автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование технологических и конструктивных параметров оборудования для получения органического удобрения и биогаза из птичьего помета

На правах рукописи

МАРЧЕНКО ДМИТРИЙ БОРИСОВИЧ

003464922

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ И БИОГАЗА ИЗ ПТИЧЬЕГО ПОМЕТА

(05.20.01.)- технологии и средства механизации сельского хозяйства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

<- ' ......

Новосибирск 2009

003464922

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства (ГНУ СибНИИСХ СО Россельхозакадемии).

Научные руководители: Доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

член корреспондент РАСХН Храмцов Иван Федорович

Кандидат технических наук Кем Александр Александрович

Официальные оппоненты: Доктор технических наук

Стремнин Валентин Алексеевич

Кандидат технических наук Ермохин Виталий Георгиевич

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский

и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства

Защита диссертации состоится 23 апреля 2009г. в 10°° часов на заседании диссертационного совета ДМ 006.059.01 при ГНУ «СибИМЭ по адресу: г.Новосибирск, ул. Добролюбова 160 в Новосибирском Государственном Аграрном У ниверситете.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета по адресу: 630501 Новосибирская обл., п. Краснообск - 1, а/я 460.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан 20 марта 2009г.

Ученый секретарь / Нестяк

диссертационного совета /,^ ¿./¿у'-—Вячеслав Степанович

Общая характеристика работы.

Актуальность темы. В настоящее время вопросы охраны природы и рационального использования ресурсов приобретают огромное государственное значение при производстве любого вида продукции. В промышленном птицеводстве как неотъемлемой части агропромышленного комплекса достигнут такой рубеж, когда дальнейший прогресс производства яиц и диетического мяса требует перехода от экстенсивного на интенсивный путь развития. Эта перестройка связана с разработкой и повсеместным внедрением новых технологических приемов, способов и процессов, гарантирующих удовлетворение потребностей страны в диетических продуктах питания. При этом должны обеспечиваться не только минимальная себестоимость продукции, но и ее производство, в условиях эффективного использования местных вторичных ресурсов, с недопущением негативного воздействия на экологию окружающей среды.

Одной из отличительных черт интенсификации птицеводства является масштабное внедрение на птицефабриках клеточного оборудования для содержания и выращивания птицы. Это позволяет улучшить использование производственных мощностей в 2-3 раза, увеличить выход основной продукции яиц и мяса птицы с единицы птицеводческого помещения, снизить материально-технические и трудовые затраты на выполнение технологических операций, отказаться от использования дефицитного подстилочного материала. Однако при внедрении на птицефабриках клеточных батарей для содержания птицы стали возникать серьезные проблемы с удалением и переработкой помета, очисткой и обеззараживанием сточных вод, поступающих из систем поения и после мойки технологического оборудования в процессе проведения санитарно-профилактических работ производственных помещений для содержания птицы. Жидкая пометная масса постоянно накапливается у птицефабрик на необорудованных площадках, в оврагах, складках рельефа, являясь потенциальным источником возникновения экологического неблагополучия не только на птицефабриках но в близи населенных пунктов и соседних прилегающих территориях. С другой стороны птичий помет является ценным органическим удобрением, следовательно необходимо проводить исследования направленные на решение данного комплекса проблем.

Цель исследований - повышение эффективности переработки птичьего помета на основе обоснования параметров технологического процесса и оборудования биогазовой установки.

Объект исследования - процесс термофильного сбраживания помета птицы при анаэробных условиях с использованием анаэробных микроорганизмов в температурном диапазоне от +48С0 до +58С0 . Технологическое оборудование биогазовой установки и длина теплообменника для 20м3метантенка.

Предмет исследований - закономерности протекания процессов переработки птичьего помета в термофильных условиях при анаэробном процессе с получением биогаза и органических удобрений.

Научная новизна. Впервые исследованы закономерности протекания процесса сбраживания помета в зависимости от режимов работы оборудования и его конструктивных параметров; обоснована форма и параметры метантенка, длина теплообменника; математические модели метантенка и технологического процесса анаэробного сбраживания птичьего помета.

Методы исследований. В процессе работы проводились аналитические и экспериментальные исследования с использованием методов моделирования, оптимизации и математической статистики. Разработана и применена методика лабораторного исследования выхода биогаза. Разработана и применена методика производственных исследований на биоустановке по определению выхода биогаза.

Работа выполнялась в соответствии с постановлением Губернатора Омской области Л.К. Полежаева (№ 537-п от 26 ноября 1996г.) и региональной программой «По развитию альтернативных источников тепла». Биогазовая установка рассматривалась как комплекс доя получения биогаза и органического высококонцентрированного удобрения с высоким экологическим эффектом от утилизации отходов птицефабрик.

Рабочая гипотеза. Выдвинуто предположение, что на основе анализа эффективности биогазовой установки можно определить рациональные значения технологических и конструктивных параметров (температура субстрата, угол конуса метантенка, длительность переработки субстрата в метантенке).

Практическая значимость. В результате проведенных исследований получены количественные и качественные показатели параметров биогазовой установки (метантенка), обоснована рациональная температура для переработки птичьего помета и получения биогаза.

Использование биогаза как энергоносителя находит практическое применение на птицефабрике «Иртышская» Омского района Омской области. Газовый котел КЧМ-5, работает на биогазе и отапливает помещение (цех) общей площадью 400м2.

Органическое удобрение «Биорост-1» применяется в хозяйствах ЗЛО «Овощевод» и СПК «Тепличное», где отмечено положительное влияние данного удобрения на продуктивность сельскохозяйственных культур и отрицательное воздействие на болезнетворную микрофлору тепличных культур.

Реализация результатов исследований. Полученные результаты исследований внедрены на биогазовом комплексе НПЭК «Сиббиогаз», расположенного на территории «Иртышской» птицефабрики Омского района Омской области. Применяемая ранее температура сбраживания +52°С увеличена до +54С0, также увеличена длина теплообменника с 14 до 16м. (Справка о внедрении результатов исследований на ЗАО «Овощевод» от 16.08.2005г. прилагается.)

Основные положения, выносимые на защиту. Закономерности протекания процесса сбраживания помета в зависимости от режимов работы

оборудования и его конструктивных параметров; параметры температурного режима при переработке птичьего помета в меташгенке; технологические и конструктивные параметры оборудования для производства биогаза и органических удобрений из отходов птицефабрик.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались:

• на региональной научной конференции молодых ученых аграрных вузов Сибирского федерального округа, в г.Омске 20-21 мая 2003г.;

• на областной научно-практической конференции, посвященной пятидесятилетию освоения целинных и залежных земель, в г.Омске 2-3 марта 2004г;

• на межрегиональной конференции молодых ученых, в г.Омске 15-16 апреля 2004г.

Публикации. Основное содержание работы изложено в 10 печатных работах, из них две публикации в изданиях рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, библиографического списка использованной литературы и приложений. Общий объем составляет 110 страниц, из них 89 страниц основного текста, 31 рисунок, 13 таблиц, и 4 приложения. Библиографический список включает 118 источников, из них 18 на иностранных языках.

Содержание работы Во введении обоснована актуальность темы, се научная и практическая новизна, сформулирована цель, выбрано направление исследования, а также изложены основные положения работы выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследований» изложены общие сведения о разработках в области биогазовой технологии применяемой при переработке органических отходов птицеводства и животноводства для получения органических высококонцентрированных удобрений и биогаза.

Основным источником пополнения гумуса в плодородном слое почвы является органическое удобрение. Однако в последние годы из необходимых 10-12 млн. тонн органики в Омской области вносится лишь 2-2,5 млн. тонн (выход помета и навоза по области составляет 10-11 млн. тонн), остальная часть органики является систематическим загрязнителем окружающей среды. Через органику может передаваться более ста возбудителей болезней животных с острым хроническим течением, опасных для человека.

Сейчас многие страны мира усиленно ведут работы по разработке и внедрению технологии и оборудования метанового сбраживания органических отходов сельскохозяйственного производства и в первую очередь навоза и помета. Биогазовые установки можно изготавливать из общеинженерных элементов (емкость, насосы, трубопроводы и др.), что позволяет сооружать их во всех районах страны. В результате метанового сбраживания помета получают 0,2...0,5 м3 биогаза с 1 кг сухой органической массы, его каллорийность составляет 20 МДж/м3.

Реализация проекта биогазового производства позволяет улучшить экологическую обстановку по следующим направлениям:

1 .Уменьшение вредных выбросов в атмосферу за счет частичной замены твердого или жидкого топлива биогазом.

2.Уменыиение выбросов аммиака и сероводорода из открытых навозохранилищ.

3.Улучшение санитарной обстановки в районе птицефабрик и животноводческих комплексов.

4.Уничтожение семян-сорняков растений в органических удобрениях.

Существенные результаты в этой области получили такие ученые как:

A.A. Ковалев, В.Баадер, Е.Доне, М.Бренндерфер, C.B. Калюжный, П.И. Гриднев, В.Г. Некрасов, А.Г. Пузанков, H.G. Konstandl и другие.

Отмечая научную значимость и практическую ценность этих работ, необходимо отметить, что применяемые технологии и технические средства для анаэробного сбраживания все еще недостаточно эффективны, так же они тесно связанны с механизацией сельского хозяйства в целом. Вопросами комплексной механизацией сельского хозяйства занимались такие ученые как:

Хлебников И.К., Шангин Г.Ф., Доржиев А.Б., Чебаков В.П., Каратаев А.Г., Гольденфанг A.B. Стариков П.Ф., Помялов И.И., Яковлев Н.С., Никонов В.Г., Маркина JI.H., Уханев A.A., Стремнин В.А. и другие.

