan 1975/.
Podrobný přehled o využívání Živočišných odpadů k získání bioplynu podává Taiganidese E. P. /Animal Wastes Ltd., Barking, Essex, England 1977/. Ani v této publikaci není uvazováno o vyrovnání látkové bilance ve vztazích C:N:P a možnostech intenzifikace produkce hořlavých složek bioplynu, tj. metanu a vodíku. Při dosavadních způsobech tzv. anaerobního metanového vyhnívání se zvířecí exkrementy zpracovávají v původní formě. V některých případech se exkrementy před anaerobním procesem mechanicky separují. Tato modifikace procesu však vede od kvantitativními snížení množství bioplynu. Odpady přicházejí do anaerobního systému a regulace, případně usměrňování prosesu se provádí prakticky pouze úpravou teploty a promícháváním media /plynem, čerpadly, míchadly/. Pouze při poruchách procesu /konverze do kyselé oblasti pH/ se upravuje reakce vápenným mlékem. Podle teploty rozeznáváme potom bud procesy mezofilní /30 až 45 °C/ nebo termofilní /kolem 55 °C/. Tak například při jednom z procesů anaerobního vyhnívání přicházejí do procesu výkaly o průměrné koncentraci 5 Z sušiny, tj. 50 g/1, z čehož je 42 g/1 organických látek. Obsah dusíku se pohybuje kolem 4 g/1. Při mezofílním procesu za teploty kolem 42 °C a po 15 - 20 dnech anaerobní fermentace dochá2 x 50% odbourání organických látek. Obsah dusíku se snižuje pouze nepatrně a prakticky se nemění. Mění se pouze jeho formy, hlavně na dusík vázaný v amonikální a z části v amidické a bílkovinné formě. V průběhu fermentace dochází k vývoji plynu a z 1 kg vnesených organických látek vzniká 560-580 1 plynu, tj. z organických látek odbouraných z 50 % vzniká cca 1 160 1 plynu s obsahem
62-63 % metanu, 35 7° kysličníku uhličitého,
1,5 % vodíku a 0,3-0,5 % sirovodíku a zbytek je tvořen dusíkem a vodní parou. pH vody po anaerobním procesu se pohybuje kolem 8-8,5. Proces je dále závislý na mnoha dalších faktorech a je ovlivněn např, tím, zda jsou zpracovány exkrementy čerstvé nebo starší, ve kterých jíž probíhá intenzívní míkrobieiní činnost často nežádoucím směrem.
To se stává např. pří dlouhém skladování odpadu atd, Předčasný spontánní mikrobiologický proces probíhající často i za oxidativních podmínek může potom vést k odčerpání nutných živin, stopových prvků a růstových stimulátorů pro obě fáze anaerobního procesu tj. jak pro tvorbu organických kyselin tak pro tvorbu metanu.
Nedostatky, zejména pokud jde o množství vyprodukovaného bioplynu, odstraňuje způsob anaerobního vyhnívání zvířecích exkrementů dle vynálezu, jehož podstatou je, že do procesu přiváděné zvířecí exkrementy se upravují přídavkem odpadních zdrojů uhlíku s výhodou silážních odpadních vod, rostlinných štáv, tkání apod., ták, aby bilanci odpovídající ooměr dusíku byl k uhlíku v rozsahu 1:8 až 1:40.
Zvířecími exkrementy se rozumí zejména fekálie z velkovýkrmen a velkochovů hospodářských zvířat. K vyrovnání bilance C:N se používají některé na uhlík bohaté odpadní vody nebo látky se snadno transformovatelnými uhlíkatými složkami, kde bilance pro daný mikrobiální proces je nevýhodná pro tvorbu metanu. Takovým typem odpadních vod jsou například silážní vody, výlisky z rostlinných tkání, odpadní vody z konzervárenských a lihovarských průmyslů atd.
Uvedený anaerobní proces může být veden v jednom až šesti stupních. Pro selekci, specifické mikroflóry vzhledem k heterogenitě zpracovávaného materiálu je výhodné, že celý systém je rozdělen do několika samostatných reakčních stupňů.
