Ультразвуковая дезинтеграция навоза животных перед анаэробным сбраживанием

Ультразвуковая дезинтеграция увеличивает выход метана (CH₄), сокращает время удерживания твердых веществ (SRT) и повышает общую эффективность анаэробного сбраживания. Это происходит в результате дезинтеграции биологических твердых веществ и бактериальных клеток в навозе животных и высвобождения внутриклеточных компонентов вследствие перехода взвешенных частиц в растворимую форму. Ультразвуковые реакторы Hielscher для предварительной обработки навоза животных обеспечивают увеличение выхода метана (биогаза) и химической потребности в кислороде растворимой фракции (SCOD) при анаэробном сбраживании.

Анаэробное сбраживание навоза животных

Отходы животноводства подвергают анаэробному сбраживанию для снижения содержания органических веществ, уменьшения запаха и сокращения выбросов парниковых газов из закрытых систем. Еще одно потенциальное преимущество – снижение количества патогенных микроорганизмов в навозе. Типичные отходы животноводства для сбраживания включают свиной навоз (навоз свиней, навоз боровов), навоз молочного скота или навоз мясного скота с откормочных площадок, куриный помет, помет индеек, отходы от соскабливания из ям, жидкий навоз, стоки с откормочных площадок и навозные стоки.

Ультразвуковая дезинтеграция

Ультразвуковая кавитация разрушает твердые органические вещества и увеличивает количество растворенного органического субстрата, а также скорость разложения и способность биологических твердых веществ к сбраживанию в процессе анаэробного сбраживания. Такая предварительная обработка увеличивает площадь поверхности, доступную для последующего анаэробного сбраживания. В результате улучшается преобразование частиц биологических твердых веществ в биогаз. Это повышает способность к биологическому разложению, увеличивает выход биогаза и химическую потребность в кислороде растворимой фракции (SCOD).

Ультразвуковые реакторы

Hielscher поставляет ультразвуковые дезинтеграторы для предварительной обработки в потоке при малом и большом объемном расходе. Все ультразвуковые реакторы рассчитаны на непрерывную работу (24hrs/7d/365d) для максимального использования оборудования. В зависимости от таких факторов, как состав отходов, TS или время удерживания твердых веществ в реакторе анаэробного сбраживания, требуемая мощность оборудования для большинства установок составляет от 2 до 10 kW на 1 m³/час. Ультразвуковые зонды Hielscher и геометрия реакторов оптимизированы на основе многолетнего практического опыта предварительной обработки отходов и осадка перед сбраживанием. Это важно, поскольку настройка параметров обработки ультразвуком и конструкция гидравлической системы существенно влияют на эффект дезинтеграции. Ультразвуковые реакторы Hielscher позволяют обрабатывать более вязкий (менее разбавленный) материал, повышая эффективность процесса. Кроме того, ультразвуковые устройства Hielscher отличаются исключительно высоким электрическим КПД, превышающим 81%, – это обеспечивает более высокую эффективность дезинтеграции. Использование мацератора перед обработкой ультразвуком измельчает крупные частицы и волокна и повышает однородность материала, поступающего в ультразвуковую систему.

Совместное сбраживание смесей отходов

Преимущества ультразвуковой дезинтеграции перед сбраживанием распространяются не только на навоз животных. Обработка ультразвуком улучшает гидролиз при совместном сбраживании навоза с пищевыми отходами, осадком городских сточных вод или даже неочищенным глицерином, получаемым при производстве биодизеля. Ультразвуковая дезинтеграция в качестве предварительной обработки перед мезофильным или термофильным совместным сбраживанием обеспечивает значительно более высокий объемный выход метана, более низкое содержание H₂S (запах) и более низкое содержание аммиака в стоках по сравнению с материалом, не обработанным ультразвуком. Небольшие количества глицерина (от 4 до 6%), добавленные в навоз перед ультразвуковой дезинтеграцией, приводят к значительному увеличению производства биогаза.

Преимущества обработки ультразвуком

Очевидный эффект ультразвуковой дезинтеграции – увеличение выхода биогаза. Однако еще большая экономия достигается благодаря снижению затрат на перевозку грузовым автотранспортом и обезвоживание вследствие уменьшения количества отходов после сбраживания материала. Сокращение времени удерживания повышает производительность реактора анаэробного сбраживания и может помочь избежать установки дополнительного реактора. Уменьшение запаха благодаря снижению содержания H₂S и снижение содержания аммиака в стоках имеют экологическое значение.

Установка и модернизация

Ультразвуковые реакторы Hielscher можно легко интегрировать в новые проекты или установить при модернизации существующих реакторов анаэробного сбраживания. Вы можете проверить воздействие на ваш отходный материал в небольшом масштабе, например используя систему UIP2000 (20kHz, 2000 ватт) с зондом Cascatrode и реактором с проточной ячейкой. Модульная конструкция ультразвуковых систем высокой мощности (например, 10x UIP4000, 40 киловатт) позволяет гибко устанавливать оборудование и поэтапно модернизировать его. Особенно при модернизации существующих реакторов анаэробного сбраживания затраты на оборудование для обработки ультразвуком быстро окупаются благодаря экономии средств и доходам от биогаза. Свяжитесь с нами для получения бесплатной информации!

Биогаз – возобновляемая энергия

Биогаз – экологически безопасный возобновляемый источник энергии. В то время как биодизель и биоэтанол производятся преимущественно из продовольственных или непродовольственных сельскохозяйственных культур, для получения биогаза из навоза используется отход сельскохозяйственного производства. Получение биогаза не требует энергоемкой дистилляции или агрессивных химических веществ и характеризуется очень малым углеродным следом. Анаэробное сбраживание с применением ультразвука обеспечивает многие животноводческие хозяйства чистой, экологически безопасной и возобновляемой энергией по стоимости, конкурентоспособной с рыночными ценами на природный газ или ниже этих цен.