Несмотря на определенные достижения в области анаэробной переработки помета для производства биогаза и удобрений, далеко не все вопросы успешно решены. Значительные трудности связаны с выбором технологии анаэробного сбраживания, режимами работы и обоснованием параметров технологического оборудования. Отсутствуют научно-обоснованные методы построения технологических линий для производства биогаза и удобрений.

Анализ литературных источников показывает, что биогазовые установки разрабатывались как правило без учета их использования в технологических линиях утилизации помета, а получение биогаза и удобрений рассматривалось без взаимосвязи с параметрами установок и температурой окружающей среды. При этом параметры установок и технологических процессов назначаются с помощью экспертных оценок - на основе опыта практиков в этой области. Но, поскольку опыт эксплуатации таких установок крайне незначителен, а решения технологических задач без критического осмысления переходят в установки новых поколений, возникли противоречия между теорией процесса анаэробного сбраживания помета с получением биогаза и удобрений и методами построения и расчета технических средств дня его осуществления.

В настоящее время выяснены лишь некоторые интервалы технологических параметров:

1. Показатель кислотности субстрата, подаваемого на обработку, должен быть в пределах 6,2<Ph<7,8;

2. Концентрация субстрата в метантенке должна быть такой, чтобы обеспечивался хороший массообмен С<10%;

3. Содержание летучих жирных кислот 50-2000 мг/л;

4. Полное отсутствие кислорода в метантенке;

6. Температура 52-58° С для термофильных групп микроорганизмов;

7. Продолжительность обработки помета в метантенке должна быть больше времени удвоения метаногенных микроорганизмов (200-300 часов).

Как показали наши расчеты эти параметры не всегда точны или обоснованны, (для длительности обработки указан слишком большой интервал, что не позволяет пользоваться этой рекомендацией.) Кроме того, рекомендация "больше" допускает и значения 400, 500 часов, поэтому требуется более обстоятельный анализ этих параметров. Рациональное значение (240 часов) длительности обработки, полученное в нашей работе, действительно лежит в указанном интервале, однако границы интервала существенно уменьшают значение критерия эффективности установки. Так же, данные эмпирические рекомендации не дают возможности получать значения технологических параметров при переходе к новым условиям эксплуатации (например, при существенном изменении стоимости киловатт-часа электроэнергии).

На основе анализа эксплуатации биогазовых установок по переработке птичьего помета, для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:

1. Выявить закономерности процесса сбраживания помета в зависимости от технологических и конструктивных параметров оборудования (метантенка).

2. Обосновать основные технологические и конструктивные параметры оборудования для производства биогаза и органических удобрений из отходов птицефабрик.

3. Определить эффективность эксплуатации биогазовой установки.

Во второй главе «Теоретические исследования режимов и параметров установки (метантенка) для получения органических удобрений и газа» приводится материалы по обоснованию длительности обработки помета в метантенке, по минимизации затрат на производство корпуса метантенка, а так же приводятся данные по обоснованию режимов доведение сырья до рациональной температуры.

В процессе переработки на биогазовой установке, исходное сырье, (птичий помет) разделяется на три составляющие: газообразная фаза -биогаз, содержащий 60-70% метана, окись углерода 2-5% и других газов; жидкая фаза - стоки, получаемые после разделения отферментированного помета и представляющие собой обеззараженную жидкость с содержанием сухого вещества 2-5% (наличие в стоках азота, окиси фосфора и калия позволяет использовать их в качестве жидких органических удобрений).

В биогазовых установках непрерывного действия для стабильного протекания сбраживания необходимо равномерно подавать помет в метантенк, то есть порциями не только одинакового объема, но также с

одинаковым содержанием сухих органических веществ. Нагрузка по сухому органическому веществу в зависимости от вида и исходной влажности помета составляет 8-20 кг на 1 м3 метантенка в сутки и для каждого конкретного субстрата должна быть строго дозированной.

Интенсивность сбраживания можно повысить механическим расщеплением и разрушением структуры твердых органических компонентов или механической деструкцией, приводящей к увеличению активной поверхности, обрабатываемой метанобразующими микроорганизмами, разрушению клеток и высвобождению способной к сбраживанию внутриклеточной жидкости, содержащей легкорастворимые органические вещества, рисунок 1.

в биогазовом реакторе (метантенке).

1 - секция 1; 2 - секция 2; 3 - секция 3; 4 - секция 4; 5 - уровень перерабатываемого помета; б - исходный помет; 7 - удобрения; 8 - биогаз;

9 - механизм смесителя; 10 - водяной радиатор (теплообменник).

Одна из основных задач по обоснованию режима биогазовых установок - определение рациональной длительности переработки помета в метантенке: недостаточно долгое пребывание помета в анаэробных условиях приводит к неполной переработке помета, излишне долгая переработка уменьшает массу утилизированного за год помета и ведет к экономическим потерям. Ниже приводится формула (5), позволяющая обосновать длительность переработки помета.

Пусть ¡}- энергия сгорания 1м3 биогаза = 69,4 Дж/м3;

А - стоимость 1 Дж. получаемого тепла = 0,26-10"6 руб/Дж;

с - плата за утилизацию одного центнера помета =38 руб/ц.;

х - длительность нахождения помета в метантенке (сутки);

Я = 0 06 ~ 011 - выход биогаза (м3/кг) в зависимости от

X

длительности нахождения помета в метантенке;

М- вместимость метантенка (ц);

Т-количество суток в году (365);

0,16 - 0,11 - эмпирические константы. Численные значения переменных и коэффициентов приведены в справочной литературе. Введем целевую функцию, учитывающую доход от утилизации помета в течение года (первое слагаемое) и стоимость энергии, полученной в результате сжигания биогаза (второе слагаемое):

F(x)- — Mc + R/}—M-\00h. (1)

х х

После преобразований получим следующее выражение для целевой функции:

F(x) = — (с +100/7/2(0,16 -

х ^ (2)

Продифференцируем F(x) и приравняем производную к нулю:

F' = МТ Отсюда

(—у)(с +100А/?(0,16 - —) + -Ю0Л/?(-0Д 1)(—у)

,с,а 2 2hP

с +16///? =-—.

хор,= 22 НИ с+ 16А/?

= 0.

(3)

(4)

(5)

хор{- 10 суток. (6)

Рациональная длительность переработки помета х„р1 не зависит от вместимости метантенка (М) и равна 10 суткам.

Минимизация затрат на корпус метантенка. Технических вариантов реализации мстаногснеза биомассы достаточно много, начиная с конструктивно простых, непрофессионально изготовленных местными силами установок и кончая технологически совершенными установками долговременного непрерывного действия с использованием автоматизированных систем.

Процесс сбраживания осуществляется в специальных герметичных емкостях метантенках.

Метантенк имеет форму цилиндра длинной Ь, основания которого конусы высотой X с круговым основанием радиуса К.

Объем метантенка равен:

V = лЛЧ + 2лЯ1Х / 3 = пК} а + 2Х/3).

т = +Л-', = жКт = лЯл/л2 +Л'\5С = 2 (7)

= + = 2лП{4ЁГ+ХТ +1), где т - боковая сторона конуса, (м);

X— высота конуса, (м);

V-объем метантенка, (м3);

5Д - боковая поверхность конуса, (м2);

5с - боковая поверхность цилиндра, (м2);

площадь поверхности метантенка, (м2). Целевой функцией является отношение площади поверхности метантенка к его объему, график функции !''(х) приведен на рис.2. /Чх) = тт.

£■(*) = (2/Л)(л/я2 +Х2 +¿>/(¿ + 2^/3). (8)

Х- высота конуса, (м);

Р(х) - целевая функция, расход металла на 1м3.

1,163 Т-1,162 — 1,161 — £1,160 -1,159 — 1,158 — 1,157 — 1,5

Рис.2. Зависимость целевой функции от высоты конуса.

Для нахождения минимума F(x) найдем ее производную и приравняем к нулю:

F'(x) = (2/ Щ2Л73 + L)xNr2+X2) - 2(л/Л2 + Х2 + L)/3]/(2X/3 + Lf = 0. (9)

После элементарных преобразований получаем квадратное уравнение

5L2X2-12LR2X + 4Ra = 4L2R2\ (10)

учитывая, что высота конуса - положительная величина, получаем его единственное решение

*™=(б Rl+2Rj4R2T5lF)/5L (11)

Пример: При R=2м, ¿=8м; - высота конуса (на практике по обзорным данным R е [1,2], L е [2,7])

Xmin =(24 + 4^16 + 320) / 40 = 2,4м. (12)

Таким образом, расход металла на стенки метантенка в расчете на один кубический метр рабочего объема метантенка достигает минимума при высоте конуса, равной 2,4м.

L

Выбор угла наклона вертикальной части метантенка.

Метантенк представляет собой цилиндр радиуса г, в основании которого - конус, причем основания цилиндра и конуса совпадают, а вершина конуса является нижней точкой метантенка. Исходное сырье насосом поднимается на высоту метантенка, на что затрачивается энергия, которую необходимо ввести в целевую функцию. Цилиндрическая часть метантенка от / не зависит и потому ее высота принята равной нулю. Будем считать, что в течение достаточно большого периода времени Т (срока эксплуатации метантенка) метантенк загружается на a дней (как показал расчет, a чаще всего для рационального режима эксплуатации близко к десяти дням), после чего освобождается от жидких и твердых фракций и загружается снова. Целевая функция зависит от длины образующей конуса I и равна

F{l) = c4F~-r-gm + Sq-mp, (13)

где с - стоимость одного джоуля энергии, (руб.); g - ускорение свободного падения, (м/с2); от - масса сырья, (кг), поступившая в течение периода Т; S - площадь боковой поверхности конуса, (м2);

5 = ж/; (14)

q - стоимость одного квадратного метра металла, из которого

изготовляется конус, (руб.); р - стоимость утилизации одного килограмма помета, (руб.);

(15)

3

V- объем конуса;

m = dv-, (16)

a

d - удельный вес помета. Отсюда

F(l) = dV-{c4ír^7$-p) + m-lq. (17)

a

Найдем производную F{I) и приравняем ее нулю.