Do anaerobního procesu dle vynálezu se mohou za účelem zrychlení a optimalisace přidávat mikrobiální stimulátory obsahující aminokyselinový dusík, vitamíny,skupíny B a stopové prvky s výhodou melasové lihovarské výpalky, odpady z výroby potravinářských koncentrátů a škrobárenského průmyslu.
Podle způsobu dle vynálezu se předpokládá vyrovnání bilance uhlíku k dusíku a to podle daného složení zpracovávaných odpadů exkrementíi z živočišné výroby. V tomto druhu odpadů není ve většině případů poměr dusíku k uhlíku příznivý žádoucímu procesu a pohybuje se v poměrech 1:5 až 1:6. Pouze v případech používání specifické podestýlky bohaté na mikrobiologicky lehce degradovatelné uhlíkaté látky je uvedený poměr o něco příznivější. Vyrovnáme-li však tento nepříznivý poměr na hodnoty dusíku k uhlíku 1:8 až 1:40 vhodnou látkou, případně organickou hmotou, dochází k dalšímu intenzivnějšímu procesu a větší produkci bioplynu s vysokým obsahem metanu. Tak např. přidáme-lí k anaerobně zfermentovaným exkrementům modelově některé látky, jako např. soli kyseliny propíonové, maselné, mléčné nebo sacharidy, jež reprezentují hlavní složky silážních odpadních voú, dochází k další tvorbě bioplynu.
Výrazně však lze proces v mnoha případech příznivě ovlivnit zejména ve směru zkrácení doby fermentace přídavkem stimulátorů ovlivňu jících mikrobiální, v našem případě bakteriální, činnost. Mezi tyto stimulátory patří vitaminy skupiny B, hlavně ve svém fosfob ilkovinném komplexu, některé aminokyseliny a stopové prvky. Vhodnými přídavky lze proces zkrátit z 15-20 dní na 8-12 dní.
Tak například přídavkem silážní vody ze směsných rostlinných materiálů o koncentraci 10,7 % sušiny s obsahem 92,5 g organických látek ke kejdě s obsahem 52 g sušiny a 44 g organických látek na konečnou sušinu 77 g/1 a 66 g/1 organických látek lze zvýšit produkci hořlavých látek o 60-66 %, Při procesu dochází k současnému snížení obsahu amoniakálního dusíku v médiu po fermentací o 35-40 % a k usměrnění pH do oblasti 7,4-7,6 /místo 8,0-8,1/. Snížením amoniakálního dusíku dochází k jistému zlepšení procesu, nebot se usnadní případné dočištění.
Dále jsou uvedeny příklady provedení způsobu dle vynálezu.
Příklad 1
Do vzduchotěsné nádrže o obsahu 15 m^ opatřené odvodem plynu a mísícím zařízením pomocí bioplynu se napustí 10 m^ vepřových exkrementů obsahujících 540 kg sušiny, z čehož je 460 kg organických látek. Ihned poté se připustí 2,5 ra^ silážních odpadních vod ze směsných rostlinných materiálů /hlavní podíl řepný chrást/ s celkovým obsahem 265 kg sušiny, z čehož je 235 kg organických látek a 3 kg zahuštěných melasových výpalkň /78 % sušiny/ rozpuštěných v 10 1 vody. Poté se ponechá fermentovat při teplotě 44 C po dobu 15 dnů. pH se udržuje na hodnotě 7,5 přídavkem NaOH.
V průběhu fermentace vzniklo 389,2 m^ bioplynu o obsahu 61,5% kysličníku uhličitého, 1,8 % vodíku a 0,4 % sirovodíku a zbytek je tvořen dusíkem a vodní parou,
Příklad 2
Do vzduchotěsné nádrže o obsahu 15 m^ opatřené odvodem plynu a mísícím zařízením pomocí bioplynu se napustí 10 m^ anaerobně vyhnilých vepřových exkrementů obsahujících 250 kg zbytkové sušiny, z čehož bylo 225,5 kg organických látek. Ihned potom se připustilo 2,.5 mJ silážních odpadních vod ze směsných rostlinných materiálů /hlavní podíl řepný chrást/ s celkovým obsahem 265 kg sušiny, z čehož je 235 kg organických látek a 4 kg zahuštěných melasových výpalků /78 % sušiny/ rozpuštěných v 10 1 vody. Poté se ponechá fermentovat po dobu 12 dní při teplotě 44 °C, pH se udržuje pomocí NaOH na hodnotě 7,5. V průběhu fermentace vzniklo 109,5 m bioplynu s obsahem 58,3 % metanu, 38,4 % kysličníku uhličitého, 2,3 % vodíku, 0,2 % sirovodíku, 0,7 % dusíku a zbytek byl tvořen vodní parou.

