Тема 6. Эффективность преобразования энергии отходов сельскохозяйственного производства при переработке отходов животноводства

Цель - ознакомиться с направлениями преобразования энергии отходов сельскохозяйственного производства, оценить эффективность переработки отходов животноводства.

На свиноводческом комплексе содержится 54 тыс. гол. Свиней и применяется система анаэробного сбраживания навоза.

Система анаэробного сбраживания навоза состоит из четырех биореакторов вместимостью 2500 м³ каждый, снабженных необходимым числом газгольдеров, а также солнечного водонагревателя с коллектором площадью 5000 м². Расчеты подтверждают, что такой коллектор способен обеспечить не менее 25 % потребности собственных биореакторов в тепловой энергии, что позволит снизить расход топлива на поддержание технологического процесса получения биогаза. Газ поступает в газгольдер и по трубопроводу подается в котельную.

В биореакторы субстракт поступает из навозохранилища свинокомплекса. Вырабатываемый биогаз подается в котельную, а отработанный шлам используется в качестве органического удобрения. При этом происходит механическое разделение осадка на фракции: подача осветленной жидкости в прудонакопитель и использование ее для орошения сельскохозяйственных угодий; компостирование твердой фракции и применение ее в качестве органического удобрения.

Получаемое в котельной тепло частично возвращается для поддержания термофильного режима сбраживания, а основная часть его поступает в систему отопления и горячего водоснабжения производственных и административно-хозяйственных зданий.

Исходные данные по системе анаэробного сбраживания навоза в условиях свинокомплекса на 54 тыс. гол. приведены в таблице 1.

На свинокомплексе имеется система разделения стоков на твердую и жидкую фракции. Планируется одну из действующих насосных установок использовать для закачки субстрата в биореакторы, а другую - для удаления отработанного шлама - органического удобрения.

Таблица 1 - Исходные данные по системе анаэробного сбраживания навоза на свинокомплексе на 54 тыс. гол.

Методические рекомендации по выполнению задания. Биогазовые установки характеризуются комплексным эффектом:

энергетическим - получение и использование биогаза;

природоохранным - снижение химического и бактериологического загрязнения почвы, воды, воздуха, дезодорация атмосферы;

эффектом от использования шлама в качестве товарного продукта - в виде органического удобрения или для получения белкововитаминных кормовых добавок.

Экономическую эффективность применения технологии производства биогаза из отходов свиноводства в полном объеме целесообразно оценивать по следующим направлениям:

по стоимости вытесняемого (заменяемого) топлива или по расчетной стоимости;

по использованию шлама - по стоимости вытесняемого удобрения;

по природоохранному эффекту от снижения химического и бактериального загрязнения почвы и воды;

по уменьшению загрязнения воздуха путем предварительных расчетов снижения выбросов в атмосферу при замене традиционного топлива биогазом.

В нашем случае в связи с трудностями определения экологической эффективности два последних направления не будут приниматься в расчет.

Производственный эффект от эксплуатации биогазовой установки определяется по формуле:

Э_п = С_г + С_оу, где

С_г и С_оу - стоимостная оценка соответственно биогаза и органического удобрения, тыс. руб.

Текущие (эксплуатационные) затраты при внедрении биогазовой установки:

ЭЗ = ЗП + Н_зп + А_о + Р_то+С_э + С_в +П_р, где

ЗП - заработная плата обслуживающего персонала, руб.; Н_зп - начисления на заработную плату, руб.; А_о - амортизационные отчисления, руб.; Р_то - расходы на ремонт и техническое обслуживание, руб.; С_э - стоимость потребляемой электроэнергии, руб.; С_в - стоимость используемой воды, руб.; П_р - прочие расходы (1 % от капиталовложений), руб.

Коммерческий экономический эффект:

Э_к = Э_п – ЭЗ

Срок окупаемости капитальных вложении:

Т = КВ/ Э_к, где

КВ – размер капитальных вложений, тыс. руб