В результате после преобразований получим алгебраическое уравнение второй степени

*3 + 4сгй + 4/2сУ (18)

где

к = (19)

<гг

Уравнение решается с помощью стандартных математических пакетов при заданных значениях входящих в него параметров. При этом следует брать те корни уравнения, которые удовлетворяют условию

(20)

г

где tga - коэффициент трения удобрения о боковую поверхность конуса. Для мягкого железа коэффициент трения равен 0,49, для инструментальной стали - 0,48, для хромовольфрамовой стали - 0,47.

Для стального корпуса метантенка при заданной стоимости утилизации одного килограмма помета (р), коэффициенте трения по стали с 0,4 - 0,5% углерода (0, 47), удельном весе помета, равном 1,09 кг/л, выяснилось после решения уравнения четвертой степени, что отношение

//г =1,8 (21)

что соответствует форме конуса, полученной в предыдущем разделе. Таким образом, в отличие от коэффициента трения, стоимости помета и стоимости одного Джоуля энергии, на форму метантенка влияют прежде всего затраты, связанные с производством его корпуса. Обоснование режима доведения температуры сырья до рациональной +54°С.

При заданных величинах, объем - ежесуточной загрузки и ежесуточной выгрузки метантенка, ставилась задача определить время нагрева субстрата до рациональной температуры. Экспериментальное исследование температуры сырья в метантенке после его загрузки при начальной температуре +12° С, дает возможность сделать вывод о линейном росте температуры от начальной (г) до рациональной 10 (54°С): 1(0)=т+0(10-т)/Т, в е[0;П

(22)

где: /(0) ~ температура субстрата по прошествии 0 часов после загрузки;

Т- длительность доведения температуры субстрата до температуры (о, В эксперименте при общей загрузке 20т и ежесуточная выгрузка и загрузка составляет 2 тонны.

Слишком длительное доведение температуры субстрата (большое Т) до рациональной означает уменьшение выработки биогаза, так как при температурах менее рациональной выработка биогаза с одного килограмма помета уменьшается; быстрое доведение температуры до рациональной требует дополнительных затрат. Проведенный анализ различных современных систем подогрева субстрата позволил аппроксимировать зависимость стоимости доведения одного килограмма субстрата до рациональной температуры эмпирической формулой

С(7)= £ + «

где 6=0,50-Ю"3.

Параметр Ь и тенденция его применения за пять лет составили по годам: 2000 - 0.42 х 10°; 2001 - 0.44 х 10"3; 2002 - 0.46 х )0"3; 2003 - 0.48 х 10"3; 2004 - 0.50 х 10"3.

Функция С(7) построена на основании данных по а) кожухотрубным теплообменникам, состоящим из пучка труб, концы которых закреплены в специальных трубных решетках путем развальцовки, сварки, пайки, а иногда и на сальниках; б) оросительным теплообменникам, состоящим из змеевиков, орошаемых снаружи жидким теплоносителем; в) погруженным теплообменникам, состоящим из змеевиков, помещенных в сосуд с жидким теплоносителем (другой теплоноситель движется внутри змеевиков; г) пластинчатым теплообменникам, имеющим плоские поверхности теплообмена (обычно такие теплообменники состоят из ряда параллельных пластин, изготовленных из тонких металлических листов); д) спиральным теплообменникам, состоящим из двух спиральных каналов прямоугольного сечения. Длина трубы теплообменника также принимает различные значения, что приводит к изменению поверхности трубы теплообменника (и, тем самым, к изменению потока тепла от теплообменника), и его стоимости. Теплообменник изготовляется из стали 10СП диаметром 20 мм стоимостью 55 руб./м, (2005г.)

Поток тепла в последнем случае определяется по формулам:

1У=1/т, (24)

Я-=р1/Б, (25)

где и - напряжение,

Л - сопротивление постоянного проводника; / - длина проводника,

р — удельное сопротивление (для железа р= 8,7-10"8 ом-м); 5- площадь сечения проводника.

Варьируя тип проводника и длину теплообменника получаем ряд точек в системе координат, причем по оси абсцисс откладывается величина Т, а по оси ординат - С(7). Погрешность аппроксимации (гиперболы) не превышает 6%.

Введем целевую функцию Р(Г), равную разности стоимости выработанного в течение суток биогаза и затрат на обеспечение нагрева субстрата до рациональной температуры:

-С(Г), (26)

ПТ) = М |у(0Л + а(24-Т)

Рис.4. Затраты на обеспечение нагрева субстрата до рациональной температуры.

где у(1) - выход биогаза с одного килограмма субстрата;

а = 129,9 - выход биогаза;

Р = 0,967-Ю"3 руб./дм3 - стоимость одного кубического дециметра биогаза;

24 - длительность суток (часы).

Стоимость 1дм3 биогаза составлена по годам: 2001 - 0.813 х 103; 2002 - 0.883 х 10"3; 2003 - 0.902 х 10°; 2004 - 0.959 х 10"3; 2005 - 0.967 х 10°.

Для нахождения рационального значения величины Т продифференцируем Р(7) и приравняем производную к нулю. При нахождении производной используем формулу Лейбница:

F'(T) = Piy(T) -а)-С' = 0 -у(Е) = 162,2 -

._Ц5А_. = 162)2_А256;

гнАНг '» г

(27)

F'(T) = Р(162,2-1756/1„ = 0;

Т2 =-

Ь_ тг

0,50-10"'

>5(30,4-1756/58) 0,13/? 0,13 • 0,967 10"

= 16.

(28) (29)

Таким образом, длительность нагревания равна -JÍ6 = 4 часа. Для сравнения произведем расчет по этой формуле используя данные 2001г.

г=-

15

0,44 .Ю"'

0,13 /9 0,13 0,81310"

= 4,16.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных и производственных исследований». Показано что, экспериментальные исследования разделены на два этапа: 1) Определить выход биогаза из жидкого помета в зависимости от температуры сбраживания; 2) Определить выход удобрений и биогаза в зависимости от температуры сбраживания в зависимости от длины теплообменника влияющего на подогрев куриного помета в метантенке.

Лабораторные исследования проводились с целыо получения данных о процессе выделения биогаза при разных температурах. В эксперименте задавалась температура в диапазоне от +48°С до +58°С для определения рациональной температуры сбраживания куриного помета и выделения биогаза.

Целью производственных исследований является подтверждение лабораторных данных на промышленной биогазовой установке.

Методика лабораторного исследования по выходу биогаза

Лабораторная установка но определению выхода газа из жидкого помета в зависимости от температуры протекания процесса состоит из суховоздушного термостата, газового счетчика, емкости из полипропилена, соединительных силиконовых трубок.

Объект исследования. Куриный помет вещество серо-зеленого цвета, имеет вязкую структуру, редкие включения из продуктов кормления, составляющих рацион питания птицы. Куриный помет имеет сильный специфический запах.

При современном содержании птицы в клетках и на сетках, применяется гидросмывная технология, в результате чего получают большое количество жидкого бесподстилочного помета. Помет из системы пометоудаления при клеточном содержании кур содержит в среднем 90-92% влаги.

Из вышеперечисленного оборудования смонтирована и запущена в работу установка для определения количества вырабатываемого биогаза из помета по нижеприведенной технологической схеме.

1 л (1дм3) помета помещали в термостат, выдерживали в течение десяти суток (сбраживание), затем ежедневно в течение десяти суток из емкости с

пометом удаляли 0,1 л (0,1 объема емкости) жидкого помета и дополняли освободившийся объем таким же количеством жидкого помета.

Для каждого температурного режима +48 +58 °С брали свежие пробы из системы пометоудаления и помешали в термостат. В течение каждой серии исследований (20 суток) ежедневно в одно и то же время регистрировали количество (объем) образовавшегося биогаза по показаниям газового счетчика ГСБ-4.

Таким образом, учет образования биогаза при одной температуре производили в течение 20 суток, в том числе с 1 по 10 сутки -подготовительный период (сбраживание помета), с 11 по 20 - контрольный период (технологический).

Методика проведения производственных исследований на биоустановке

Методика состояла в следующем: птичий помет с помощью асенезаторской машины УОМ - 50 после отделения посторонних включений попадает в приемную емкость для накопления, после чего закачивается в биореактор (метантенк) и подается доза метанобразующих бактерий. Следующий этап состаит в подогреве субстрата до температуры 48-58°С, и выдерживании данного режима в течение 10 суток при периодическом перемешивании. Для каждого интервала времени (не менее 4 часов) фиксировалась температура находящегося внутри метантенка помета и одновременно фиксировался с помощью электрографического устройства выход биогаза.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований»

приведены результаты лабораторных и производственных исследований по определению выхода биогаза из жидкого помета в зависимости от температуры протекания процесса. Установлено, что при повышении температуры сбраживания, поддерживаемой в метантенке, повышается выход биогаза, но при этом возрастают затраты на повышение температуры помета. Таким образом, существует рациональная температура переработки помета, включающая как объемную теплоту сгорания биогаза, так и затраты на поддержание температуры сбраживания.

Чтобы проанализировать первый фактор, был поставлен эксперимент, с помощью которого удалось выявить зависимость объемной теплоты сгорания от температуры анаэробного процесса в метантенке.

Оборудование:

1. Термостат суховоздушный с контрольным ртутным термометром с ценой деления 0,2 градуса.

2. Газовый счетчик большой лабораторный ГСБ-4, поверенный перед исследованиями отделом метрологии ОмГАУ.

3. Емкости по 1 л (1дм3) из полипропилена.

4. Соединительные трубки силиконовые.

Из вышеперечисленного оборудования смонтирована и запущена в работу установка для определения количества вырабатываемого биогаза из помета.