Claims (3)

1. Způsob anaerobního vyhnívání zvířecích exkrementů za současného zvýšení produkce metanu a vodíku vyznačený tím, že do procesu přiváděné zvířecí exkrementy se upravuji přídavkem odpadních zdrojů uhlíku, například silážních odpadních vod, rostlinných Štáv a tkání, na bilanci odpovídající poměru dusíku k uhlíku v rozsahu 1:8 až 1:40.
2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že se anaerobní proces vede v jednom až šesti stupních.
3. Způsob podle bodu 1 a 2 vyznačený tím, že se přímo do anaerobního procesu přidávají mikrobiálně stimulátory obsahující aminokyselinový dusík, vitaminy skupiny B a stopové prvky s výhodou me.lasové lihovarské výpalky, odpady z výroby potravinářských koncentrátů a škrobárenského průmyslu.
CS888079A 1979-12-17 1979-12-17 Způsob anaerobního vyhnívání zvířecích exkrementů za současného zvýšení produkce metanu a vodíku CS209718B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS888079A CS209718B1 (cs) 1979-12-17 1979-12-17 Způsob anaerobního vyhnívání zvířecích exkrementů za současného zvýšení produkce metanu a vodíku

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS888079A CS209718B1 (cs) 1979-12-17 1979-12-17 Způsob anaerobního vyhnívání zvířecích exkrementů za současného zvýšení produkce metanu a vodíku

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS209718B1 true CS209718B1 (cs) 1981-12-31

Family

ID=5439998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS888079A CS209718B1 (cs) 1979-12-17 1979-12-17 Způsob anaerobního vyhnívání zvířecích exkrementů za současného zvýšení produkce metanu a vodíku

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS209718B1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sakar et al. Anaerobic digestion technology in poultry and livestock waste treatment—a literature review
Zeeman Mesophilic and psychrophilic digestion of liquid manure
US4041182A (en) Bio-protein feed manufacturing method
Angelidaki et al. Codigestion of manure and organic wastes in centralized biogas plants: status and future trends
SI20979A (sl) Postopek in naprava za pridobivanje bioplina, ki vsebuje metan, iz organskih substanc
CN103999825B (zh) 一种利用污水处理废料制备蚯蚓养殖基料的方法及由此得到的基料
Hutňan Maize silage as substrate for biogas production
CN112441859A (zh) 一种好氧-厌氧两步发酵处理疫病动物废水的方法
Marchetti et al. Inoculum production from pig slurry for potential use in agricultural biogas plants
Williams et al. Effect of nickel on biological methane generation from a laboratory poultry waste digester
Sohil et al. Sustainable solutions to animal waste: climate change mitigation and bioproduct harvest
EP0159054B1 (en) A process for producing methane from solid vegetable material
Tran et al. Nitrogen turnover and loss during storage of slurry and composting of solid manure under typical Vietnamese farming conditions
Rabiu et al. Increasing biogas production of rumen fluid using cattle manure collected at different time as a substrate
SU1838415A3 (ru) Cпocoб пoлучehия биoгaзa
Wohlt et al. Thermophilic methane production from dairy cattle waste
DE102012211781A1 (de) Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus stickstoffhaltiger Biomasse, einschließlich Ammoniakfermentation und Biogasfermentation
Jantrania High-solids anaerobic fermentation of poultry manure
Bryant et al. Biological potential of thermophilic methanogenesis from cattle wastes
CS209718B1 (cs) Způsob anaerobního vyhnívání zvířecích exkrementů za současného zvýšení produkce metanu a vodíku
Itodo et al. A comparative analysis of biogas yield from poultry, cattle and piggery wastes
Verrier et al. The French programme on methane fermentation
Goel et al. Anaerobic Treatment of Food Processing Wastes and Agricultural Effluents
HILLS et al. Methane gas from high solids digestion of poultry manure and wheat straw
RU2061034C1 (ru) Способ ведения процесса метанового брожения