RU2351552C1 - Средство для увеличения выхода биогаза - Google Patents
Средство для увеличения выхода биогаза Download PDFInfo
- Publication number
- RU2351552C1 RU2351552C1 RU2007122891/15A RU2007122891A RU2351552C1 RU 2351552 C1 RU2351552 C1 RU 2351552C1 RU 2007122891/15 A RU2007122891/15 A RU 2007122891/15A RU 2007122891 A RU2007122891 A RU 2007122891A RU 2351552 C1 RU2351552 C1 RU 2351552C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amaranth
- sludge
- biogas
- phytomass
- sewage treatment
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Fertilizers (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к канализации и может быть использовано для эффективного получения биогаза из отходов очистных сооружений - осадочного ила. Сущность изобретения заключается в получении биогаза при анаэробном сбраживании в реакторе разжиженных водой ила очистных сооружений и измельченной фитомассы амаранта багряного в качестве стимулирующей добавки растительного происхождения. Весовое соотношение сухого сырья, состоящего из амаранта и ила, и воды составляет 1:(15-20), причем весовое соотношение амаранта к илу составляет 1:(2-5). Технический эффект - конверсия осадочного ила в биогаз с высоким содержанием метана. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к канализации, а именно к очистным сооружениям, и может быть использовано для получения биогаза и органических удобрений из отходов очистных сооружений - осадочного ила.
В последнее время большое внимание уделяется процессам эффективной переработки органических веществ, включая отходы животного, бытового и растительного происхождения в биогаз.
Известно об увеличении конверсии органических отходов в биогаз пиролизом исходного сырья (целлюлозы) во время его загрузки в метантенк (Заявка РФ 93032012, опубл. 09.07.1995). Тепловая обработка органического материала (навоз, иловые осадки, биомасса силоса, отходы скотобойни) известью под давлением также приводит к увеличению выхода биогаза (Патент РФ 2283289, опубл. 10.09.2006).
Известен способ инициирования анаэробного процесса сбраживания органических отходов воздействием высоковольтного электрического разряда в условиях аэрации (Заявка РФ 2005125879, опубл. 20.02.2007; патент РФ 2207325, опубл. 27.06.2003).
Однако вышеупомянутые процессы требуют сложного оборудования и значительных затрат энергии, поэтому наиболее привлекательна с экономической точки зрения возможность усиления анаэробного (метанового) брожения органических отходов применением стимуляторов растительного происхождения. Предложено использовать при сбраживании навоза гидролизованные опилки, торф или солому (Патент РФ 2081865, опубл. 20.06.1997). Однако используемый процесс требует дополнительной обработки органической смеси кислородом воздуха.
Для приготовления удобрений и биогаза к навозу и экскрементам животных и птицы до их анаэробного сбраживания добавляют различные растительные отходы, например солому, опилки, стружку, листья, стебли и веточки растений (заявка РФ 2003105349, опубл. 27.08.2004). Однако образующийся биогаз в данном процессе не является целевым продуктом, а используется для подогрева при получении удобрений.
В известном уровне знаний не обнаружены сведения об использовании растительных добавок при анаэробном сбраживании осадочного ила очистных сооружений.
Расширение ассортимента эффективных средств для переработки органических отходов сельского хозяйства, городских стоков и др. в биогаз с высоким содержанием метана является актуальной экологической и энергетической задачей.
Технический результат изобретения - эффективная конверсия осадочного ила очистных сооружений в биогаз с высоким содержанием метана, достигаемый за счет применения фитомассы амаранта багряного (Amaranthus cruentus) в качестве стимулирующей добавки растительного происхождения.
Особенностью амаранта является большой прирост биомассы, что позволяет получать тонны зеленой массы на относительно небольших площадях. Большая урожайность амаранта и высокое содержание белка делают культуру амаранта перспективным воспроизводимым растительным сырьем. Известно, что употребление амаранта крупным рогатым скотом ведет к стимуляции активности метаногенной микрофлоры рубца, что связано, вероятно, с высоким содержанием белка в данном растении и с его высокой питательностью. До сих пор это явление рассматривалось как нежелательное, наносящее ущерб животноводству. Впервые используют стимуляцию метаногенеза амарантом в практических целях. Данный процесс смоделирован в лабораторных условиях. Высокое содержание белкового азота в фитомассе амаранта позволяет обходиться без специальной азотной подкормки сбраживаемой среды.
Сущность изобретения заключается в получении биогаза при анаэробном сбраживании в реакторе разжиженных водой ила очистных сооружений и измельченной фитомассы амаранта багряного в качестве стимулирующей добавки растительного происхождения. Реактор представляет собой устройство, описанное Filidei S., Masciandaro G., Ceccanti В. Anaerobic digestion of olive oil mill effluents: evaluation of wastewater organic load and phytotoxicity reduction. // Water, Air and Soil Pollution. - 2003. - Vol.145. - P.79-94, (фиг.1), где:
1 - сбраживаемая среда.