Описание эксперимента. Исследования проводились в лаборатории кафедры гигиены и безопасности жизнедеятельности Института ветеринарной медицины Омского государственного аграрного университета.

Помет б объеме 1 дм3 помещали р. 1 литровую полипропиленовую (ПЕТ) бутылку. В крышке (бутылки) прорезали отверстие и вставляли силиконовую трубку, с условием плотного соединения, для обеспечения герметичности всех стыков.

Бутыль с пометом помещали в термостат, выводили силиконовую трубку и подсоединяли ее к газовому счетчику, так же обеспечивая плотное соединение со штуцером счетчика, из газового счетчика выводили силиконовую трубку и подсоединяли ее к вытяжки, для сброса газа в атмосферу.

Рис.5. Лабораторная установка.

В термостате выдерживали температуру +48°С в течение десяти суток, затем ежедневно в течение десяти суток из емкости с пометом удаляли 0,1 л (0,1 объема емкости) жидкого помета и дополняли освободившийся объем таким же количеством помета, при этом фиксировали показания газового счетчика, и записывали данные в таблицу. Через 20 суток эксперимент повторяли с увеличением температуры на 2°С.

Для каждого значения температуры в интервале +48-58°С брали свежие пробы из системы пометоудаления и помещали в термостат. В течение каждой серии исследований (20 суток) ежедневно в одно и то же время регистрировали количество (объем) образовавшегося биогаза по показаниям газового счетчика ГСБ-4.

Таким образом, учет образования биогаза при одной температуре производили в течение 20 суток, в том числе с 1 по 10 сутки -подготовительный период (сбраживание помета), с 11 по 20 - контрольный период (технологический).

В диапазоне температур, характерного для анаэробного процесса, а именно для температурного интервала от +48°С до +58°С с интервалом в 2° и массы жидкого помета 5,71 г в течение 20 дней определялся выход биогаза и пересчитывался на массу помета 1 кг. Период в 20 дней был взят явно больше оптимального интервала (10 дней), и эксперимент показал незначительный рост выхода биогаза (у, дм3/кг) после рационального периода. Всего было исследовано 12 проб одной и той же массы: Результаты усредненные по каждой температуре приведены на рисунке 6. В результате проведенного эксперимента установлен рост выхода биогаза при повышении температуры. При этом наблюдается уменьшение прироста, то есть вторая производная аппроксимирующей функции является отрицательной. График представляет собой возрастающую кривую, имеющую выпуклость вверх, причем рост ее с повышением температуры замедляется. .......................... ..................

133,0 132,0 131,0 130,0 129,0 128,0 127,0 126,0 125,0 124,0

1 -...........—...............--!.......................................-

48

50

52

54

56

58

Рис.6. Выход биогаза при повышении температуры на лабораторной установке

Эта функция имеет горизонтальную асимптоту, поэтому при аппроксимации имеет смысл использовать уравнение гиперболы

> = (31)

где а, Ъ - неизвестные константы,у - а — уравнение асимптоты. Чтобы применить метод наименьших квадратов, введем новую переменную

т = 1Л. (32)

Использование стандартной процедуры из пакета Excel для построения линейной регрессии у от т дает следующее выражение:

у = 162,2-1756- г = 162,2--—^. (33)

Абсолютная погрешность полученной аппроксимации равна 0,3 дм3 /кг, что является, безусловно, удовлетворительным для обоснования температурного режима в метантенке. Введем целевую функцию, равную разности полученного биогаза от одного килограмма жидкого помета (в энергетических единицах) и затрат - в тех же единицах - на поддержание температуры сбраживания:

F(t) = fi{a-*)-yt, (34)

где/J - объемная теплота сгорания биогаза, /3=69,А Дж/дм3; у - теплоемкость жидкого помета, у ~ 4,18 КДж/кг-град.

Обоснование температурного режима означает в данном случае максимизацию целевой функции; следовательно, необходимо найти ее производную:

г

так как ограничения на t отсутствуют. Отсюда:

_ iZZ* - ¡6,94-10'Дж/дм! -1756(град2-дм'/кг) ,36)

V=-\f у ЛЛЛ0'Дж!кг ' ^

Таким образом, рациональная температура сбраживания равна + 54°С. Предлагаемый метод расчета температурного режима можно применять не только для анаэробного сбраживания; поскольку известна функция y(t), данный подход дает возможность оценить потери, вызванные эксплуатацией метантенка при неоптимальных температурах.

Для того, чтобы убедиться в том, что полученная формула действительно обеспечивает максимум целевой функции, найдем ее вторую производную:

F'(t) = (- 2)^<0 (37)

г

при любых значениях аргумента V. Следовательно, подученное значение t„p, обеспечивает максимум целевой функции. При этой температуре выход биогаза (с учетом затрат на поддержание температурного режима) является максимальным.

Для проверки результатов эксперимента на лабораторной установке был поставлен эксперимент на промышленной биогазовон установке.

Исследования показали, что производительность установки при работе двух реакторов составляет: по удобрению 3 м3 в сутки, по биогазу 75 м в сутки.

Технологический процесс состоит в следующем. Птичий помет птицефабрики, содержащий порядка 8% сухого остатка, после отделения от него крупных фракций неорганических примесей, подается ассенизационной техникой в приемную емкость, представляющую собой заглубленный

бетонный резервуар объемом 20 м3. При необходимости помет разбавляется водой до влажности 92%, перемешивается насосом до однородности смеси и этим же насосом закачивается в биореакторы объемом около 80%, рисунок 7.

После загрузки реакторов и налаживания циркуляции смеси в змеевик реакторов подается горячая вода и начинается постепенный разогрев биомассы до температуры 48-58 °С, которая поддерживается автоматически во время процесса.

При этой температуре происходит обеззараживание помета. После первоначальной загрузки биомассы в реакторы процесс анаэробного сбраживания длится 10 суток, при периодическом перемешивании (циркуляции) биомассы в реакторах иасосом.

По истечении 10 суток из реакторов отбирается проба сброженной биомассы на анализ. При получении результатов, каждые последующие сутки из реакторов насосом отбирается Зм3 (по 1,5м3 па каждого) готового удобрения, которое тем же насосом закачивается в емкость для дальнейшей расфасовки в тару или закачки в автовоз. После отбора удобрения реакторы дополняются тем же объемом свежего объема из емкости для продолжения процесса сбраживания.

Рис. 7. Метантенк Биогаз из реакторов поступает в газгольдер мокрого типа, где происходит его накопление. Полный объем газгольдера 5,5 м3. Из газгольдера биогаз забирается компрессором и с давлением Р = 1,5-2,5 Кгс/см" подается в ресивер, где происходит его сепарация от влаги и накопление в сжатом состоянии.

Регулирующий вентиль, установленный на шунте компрессора, позволяет регулировать производительность компрессора в широких пределах. Из ресивера биогаз направляется на использование в качестве топлива для нужд самой установки.

Температура задавалась в том же диапазоне, что и в лабораторных условиях, - по три дня на каждое значение температуры. Как и следовало ожидать, выход биогаза соответствовал кривой, полученной в лабораторных условиях.

Так же наблюдается снижение прироста выхода биогаза при повышении температуры, что позволяет с достаточной точностью аппроксимировать экспериментальные данные кривой (гиперболой)

, = 537,1-М, (38)

где у- суточный выход биогаза;

I-температура внутри метантенка.

Таким образом, для обоснования температурного режима можно использовать имеющую ту же кривую, полученную в лабораторных условиях.

537,5 537,0 536,5 536,0 535,5 535,0 534,5 534,0 533,5 533,0 532,5 532,0

48

50

52

54

56

58

Рис.8. Выход биогаза в зависимости от температуры на промышленной установке

Для оценки влияния длины трубы теплообменника (I) - на температуру субстрата в метантенке, был поставлен эксперемент. Площадь внешней поверхности теплообменника определялась по формуле 5=2лг/, где г - радиус внешней окружности трубы (/=42 мм). Длина трубы менялась через каждые 2 метра путем добавления дополнительных отрезков. После того как температура установилась (принимался интервал один час), измерялась температура субстрата. Данные влияния длинны теплообменника на температуру субстрата приведены в таблице 1.

Таблица 1

Влияние длины теплообменника на температуру субстрата

2 4 6 8 10

1° 45,2 53,1 62,0 67,3 70,8

Полученные экспериментальные данные аппроксимируются нелинейной зависимостью:

г = 54 + 17,10^0,26(5-4,2), (39)

причем погрешность аппроксимации не превышает 0,2°. Введем целевую функцию, равную разности начальных затрат на теплообменник и дохода от того, что температура выше исходной температуры и, следовательно, выше выход биогаза:

= с! - у{1)ёпт = с - (а----Ь ^-п-т, (40)

2л-г а+ Р ■ - Б^)

где с - стоимость одного метра трубы (164 руб./м), изготовленной горячекатаной стали ЗСП4, п - плановая длительность эксплуатации оборудования (10 лет), т - число дней в году, а, /3 и 50 - константы в эмпирической зависимости температуры от площади теплообменника, >■(<) -выведенная ранее зависимость суточной выработки газа в зависимости от температуры субстрата.

Для нахождения рациональной длины теплообменника продифференцируем целевую функцию по его длине / и приравняем производную нулю:

Г«—£______Р'У =0 (41)

5 2-я-г [а + /?-агс^(5-50)]2 1 + [/(5-50]2

Полученное трансцендентное относительно площади теплообменника уравнение решается с помощью пакета МаШсас! 2000. Его единственное действительное решение /=16 м дает возможность выбрать расположение теплообменника так, чтобы минимизировать затраты на подогрев субстрата. В этом подходе применяется формула зависимости выхода биогаза от температуры субстрата, выведенная нами для промышленной установки.

