ПЕРЕРОБКА ПТАШИНОГО ПОСЛІДУ В ЕНЕРГЕТИЧНИХ ЦІЛЯХ В ТЕХНОЛОГІЯХ ЗАХИСТУ ДОВКІЛЛЯ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2022.03.13Ключові слова:
анаеробне зброджування, біогаз, захист навколишнього середовища, пташиний послід, ультразвукова обробкаАнотація
Розглянуто фактори екологічної небезпеки від накопичення пташиного посліду разом з перевагами та недоліками технологій переробки стоків пташиного посліду. Акцентована увага на методі анаеробної переробки з отриманням біогазу та добрива підвищеної якості. У роботі досліджується метод інтенсифікації анаеробного зброджування із застосуванням попередньої додаткової ультразвукової обробки в процесі анаеробного зброджування органічних відходів з отриманням біогазу. Додаткова ультразвукова обробка допомагає розкладати органічні відходи та вивільняє більше енергії для перетворення в метан, за рахунок фізичної дезінтеграції речовини та покращення хімічної структури субстрату за рахунок вільних радикалів, що додаються за умови кавітаційного розпаду бульбашок. Лабораторно перевірено ефективність використання додаткової ультразвукової обробки в процесі анаеробного зброджування в порівнянні показників виходу біогазу та параметрів анаеробного процесу. Обраний метод контролювався за показниками водневого показника (pH), окисно-відновного потенціалу (ОВП), загальної мінералізації речовини (TDS), та якісним та кількісним компонентним складом біогазу. Проаналізовано, що ультразвукова обробка субстрату на стадіях попередньої підготовки для подальшого процесу анаеробного зброджування збільшує вихід біогазу. Лабораторно підтверджено збільшення продуктивності біогазу біосистем анаеробного зброджування з попередньою обробкою субстрату ультразвуком з контрольним експериментом без попередньою обробки в 1,3 рази за двадцять п’ять днів дослідження та загальним досягненням продуктивності біогазу на рівні 10 л. Теоретично розраховано зниження терміну окупності від 5,0 до 2,5 років біогазової установки реалізації комбінованої системи утилізації органічних відходів з додатковим встановлення системи попередньої обробки. Проаналізовано можливості міжнародних грантових платформ для фінансування та впровадження інноваційних біогазових проєктів на місцях, зокрема орієнтованих на спільноту України.
Посилання
Nuhu S. K., James Gyang J. A., Kwarbak J. J. Production and optimization of biomethane from chicken, food, and sewage wastes: The domestic pilot biodigester performance. Chem Eng Technol., 2021, 5, pp. 100298, doi: 10.1016/j.clet.2021.100298.
Tkachuk K. K., Opolinskyi I.O. Doslidzhennia vplyvu destruktsii biomasy na protses utvorennia biohazu. [Study of the influence of biomass destruction on the process of biogas production]. Ekolohichna bezpeka. Kremenchuk, 2018, No25. S. 46–51.
Aitbaieva Z. K. Avtomatyzatsiia ta upravlinnia kavitatsiinoiu destruktsiieiu vidkhodiv tvarynnytstva dlia intensyfikatsii anaerobnoho zbrodzhuvannia. [Automation and control of cavitation destruction of livestock waste for intensification of anaerobic digestion]. Dys. na zdobuttia naukovoho stupenia k.t.n. Bishket, 2020. 179 s.
Romio C., Kofoed M., Møller H. Effect of ultrasonic and electrokinetic post-treatments on methane yield and viscosity of agricultural digestate. Bioresour Technol., 2022, pp. 127388, doi: 10.1016/j.biortech.2022.127388.
Yue L., Cheng J., Tang S., An X., Hua J., Dong H., Zhou J. Ultrasound and microwave pretreatments promote methane production potential and energy conversion during anaerobic digestion of lipid and food wastes. Energy, 2021, 228, pp. 120525, doi: 10.1016/j.energy.2021.120525.
Zia M., Ahmed S., Kumar A. Anaerobic digestion (AD) of fruit and vegetable market waste (FVMW): potential of FVMW, bioreactor performance, co-substrates, and pre-treatment techniques. Biomass Convers. Biorefin., 2020, pp. 3573–3592, doi: 10.1007/s13399-020-00979-5.
Ramanathan R. M., Balasubramanian N., Сhithra K. Biogas from confectionery wastewater with the application of ultrasound pre-treatment. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 2019, pp. 1–12, doi: 10.1080/15567036.2019.1649747.
Kizito S., Jjagwe J., Mdondo S. W., Nagawa C. B., Bah H., Tumutegyereize P. Synergetic effects of biochar addition on mesophilic and high total solids anaerobic digestion of chicken manure. J. Environ. Manage, 2022, 315, pp. 115192, doi: 10.1016/j.jenvman.2022.115192.
Odejobi O. J., Olawuni O. A., Dahunsi S. O., John A. A. Evaluation of Biogas Production from Bio-Digestion of Organic Wastes. Int. J. Eng. Res. Afr., 2020, 51, pp. 217-227.
Kong X., Defemur Z., Li M., Zhang Q., Li H., Yue X. Effects of combined ultrasonic and grinding pre-treatments on anaerobic digestion of vinegar residue: organic solubilization, hydrolysis, and CH4 production. Environ. Technol., 2021, pp. 1–11, doi: 10.1080/09593330.2020.1870572.
Kovalov A. A, Kovalov D. A, Hryhoriev V. S. Enerhetychna efektyvnist poperednoi obrobky syntetychnoho substratu metantenka v aparati vykhrovoho sharu [Energy efficiency of pretreatment of synthetic substrate of digester in the vortex layer apparatus]. Naukova stattia, 2020, pp. 97-98.
European Innovation Council (EIC) Work Programme 2022. European Commission Decision C(2022) 701 of 7 February 2022, 160 р.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Вікторія Чубур, Єлізавета Черниш , Максим Скиданенко , Дмитро Данилов , Олексій Білоус
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