2 - электрод для определения рН.
3 - шприц для взятия проб расщепляемого материала.
4 - термометр.
5 - биологическая фильтрующая мембрана.
6 - клапан.
7 - газометр.
8 - магнитная вращающаяся мешалка.
9 - термостат.
10 - отверстие в латексной крышке для выделения биогаза.
Процесс метаногенеза проводят при постоянной температуре 35°С в термостате при определенном весовом соотношении ила, фитомассы амаранта и воды: весовое соотношение массы сухого сырья (ил и амарант) и воды 1:(15-20), а соотношение стимулирующей добавки растительного происхождения - амаранта к сухому илу составляет 1:(2-5).
Приводим конкретные примеры осуществления заявляемого изобретения в оптимальных условиях: весовое соотношение массы сухого сырья и воды 1:17, а соотношение амаранта к илу составляет 1:2.5.
Пример 1. Берут 122 г осадочного ила (влажность 90%) из водоочистного сооружения (в пересчете на сухой вес 12.2 г), вносят его в реактор емкостью 0.25 л и добавляют 100 мл водопроводной воды. Процесс метаногенеза проводят при постоянной температуре 35°С в термостате. Ежедневно определяют объем выделившегося биогаза. Содержание метана устанавливают методом ГЖХ. Продолжительность эксперимента 40 дней, выделение газа наблюдалось в течение 23 дней.
Пример 2. Берут 87.2 г осадочного ила (влажность 90%) из водоочистного сооружения (в пересчете на сухой вес 8.72 г) и 3.9 г сухой фитомассы амаранта с влажностью 10%, вносят его в реактор емкостью 0.25 л и добавляют 130 мл водопроводной воды. Процесс метаногенеза проводят при постоянной температуре 35°С в термостате. Ежедневно определяют количество выделившегося биогаза и содержание в нем метана. Продолжительность эксперимента 48 дней.
Кинетика выделения биогаза и метана по примерам 1 и 2 представлена на фиг.2 и 3.
Из данных диаграмм, представленных на фиг.2 и 3, видно, что амарант является сильным стимулятором метаногенеза. Так, в первый день эксперимента осадочный ил с фитомассой амаранта выделил 79 мл биогаза, а без фитомассы амаранта - только 30 мл (приблизительно в 2.6 раза меньше), на восьмой день значения различались почти в три раза (50 и 17 мл, соответственно). После десятого дня эксперимента осадочный ил без амаранта практически перестал выделять газ, тогда как ил с амарантом на двадцать первые сутки дал 100 мл газа. Содержание метана в газе, выделенном средой без фитомассы амаранта, на двадцать третий день составляло 14.7%, а с фитомассой амаранта - 58.4%, т.е. больше в 4.0 раза: на тридцать третий день ил с амарантом выделял газ с содержанием метана 67.6%, однако выход биогаза снизился до 62 мл.
Общее количество биогаза, полученного метановым брожением осадочного ила по примеру 1, составляет 288 мл (23.6 мл газа на 1 г сухого вещества сырья), тогда как по примеру 2 с использованием фитомассы амаранта багряного в качестве стимулирующей добавки растительного происхождения для метанового брожения осадочного ила общий выход биогаза составляет 2466 мл (202.1 мл газа на 1 г сухого вещества сырья).
Анаэробное сбраживание отходов положительно влияет на качество перебродившего остатка в реакторе, так как происходит полное уничтожение патогенных бактерий Streptococcus faecalis за 15 дней, Salmonella typhi - за 10 дней, a Shigella dysenteriae - всего за пять дней, и этот остаток можно использовать в качестве органического удобрения. Полученный в данном случае переработанный ил с добавлением фитомассы амаранта также может быть использован в качестве эффективного удобрения.
Таким образом, применение амаранта в качестве стимулирующей добавки при метановом брожении осадочного ила очистных сооружений позволяет существенно повысить выход биогаза и содержание в нем метана.
Claims (2)
1. Применение фитомассы амаранта для увеличения выхода биогаза из осадочного ила очистных сооружений.