В пятой главе «Определение экономического эффекта от реализации результатов исследований» рассматривается экономическая эффективность внедрения полученных результатов. По формуле рациональной температуры при заданных значениях параметров

у = 4,18-103 Дж/кг, Р = 6,94-103 Дж/м3, Ь =1756 град2'дм3/кг, оценим прибыль при рациональной температуре + 54°С = + 52°С), вместо применяемой ранее + 52° (1] = + 52°С):

= Р(а-~)-П0 - Ая--)-*,

А

= +ж-'в) =

= Ю'+4,18-ю3-2 = 16,42-10'

55

Таким образом, на каждом килограмме свежего помета прибыль при рациональной температуре сбраживания составляет 16,42 килоджоулей; за сугки одной двадцатитонной установкой (метантенком) перерабатывается две тонны помета, прибыль за сутки (в Джоулях) составит

Определим стоимость одного Джоуля. Один киловатт/час (на март 2005г.) стоит 1,18 руб. Так как один киловатт/час равен 3,62-106, один Джоуль стоит (1,18/3,62-106) = 0,326-Ю"6 руб. Следовательно, суточная прибыль при рациональной температуре составит (32,84-106)-(0,326-106) = 10,7 руб. С 10 тонн перерабатываемого помета составит 53.5 руб. в сутки, соответственно ежегодная прибыль составит 19 527 руб.

Таблица 2

Потери связанные с эксплуатацией биогазовой установки при __ нерациональной температуре__

ь 48 50 52 54 56 58

У 25.2 16.8 10.7 - 9.3 14.5

Смена температурного режима с + 52°С на +54°С при ежесуточной переработке 10 тонн птичьего помета позволит получить ежегодную прибыль - 19 527 рублей, к - температура сбраживания; у - рубли.

Сравнительный экономический анализ "Биорост-Г' (удобрения полученного на биогазовой установки) и минеральных удобрений показали, что одна тонна "Биорост-1" стоит 240 руб. По питательности одна тонна "Биорост-1" эквивалентна 250 кг минеральных удобрений; причем одна тонна минеральных удобрений (аммофос) стоит 8 тыс.руб. Произведем расчет относительно поставленного эксперимента на культуре огурца в закрытом грунте. Площадь теплицы составляет 29400 м2; за период с 24 декабря 2003 г. по 08 августа 2004г. внесено 544667 кг. удобрения "Биорост-1". Эта величина эквивалентна 544767 / 4 = 136,19 тонн минеральных удобрений. Затраты хозяйства на "Биорост-1" составляют 544767кг х 240руб. = 130 744руб.; затраты на минеральные удобрения составляют 136,19т. х 8000руб. = 1 089 520 руб.

(16,42-103)-(2000)=32,84-106Дж.

(43)

Таким образом, экономический эффект от применения "Биорост-1" за один оборот в расчете на одну теплицу составляет:

1 089 520 руб. - 130 744руб. = 958 776 руб. (44)

Таблица 3

Прибавка урожайности огурца от применения органических _ удобрений «Биорост-1»__

Месяц «Биорост-1» Минеральные Прибавка в Полив

(собрано), кг удобрения (собрано) кг «Биорост-1»

Февраль 374,5 371,5 3 4 раза

Март 2839 2598 241 2 раза

Апрель 3725 3713 12 3 раза

Май 5148 4897 251 1 раз

Июнь 4567 4325 242 2 раза

Июль 2264 2315 -51 Не

применяли

Итого 18917,5 18219,5 698 12 раз

Прибавка урожайности от минеральных удобрений на 50% теплицы составила 2719,5 кг, от «Биоросга-1» - 3417,5 кг, что на 698 кг больше, (таблица 3).

Следовательно, со 100% площади теплицы прибавка урожайности после применения «Биороста-1» составит в среднем 1398 кг, с блока 27960 кг, с комбината 139800 кг (за один оборот).

Общие выводы

1. Обоснованно, что пребывание помета в метантенке менее 10 суток приводит к неполной его переработке, а более 10 суток уменьшает количество массы, перерабатываемой за год.

2. Определенно, что слишком длительное доведение помета до рациональной температуры ведет к уменьшению вырабатываемого биогаза, быстрое доведение температуры до рациональной, требует дополнительных затрат. Установлено, что для метантенка объемом 20м3 время выхода на стационарный технологический режим составляет 4 часа.

3. Максимальный выход биогаза при переработке птичьего помета обеспечивается при рациональной температуре сбраживания (+ 54°С, - 0.2°С), что подтверждено данными полученными на лабораторной и на промышленной биогазовой установке.

4. Установлено, что торцевые поверхности должны иметь форму конуса высотой 2.4м, при Ь = 8м., Я = 2м. Данные размеры обеспечивают минимизацию расхода металла на стенки метантенка в расчете на 1м3 рабочего объема.

5. Обоснованна рациональная длина теплообменника метантенка, дня объема 20м3 равная 16 метров. Это позволяет выбрать расположение трубы (теплообменника) так, чтобы минимизировать затраты на подогрев субстрата.

6. Определен экономический эффект от внедрения рационального температурного режима сбраживания +54°С, вместо применяемого ранее +52°С, ежегодная прибыль при переработке 10 тонн помета в сутки, составляет 19 527 руб.

7. При использовании органического удобрения полученного на биогазовой установке, вместо применяемых ранее минеральных удобрений, только одно овощеводческое хозяйство Омской области (ЗАО «Овощевод») на площади 1500м2, может получить ежегодную прибыль 1 917 552 рубля.

Список работ опубликованных по теме диссертации

1. Марченко Д.Б. Выбор высоты конуса-днища метантенка: Информ. листок №15-2004. /Д.Б. Марченко; ОмЦНТИ. - Омск, -2004. 4 с.

2. Марченко Д.Б. Описание интеллектуального продукта «Биогазовоя технология в птицеводстве». / Д.Б. Марченко. - М., 2004. 3 с. - Всерос. науч.-техн. информ. центр 07.04.2004., № 73200400133.

3. Марченко Д.Б. Оптимизация мощности перемешивающих устройств при метаном сбраживании помета. / Д.Б. Марченко П Сельское хозяйство Сибири. - 2004. - №9. - С. 16-17.

4. Марченко Д.Б. Оптимизация формы биогазовой установки. / Д.Б. Марченко, Л.З. Шрайбер. // Материалы региональной научной конференции молодых ученых аграрных вузов Сибирского федерального округа. (20-21 мая 2003). - Омск, 2003. - С. 119.

6. Марченко Д.Б. Применение метанного сбраживания навоза для получения экологически чистых удобрений. / Д.Б. Марченко, Л.З. Шрайбер // Полвека целине: сб. науч. тр., посвящ. 50-летию освоения целинных и залежных земель. - Омск, 2004. - С. 179 - 182.

7. Марченко Д.Б., Шрайбер Л.З. Оптимизация режима эксплуатации биогазовой установки: Информ. листок №14-2004. / Д.Б. Марченко, Л.З. Шрайбер; ОмЦНТИ. - Омск, -2004. 4 с.

8. Марченко Д.Б. Экологические проблемы птицеводческих предприятий. / Д.Б. Марченко // Молодые ученые сибирского региона - аграрной науке: Материалы межрегион, конф. Молодых ученых, проводимой в рамках празднования 50-летия освоения целинных и залежных земель (г.Омск, 15-16 апреля 2004г). - Омск, 2004. - Вып.№4. - С. 208 - 212.

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Марченко Д.Б. Эффективность применения органических удобрений «Биорост-1» под зерновые и овощные культуры / Д.Б. Марченко // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. Вып. 3. -Барнаул, -2009.-С. 12-17.

2. Марченко Д.Б. Обоснование параметров формы метантенка / Д.Б. Марченко // Достижения науки и техники АПК. Вып. 3. - Москва, -2009.

Подписано в печать 18.03.09. Формат бумаги 60x84 1/16. Печ. л. 1,5. Тираж 130 экз. Заказ 14.

Редакционно-полиграфический отдел издательства ФГОУ ВПО ОмГАУ при Институте экономики и финансов Омск-8, ул. Физкультурная, 8е.

Введение

Глава 1. Состояние вопроса загрязнения окружающей среды и задачи исследований

1.1 Экологический аспект загрязнения окружающей среды отходами жизнедеятельности птицеводческих комплексов

1.2 Анализ основных существующих способов обеззараживания помета—

1.3 Анализ развития конструкций (метантенков) для получения органического удобрения и газа

1.4 Итоги по главе и задачи исследования

Глава 2. Теоретические исследования режимов и параметров установки метантенка) для получения органических удобрений и газа

2.1 Обоснования длительности обработки помета в метантенке

2.2 Обоснование параметров установки (метантенка)

2.3 Закономерности протекания процесса в зависимости от режимов и параметров установки (метантенка)

Глава 3. Программа и методика экспериментальных исследований по выходу биогаза из жидкого помета

3.1 Методика лабораторного исследования

3.2 Методика проведения производственных исследований на биоустановке ------------------------------------------------------------------------------------------—

3.3 Методика проведения исследований на биоустановке по увеличению длинны теплообменника

3.4 Методика проведения исследований по оценке эффективности органических удобрений «Биорост-1» в закрытом грунте на культуре огурца

Глава 4. Результаты экспериментальных исследований по выходу биогаза из жидкого помета

4.1 Лабораторные исследования по определению выхода биогаза из жидкого помета в зависимости от температуры протекания процесса

4.2 Результаты производственных исследований выхода удобрений и биогаза

4.3 Исследования по влиянию длины теплообменника на температуру субстрата в метантенке

4.4 Исследования по оценке эффективности органических удобрений «Биорост-1» в закрытом грунте на культуре огурца

Глава 5. Определение экономического эффекта от реализации результатов исследований

5.1 Общие положения

5.2 Расчет экономического эффекта от внедрения рационального температурного режима сбраживания

5.3 Сравнительная оценка экономической эффективности от использования птичьего помета

Актуальность темы. В настоящее время вопросы охраны природы и рационального использования ресурсов приобретают огромное государственное значение при производстве любого вида продукции. В промышленном птицеводстве как неотъемлемой части агропромышленного комплекса достигнут такой рубеж, когда дальнейший прогресс производства яиц и диетического мяса требует перехода от экстенсивного на интенсивный путь развития. Эта перестройка связана с разработкой и повсеместным внедрением новых технологических приемов, способов и процессов, гарантирующих удовлетворение потребностей страны в диетических продуктах питания. При этом должны обеспечиваться не только минимальная себестоимость продукции, но и ее производство, в условиях эффективного использования местных вторичных ресурсов, с недопущением негативного воздействия на экологию окружающей среды.

Одной из отличительных черт интенсификации птицеводства является масштабное внедрение на птицефабриках клеточного оборудования для содержания и выращивания птицы. Это позволяет улучшить использование производственных мощностей в 2-3 раза, увеличить выход основной продукции яиц и мяса птицы с единицы птицеводческого помещения, снизить материально-технические и трудовые затраты на выполнение технологических операций, отказаться от использования дефицитного подстилочного материала. Однако при внедрении на птицефабриках клеточных батарей для содержания птицы стали возникать серьезные проблемы с удалением и переработкой помета, очисткой и обеззараживанием сточных вод, поступающих из систем поения и после мойки технологического оборудования в процессе проведения санитарно-профилактических работ производственных помещений для содержания птицы. Жидкая пометная масса постоянно накапливается у птицефабрик на 5 необорудованных площадках, в оврагах, складках рельефа, являясь потенциальным источником возникновения экологического неблагополучия не только на птицефабриках но в близи населенных пунктов и соседних прилегающих территориях, с другой стороны птичий помет является ценным органическим удобрением, следовательно необходимо проводить исследования направленные на решение данного комплекса проблем.

Цель исследований - повышение эффективности переработки птичьего помета на основе обоснования параметров технологического процесса и оборудования биогазовой установки.

Объект исследования - процесс термофильного сбраживания помета птицы при анаэробных условиях с использованием анаэробных микроорганизмов в температурном диапазоне от +48С0 до +58С0 и параметры биогазовой установки.

Предмет исследований - закономерности протекания процессов переработки птичьего помета в термофильных условиях при анаэробном процессе с получением биогаза и органических удобрений.

Научная новизна. Впервые обоснованна рациональная температура протекания процесса нагрева субстрата до +54 С0, с последующей выдержкой помета в метантенке в течение 10 суток; обоснованны конструктивно-технологические параметры элементов биогазовой установки.

Методы исследований. В процессе работы проводились аналитические и экспериментальные исследования с использованием методов моделирования, оптимизации и математической статистики. Разработана и применена методика лабораторного исследования выхода биогаза. Разработана и применена методика лабораторного и производственного эксперимента.

Диссертация выполнена в соответствии с государственной тематикой НИОКР в рамках темы: 1Х.01. «Разработать систему конкурентно-способных экологически безопасных технологий и комплексы 6 энергосберегающих машин нового поколения для производства приоритетных видов сельскохозяйственной продукции».

Исследования по обоснованию технологических и конструктивных параметров оборудования для получения органического удобрения и биогаза проводились в соответствии с постановлением Губернатора Омской области, № 537-п от 26 ноября 1996г. и региональной программой «По развитию альтернативных источников тепла».

Биогазовая установка рассматривалась как комплекс для получения биогаза и органического высококонцентрированного удобрения с высоким экологическим эффектом от утилизации отходов птицефабрик.

Рабочая гипотеза. Выдвинуто предположение, что на основе анализа эффективности биогазовой установки можно определить рациональные значения технологических и конструктивных параметров (температура субстрата, угол конуса метантенка, длительность переработки субстрата в метантенке).

Практическая значимость. В результате проведенных исследований получены количественные и качественные показатели параметров биогазовой установки (метантенка), обоснована оптимальная температура для переработки птичьего помета и получения биогаза.

Использование биогаза как энергоносителя находит практическое применение на птицефабрике «Иртышская» Омского района Омской области. Газовый котел КЧМ-5, работает на биогазе и отапливает помещение (цех) общей площадью 400м .

Органическое удобрение «Биорост-1» применяется в хозяйствах ЗАО «Овощевод» и СПК «Тепличное», где отмечено положительное влияние данного удобрения на продуктивность сельскохозяйственных культур и отрицательное воздействие на болезнетворную микрофлору тепличных культур.

Реализация результатов исследований. Полученные результаты исследований внедрены на биогазовом комплексе НПЭК «Сиббиогаз», 7 расположенного на территории «Иртышской» птицефабрики Омского района Омской области. Так же использованы в учебном процессе в «Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии», «Омском государственном педагогическом университете»

Основные положения, выносимые на защиту. Закономерности протекания процесса сбраживания помета в зависимости от режимов работы оборудования и его конструктивных параметров; параметры температурного режима при переработке птичьего помета в метантенке; технологические и конструктивные параметры оборудования для производства биогаза и органических удобрений из отходов птицефабрик.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались:

• на региональной научной конференции молодых ученых аграрных вузов Сибирского федерального округа, в г.Омске 20-21 мая 2003г.;

• на областной научно-практической конференции, посвященной пятидесятилетию освоения целинных и залежных земель, в г.Омске 2-3 марта 2004г;

• на межрегиональной конференции молодых ученых, в г.Омске 15-16 апреля 2004г.

Публикации. Основное содержание работы изложено в 10 печатных работах, из них две публикации в изданиях рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, библиографического списка использованной литературы и приложений. Общий объем составляет 110 страниц, из них 90 страница основного текста, 31 рисунок, 17 таблиц, и 4 приложения. Библиографический список включает 121 источников, из них 18 на иностранных языках.

Общие выводы

1. Обосновано, что пребывание помета в метантенке менее 10 суток приводит к неполной его переработке, а более 10 суток уменьшает количество массы, перерабатываемой за год.

2. Определено, что слишком длительное доведение помета до рациональной температуры ведет к уменьшению вырабатываемого биогаза, быстрое доведение температуры до рациональной, требует дополнительных затрат. Установлено, что для метантенка объемом 20м время выхода на стационарный технологический режим составляет 4 часа.

3. Установлено, что максимальный выход биогаза при переработке птичьего помета обеспечивается при рациональной температуре сбраживания (+ 54°С, - 0.2°С), что подтверждено данными полученными на лабораторной и на промышленной биогазовой установке.

4. Установлено, что торцевые поверхности должны иметь форму конуса высотой 2.4м, при Ь = 8м., Я = 2м. Данные размеры обеспечивают а минимизацию расхода металла на стенки метантенка в расчете на 1м рабочего объема.

5. Обоснованна рациональная длина теплообменника метантенка, для объема 20м3 равная 16 метров. Это позволяет выбрать расположение трубы (теплообменника) так, чтобы минимизировать затраты на подогрев субстрата.

6. Определен экономический эффект от внедрения рационального температурного режима сбраживания +54°С, ежегодная прибыль при переработке 1 тонны помета в сутки, составляет 1 952 руб.

7. При использовании органического удобрения полученного на биогазовой установке, вместо применяемых ранее минеральных удобрений, только одно овощеводческое хозяйство Омской области (ЗАО «Овощевод») на площади 29400 м2, получит ежегодную прибыль 1 917 552 рубля.

91

1. Андреев В.А. Обеззараживание навоза от жизнеспособных семян сорняков.

2. В.А Андреев. // Рациональное использование органических удобрений. -М.: Росагропромиздат, 1988. С. 13 - 26.

3. Антонова О.И. Физиолого-агрохимические аспекты повышения продуктивности агроценозов Алтайского края: Автореф. дис. д-ра. с.-х. наук. / О.И. Антонова. -Барнаул, 1997. -33 с.

4. Баадер В. Биогаз, теория и практика. / В. Баадер, Е. Доне, М. Бренндерфер.- М.: Колос, 1982. 148 с.

5. Баранников В.Д. Утилизация сточных вод животноводческих комплесов. /

6. B.Д. Баранников// Ветеринария. 1979. - №12. - С. 27-28.

7. Барков В.Ф. К вопросу обеззараживания отходов животноводства. / В.Ф.

8. Барков // Труды / Новосибирской СХИ. 1976. - №8. - С. 90 - 100.

9. Биогаз по-швейцарски. // Химия и жизнь. 1988. - №12. - С. 64 - 71.

10. Биогаз-85. Проблемы и решения: Материалы советско-финского симпозиума (4-6 февраля 1985., Москва). М., 1985. - 173 с.

11. Божко Г.Г. Экология сельского хозяйства экономические аспекты. / Г.Г.

12. Божко // Экология сельскохозяйственного производства: Сб. Кемерово, 2004. - С. 74 - 79.

13. Бродович К. Производство и использование биогаза. / К. Бродович, М. Степпа // Международный сельскохозяйственный журнал. 1983. - № 6.1. C. 35-41.

14. Бугрова Г.Г. Рекомендации по применению органических удобрений. / Г.Г. Бугрова, Г.К. Молчанова. М., 2004. - 232 с.

15. Буздалов Н. Теория аграрных отношений: современное представление. / Н. Буздалов // АПК: Экономика и управление. 2000. - №6. - С. 24 - 28.

16. Бурлакова Л.М. Влияние различных факторов на загрязнение почв тяжелыми металлами. / Л.М. Бурлакова, Г.Г. Морковкин // Проблемы92экологии Омской области: тез. докл. регион, конф. ( 22-24 апреля 1992г.) Омск, 1992. - Т.2.- С.11-12.

17. Вавилова Н.М. Гомеопатическая фармакология. Т.1. Гомеопатические минеральные средства. / Н.М. Вавилова Ростов-на-Дону: Гефест, 1992.-456с.