2. Применение фитомассы амаранта по п.1, отличающееся тем, что весовое соотношение сухого сырья, состоящего из амаранта и ила, и воды составляет 1:(15-20), причем весовое соотношение амаранта к илу составляет 1:(2-5).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007122891/15A RU2351552C1 (ru) | 2007-06-18 | 2007-06-18 | Средство для увеличения выхода биогаза |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007122891/15A RU2351552C1 (ru) | 2007-06-18 | 2007-06-18 | Средство для увеличения выхода биогаза |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007122891A RU2007122891A (ru) | 2008-12-27 |
RU2351552C1 true RU2351552C1 (ru) | 2009-04-10 |
Family
ID=41014879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007122891/15A RU2351552C1 (ru) | 2007-06-18 | 2007-06-18 | Средство для увеличения выхода биогаза |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2351552C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458868C1 (ru) * | 2010-12-13 | 2012-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Способ увеличения выхода биогаза в процессе сбраживания органосодержащих отходов |
MD4189C1 (ru) * | 2011-07-15 | 2013-07-31 | Государственный Университет Молд0 | Способ анаэробного сбраживания жидких органических отходов |
MD4289C1 (ru) * | 2013-08-17 | 2015-01-31 | Государственный Университет Молд0 | Способ получения биогаза |
MD4362C1 (ru) * | 2014-03-04 | 2016-03-31 | Государственный Университет Молд0 | Способ получения биоводорода и биометана |
MD4530B1 (ru) * | 2015-10-23 | 2017-11-30 | Государственный Университет Молд0 | Фитокаталитический препарат для стимулирования метаногенеза |
RU2714815C1 (ru) * | 2019-08-01 | 2020-02-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Способ получения биогаза |
-
2007
- 2007-06-18 RU RU2007122891/15A patent/RU2351552C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458868C1 (ru) * | 2010-12-13 | 2012-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Способ увеличения выхода биогаза в процессе сбраживания органосодержащих отходов |
MD4189C1 (ru) * | 2011-07-15 | 2013-07-31 | Государственный Университет Молд0 | Способ анаэробного сбраживания жидких органических отходов |
MD4289C1 (ru) * | 2013-08-17 | 2015-01-31 | Государственный Университет Молд0 | Способ получения биогаза |
MD4362C1 (ru) * | 2014-03-04 | 2016-03-31 | Государственный Университет Молд0 | Способ получения биоводорода и биометана |
MD4530B1 (ru) * | 2015-10-23 | 2017-11-30 | Государственный Университет Молд0 | Фитокаталитический препарат для стимулирования метаногенеза |
RU2714815C1 (ru) * | 2019-08-01 | 2020-02-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Способ получения биогаза |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007122891A (ru) | 2008-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Syaichurrozi | Biogas production from co-digestion Salvinia molesta and rice straw and kinetics | |
US20190161782A1 (en) | Methods for producing melanin and inorganic fertilizer from fermentation leachates | |
Recebli et al. | Biogas production from animal manure | |
CN102174586B (zh) | 一种食用菌菌渣资源化利用的处理方法及装置 | |
CN100387551C (zh) | 一种以陈旧生活垃圾为原料生产活性营养肥的方法 | |
Ranade et al. | Production of biogas from market waste | |
RU2351552C1 (ru) | Средство для увеличения выхода биогаза | |
Adanikin et al. | Evaluation and kinetics of biogas yield from morning glory (Ipomoea aquatica) co-digested with water hyacinth (Eichhornia crassipes) | |
US20150101375A1 (en) | Anaerobic digestion system for household organic wastes | |
Abdel-Hadi et al. | Effect of heating, mixing and digester type on biogas production from buffalo dung | |
CN202017008U (zh) | 一种食用菌菌渣资源化利用的处理装置 | |
CN108840726A (zh) | 一种微生物有机肥生产工艺 | |
Opurum et al. | Biogas production from fish pond effluent supplemented with cow blood meal in a batch anaerobic digester system | |
Abebe | Characterization of sludge from a biogas reactor for the application bio-fertilizer | |
Zaeni et al. | Anaerobic digestion of solid and liquid organic waste with microorganism from manure | |
RU2413408C1 (ru) | Способ метанового сбраживания навозных стоков | |
Osman et al. | Effect of cow rumen fluid concentration on biogas production from goat manure | |
Balasubramanian et al. | Recycling of cattle dung, biogas plant-effluent and water hyacinth in vermiculture | |
Adeleke et al. | Comparism analysis of energy content of biogas and its physiochemical properties | |
Liang et al. | Potential of Rapid Anaerobic Fermentation on Animal Slurry for Biogas Production and Storage of Biogas Slurry. | |
Goel et al. | Anaerobic Treatment of Food Processing Wastes and Agricultural Effluents | |
JP5537854B2 (ja) | リン肥料の製造方法、および該方法で得られるリン肥料 | |
Wittmaier | Co-fermentation of organic substrates in the decentralized production of regenerative energy | |
Ponomareva et al. | PRINCIPLE FEATURES FOR FAECAL SLUDGE REUSE (A METHODS REVIEW) | |
Dubrovskis et al. | Investigation of biogas production from mink and cow manure. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130619 |