18. Васильев В.А. Технология подготовки жидкого навоза и урожай. / В.А Васильев, A.JI Шершнев, Т.Г. Разваткина и др.// Агрохимия 1981. № 9. -С. 100 -103.

19. Вальков В.Ф., Колесников С.И., Казеев К.Ш. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на фитотоксичность чернозема. / В.Ф. Вальков, С.И. Колесников, К.Ш. Казеев // Агрохимия. 1997. - №6.- С.50-55.

20. Вялых А. Г. Утилизация отходов птицеводческих комплексов. / А.Г. Вялых. Курск: Обл. кн. изд-во. 1997. - 245 с.

21. Гаврилов A.A. Физико-механические свойства помета. / A.A. Гаврилов. // Применение измерительной техники в сельском хозяйстве. Сб. ст. М.: Изд-во Волгоградского СХИ, 1993. - С. 63 - 68.

22. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. / К.К Горбатова. СПб.: Гиорд, 2001. - 320 с.

23. Горновесов Г.В. Москва 1962. Электрофикация сельского хозяйства // Научные труды / ВИЭСХ. 1962. Т. 11. - С. 123 - 128.

24. Гриднев П.И. Утилизация экскриментов животных с предварительной переработкой их в анаэробных условиях. / П.И. Гриднев, Т.Г. Разваткина. // Науч. техн. бюл. по электрофикации сельского хозяйства. Вып. 2 (38). Москва, 1979. - С. 40 - 45.

25. ГОСТ 27979-88. Удобрения органические. Метод определения pH. М.: Изд-до стандартов, 1989. - 4с.

26. ГОСТ 26712-85. Удобрения органические. Методы анализа. М.,1986. -8 с.

27. ГОСТ 27980-88. Удобрения органические. Методы определения органического вещества. М.: Изд-до стандартов, 1989, 8 с.93

28. Доброхотов В.И. Состояние и проблем использования нетрадиционных возобнавляемых источников энергии в народном хозяйстве. / В.И. Доброхотов // Теплоэнергетика 1984.-№4.- С.2 -6.

29. Заварзин Г.А.// Изв. АН СССР. Сер. Биол. 1986. - № 8. - С.341-350.

30. Иванов В.Н. Трение скольжения модели и измерение. / В.Н. Иванов. -М.: Машиностроение, 1988. - 361 с.

31. Кабата-Пендиас А. Микроэлементы в почвах и растениях. / А. Кабата-Пендиас, X. Пендиас М.: Мир, 1989.- 439 с.

32. Калюжный C.B., Данилович Д.А., Ножевникова А.Н. // Итоги науки и техники. Сер. Биотехнология. / ВИНИТИ. М., 1991. Т.29. - С. 158 - 163.

33. Калюжный C.B., Пузанков А.Г. // Итоги науки и техники. Сер. Биотехнология. / ВИНИТИ. -М., 1988. Т.21. - С. 76 - 83.

34. Клочкова JI.C. Санитарно-микробиологическая оценка помета, переработанного на модельной установке анаэробного термофильного сбраживания. / JI.C. Клочкова, Ф.Л. Радун, И.Д. Гришаева. // Труды / ВНИИВС. М.: 1977. Т.59. - С. 36 - 39.

35. Ковалев A.A. Агроэкология проблемы и решения. / A.A. Ковалев // Агрохимический вестник. 2001. - № 5. - С. 13-20.

36. Ковалев A.A. Анаэробная биологическая обработка твердых отходов животноводства. / A.A. Ковалев, Г.П. Марсагишвили. // Микробиологические методы защиты окружающей среды: Тез. докл. Всесоюз. Конф. Пущино, 1988. - С. 92 - 97.

37. Ковалев A.A., Гриднев П.И. Использование отходов животноводства для получения биогаза. / A.A. Ковалев, П.И. Гриднев. // Энергосберегающие технологии в сельскохозяйственном производстве: Науч. тр. / ВИЭСХ. -М., 1985. Т.64. С. 39-42.

38. Ковалев Н.Г. Интенсификация процесса анаэробной переработки экскрементов сельскохозяйственных животных. / Н.Г. Ковалев, A.A. Ковалев, П.И. Гриднев и др.: Сб. Тр. / АрмНИИНТИ.-1979.-№1.-С.52 -59.94

39. Ковалев A.A. Интенсификация процесса метанового сбраживания. / A.A. Ковалев, П.И. Гриднев, В.П. Лосяков. // Исследование, проектирование и строительство систем сооружений метанового сбраживания: Тез. докл. -М.: Гипрониисельхоз, 1982. С. 41-47.

40. Ковалев A.A. Методика определения оптимальной дозы загрузки метантенка. / A.A. Ковалев, П.И. Гриднев, В.М. Шрамков, В.П. Лосяков. // Науч.-техн. бюл. / ВИЭСХ. 1979. - №2. - С. 35 - 38.

41. Ковалев A.A. Основные принципы создания технологии и оборудования для переработки сельскохозяйственных отходов путем метанового сбраживания. / A.A. Ковалев. // Биогаз-87. Совещание по технической биоэнергетике: Тез. докл. Рига, 1987. С. 89-93.

42. Ковалев A.A. Рекомендации по выбору режимов эксплуатации биогазовых установок на животноводческих фермах. / A.A. Ковалев, Г.П. Марсагишвили. // Сборник научных трудов / ВНИИМЖ. Подольск, 1989.-С. 98- 102.95

43. Ковалев A.A. Система нагрева инфлюента в биогазовых установках. / A.A. Ковалев, М.В. Левчикова, В.П. Лосяков. // Электрификация сельского хозяйства. М., 1990. - Т.74. С. 71-80.

44. Ковалев A.A. Технология и технико-энергетическое обоснование производства биогаза в системах утилизации навоза животноводческих ферм. / A.A. Ковалев. // Автореф. дис. . д-ра тех. наук. / A.A. Ковалев. -М., 1998.-39 с.

45. Ковалев A.A. Результаты исследований экспериментальной биогазовой установки. / A.A. Ковалев, В.П. Лосяков. // Механизация и электрофикация сельского хозяйства. 1987. - №11. - С. 56 - 60.

46. Комплект оборудования для анаэробного сбраживания навоза: экспресс-информация Запорожского НПО по созданию и производству машин для подготовки органических удобрений. Киев, 1986. - 86 с.

47. Красницкий В.М. Состояние и агроэкологический прогноз развития экосистем. / В.М. Красницкий. Омск, 1998. - 86 с.

48. Кувакина Т.П. Повышение урожайности овса. / Т.П. Кувакина // Урожайность зерновых культур в Западной Сибири, Сб. тр. -Новосибирск. 2004. С. 181 - 188.96

49. Липартелиани Ш.Г. Повышение урожайности овса за счет применения экологически чистых удобрений. / Ш.Г. Липартелиани. // Применение удобрений в нечернозёмных областях: Сб. М., 1997. - С. 172 - 178.

50. Лиценбергер Л. Источник вечной энергии? О перспективах внедрения биогазовых технологий в фермерских хозяйствах Сибири. / Л. Лиценбергер. // Сибирский фермер. 2002. - №6. - С. 12-14.

51. Лысенко В.П. Переработка отходов птицеводства / В.П. Лысенко. -Сергиев Пасад 1998. - 165 с.

52. Львов В.П. Биотермическое обеззаражевание навоза. / В.П. Львов . М.: Сельхозгиз, 1953. - 137 с.

53. Марченко Д.Б. Выбор высоты конуса-днища метантенка: Информ. листок №15-2004. / Д.Б. Марченко; ОмЦНТИ. Омск, -2004. 4 с.

54. Марченко Б.В. Биогазовая отрасль на пороге XXI века. / Б.В. Марченко // Роль инноваций в развитии регионов: тез. докл. межрегион, науч.-практ. конф. Омск, 1999.-С. 62-67.

55. Марченко Д.Б. Описание интеллектуального продукта «Биогазовоя технология в птицеводстве». / Д.Б. Марченко. М., 2004. 3 с. - Всерос. науч.-техн. информ. центр 07.04.2004., № 73200400133.

56. Марченко Д.Б. Оптимизация мощности перемешивающих устройств при метаном сбраживании помета. / Д.Б. Марченко // Сельское хозяйство Сибири. 2004. - №9. -С. 16-17.

57. Марченко Д.Б. Оптимизация формы биогазовой установки. / Д.Б. Марченко, Л.З. Шрайбер. // Материалы региональной научной конференции молодых ученых аграрных вузов Сибирского федерального округа. (20-21 мая 2003). Омск, 2003. - С. 119.

58. Марченко Д.Б. Применение метанного сбраживания навоза для получения экологически чистых удобрений. / Д.Б. Марченко, Л.З. Шрайбер // Полвека целине: сб. науч. тр., посвящ. 50-летию освоения целинных и залежных земель. Омск, 2004. - С. 179 - 182.97

59. Марченко Д.Б., Шрайбер JI.3. Оптимизация режима эксплуатации биогазовой установки: Информ. листок №14-2004. / Д.Б. Марченко, Л.З. Шрайбер; ОмЦНТИ. Омск, -2004. 4 с.

60. Маслов В.П. Физические константы и единицы измерения. / В.П. Маслов. // М.: Высшая школа, 1981. 382 - с.

61. Меры борьбы с сорняками при производстве органических удобрений. Рекомендации. М.: Союзсельхозхимия, 1988. 115 с.

62. Методические указания по анализу органических удобрений. / Союзсельхозхимия. М.: Колос, 1984. - 24 с.

63. Минеев В.Г. Экологические проблемы агрохимии. / В.Г. Минеев М.: Изд-во МГУ, 1982. - 348с.

64. Морс Ф. Теплофизика. / Ф. Морс // М.: наука, 1968. 186 с.

65. Некрасов В.Г. Выбор оптимальной конструкции биогазовых реакторов. / В.Г. Некрасов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -1987.- №11.-С. 57-59.

66. Некрасов В.Г. Экономические показатели биогазовых установок. / В.Г. Некрасов // Техника в сельском хозяйстве 1988. - С. 19-21

67. Ножевникова А.Н. Метановое сбраживание жидких навозных стоков в реакторах типа «Анаэробный биофильтр» / А.Н. Ножевникова, A.A. Ковалев, В.К. Некрасов и др. // Биотехнология 1992. - С. 36 - 41.

68. Ольховский С.Ю. Повышение плодородия почвы актуальная задача современности. / С.Ю. Ольховский. - М.: Агрпромиздат, 1999. - 137 с.

69. Павленко Г.П. Урожайность зерновых культур в зависимости от качества органических удобрений. / Г.П. Павленко // Труды / Саратовский сельскохозяйственный ин-т. 1989. - №89. - С. 34-39.98

70. Павленко М.Г. Засорённость и урожайность посевов овса, в зависимости от ресурсосберегающих систем обработки почвы. / М.Г. Павленко // Современные технологии повышения урожайности зерновых культур: тр. / КемСХН. Кемерово, 2003. - С. 140 - 148.

71. Панцхава Е.С. Биоэнергетические установки по конверсии органических отходов в топливо и органические удобрения. / Е.С. Панцхава, H.JI. Кошкин. // Теплоэнергетика 1993. - №4. - С. 20-23.

72. Панцхава Е.С. Биомасса: решение трех проблем. / Е.С. Панцхава // Энергия, экономика, техника, экология 1987. - №1. - С. 14 - 16.

73. Папсуев Г.Л. Экономические проблемы производства овсяного печенья. / Г.Л. Папсуев // Пищевая промышленность. 2004. - №10. - С. 75-77.

74. Папцов А.Г. Государственное регулирование сельского хозяйства (современные тенденции в отечественной и зарубежной практике). / А.Г. Папцов. -М.:Принт-экспресс, 1998. 121 с.

75. Пудовкина Т.А. Мониторинг содержания тяжелых металлов в почвах. / Т.А. Пудовкина // Сборник научных трудов к 100-летию проф. Орловского Н.В. Омск, 1999: Вып.1. - С. 23-28.

76. Пузанков А.Г. Метод биологической обработки сельскохозяйственных отходов. / А.Г. Пузанков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1987. - №11. - С.56-57.

77. Пузанков А.Г. Обеззаражевание стоков животноводческих комплексов. / А.Г. Пузанков, Г.А. Мхитарян, И.Д. Гришаев. М.: Агропромиздат, 1986. - 164 с.99

78. Пузанков А.Г. Основные направления разработок промышленных методов биогенерации кормовых средств из отходов животноводства. / А.Г. Пузанков // ВНИИКОМЖ. М.: Реф. Сб. - 1978. - Вып.2. - С. 45 - 48.

79. Пунда H.A. Эффективность птичьего помета на черноземных почвах южной лесостепи Западной Сибири: Автореф. Дис. . канд. с-х наук: 06.01.04 / H.A. Пунда. Омск, 1989. - 16 с.

80. Рекомендации по использованию птичьего помета в Омской области / Агропромышленный комитет Омской области. Омск 1989. - 33 с.

81. Ромашкевич И.Ф. Опыт получения метана и органических удобрений при сбраживании древесных отходов и помета. / И.Ф. Ромашкевич, Г.Н. Карелина. //Микробиология. 1961. Т.30, Вып. 1. - С. 144 - 146.

82. Рыжов C.B. Оборудование для получения биогаза. / C.B. Рыжов // Техника в сельском хозяйстве -1987. №4. - С. 24 - 26.

83. Савченко Е. Выбор приоритетов аграрной политики России в современных условиях. / Е. Савченко // АПК: Экономика и управление. -2000. №3. - С. 43 -47.

84. Самородский В. Государственное регулирование развития АПК / В. Самородский // Экономика сельского хозяйства России. 2003. - №2. - С. 25 -30.

85. Семененко И.В. Установка Биогаз-301С. / И.В. Семененко // Информ. листок / УкрНИИНТИ. Киев, 1986. - №45. - 6 с.

86. Сердюк А.Н. Обоснование параметров и режимов работы установки для охлаждения молока естественным холодом: / Дис. . канд. тех. наук. / А.Н. Сердюк. - Омск, 2000. - 110 с.

87. Серова Е.В. Аграрная экономика. /Е.В Серова. М.: ГУ ВШЭ,1999.-149 с.

88. Состояние окружающей природной среды в Алтайском крае в 1996 году: Докл. гос. комитета по охране окружающей среды Алтайского края. Барнаул, 1997.-106 с.

89. Стремнин В.А. Система машин для комплексной механизации животноводства в зоне западной и восточной Сибири на 1991 1995гг.:100

90. Метод. Рекомендации / ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. СибИМЭ. -Новосибирск, 1990. 180с.

91. Статистический отчет Госкомэкологии. Ч.З. Производственный травматизм. М.: 2002, - 436 с.

92. Тарасов Л.Я. Физические и механические свойства стали: Справочник. /

93. Л.Я. Тарасов. // М.: Изд-во Московского ин-та стали и сплавов, 1991. -218 с.

94. Тарасов С.И. Анаэробная переработка бесподстилочного навоза / С.И. Тарасов. М.: Агропромиздат, 1987. - 118 с.

95. Черепанов A.A. Санитарно-гельминтологическая оценка метода термофильного анаэробного сбраживания бесподстилочного навоза. / A.A. Черепанов, Ф.Л. Радун. // Труды / ВНИИ гельминтологии. М.: 1974. Т.21. - С. 152- 157.

96. Шпис Т.Э. Фитоксичность почв, факторы ее формирования и реакция различных культур на загрязнение почв тяжелыми металлами в условиях степной зоны Омской обласи: Дис. . канд. с.-х. наук. / Т.Э. Шпис-Омск, 1999.-151с.

97. Якушин Н. Экономическое воздействие государства на агропромышленное производство/ Н. Якушин // АПК: Экономика и управление. 2000. - №2. - С. 68 - 73.

98. Ясенецкий В.А. Оборудование для производства биогаза из животноводческих отходов. / В.А. Ясенецкий // Промышленная энергетика. 1988. - №11. - С. 9 -13.

99. Ярошевский М.И. Расчет технико-экономических параметров тепловой аппаратуры // Физика и техника высоких температур. Калининград. 2005, 218 с.

100. Achfield G. The methane generation. Feedlot Manag., 1980. N4.-S.- 22.

101. Bansal M. et al Biogas production during anaerobic digestion of livestock excreta. Indian Dairy Sc., 1977. - S. - 338.

102. Biondi L. Possibile utilizzazione del biogas. Inform. Zootech., 1980, N6. -S. - 27.101

103. Besler H. Kleinbiogasanlage, Pers. Mitteilung v, Herrn Maurer, Landesanstalt fur Maschinenwesen, Hohenheim. 1977. S. - 139.

104. Doll R. Economic Impact of Agricultural Pollution Control Programs. Agr. Eng. 69, 1999. S. - 171.

105. Dubourgier H.C., Archer D.B., Albagnac G. et al. Anaerobic digestion. N.Y.: Pergamon Press, 1988. - S. -13-23.

106. Eyser E. Biogas, einer Studie bber die Aktualitt der Biogasgewinnung. Abschluüarbeit, Gesamthochschule Kassel, 1976. S. - 94.

107. Jewell W.J. (Herausgeber) Bioconversion of agricultural wastes for pollution control and energy convereion. T I D-27164, Corneli Untv. Ithaca, N. V., 1977. S. - 162.

108. Konstandl H. G. Die technische Anwendung der Knontaktfaulung zur Behandlung eines organisch hochbelasteten Substrates am Beispiel von Mischgblle aus Massenlierhaltungen, Industrieabwßsser (Kommunalwirtsdiaft) 5 (1975). -S. 13.

109. Loll U. Microbiol energy conversion. Güttingen. Erich. Goltze, 1976.-S.-92.

110. Persson S. Progress report from the first year of Operationof the Penn State Anaerobic Digester. Meeting of the North Atlantic Region oi the ASAE et Rutgers University, New Jercy, 18, August 1976. S. - 62.

111. Report of the Preparatory Mission on Rio-Gas Technology and Utilisation. Economic and Social Commission for Asia and the Pacific, Manila/Bangkok. 1975. S. - 74.

112. Rosegge r S. Energetische Fragen bei de Gaserzeugung in der Landwirtschaft. AgrartechH. 10, 1977. S. - 393.102

113. Schmidt F Eggersigluss W. Die Binugasanlage Allerhop.DEFU-Mitt. Heft 9, Verden. 1951.-S.-61.

114. Strauss W. Der heutige Stand der Biogasgewinnung aus landwirtschaitlichen organischen Stoffen. В кн.: Liebmann H.:GEWlnnung und Verwertung von Methan aus Klflrschlamm und Mist, Verland R. Oldenboug, Munhen, 1956. -S.-216.

115. Tschierschkc M. Die Erzeugung von Biogas im lndwirtschaftiichen Betrieb. Archiv für Landtechnik 3 (1961—62). S. - 243.

116. Weber F. Neue Erkenntnisse in der bngerwirtschaft Eigenverlag F. Weber, 7311 Bissmgen. 1977. S. - 178.

117. Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

118. Марченко Д.Б. Эффективность применения органических удобрений «Биорост-1» под зерновые и овощные культуры / Д.Б. Марченко // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. Вып. 3. -Барнаул, 2009. - С. 12 -17 .

119. Марченко Д.Б. Обоснование параметров формы метантенка / Д.Б. Марченко // Достижения науки и техники АПК. Вып. 3. Москва, -2009.-С. 64-65.