Введение к работе
Актуальность диссертационной работы обусловлена безотлагательной необходимостью разрешения проблемы переработки и очистки животноводческих отходов, обеспечивающего предотвращение загрязнения окружающей среды, а также способствующего решению таких важных задач, как энергообеспечение сельского хозяйства и обеспечение его высококачественным органическим удобрением, что должно способствовать решению энергетической и продовольственной программ страны.
Целью исследования является научная разработка теоретических и практических проблем применения БЗУ для переработки и очистки стоков животноводческих и свиноводческих комплексов с получением товарного биогаза и высококачественного удобрения без нарушения экологического равновесия окружающей среды, а также выработка исходных требований на проектирование БЗУ и разработка нормативов потребности в этих установках. При этом должны быть учтены достижения науки и практики, которые получены при исследовании в экспериментальных и производственных условиях за последние годы.
Реализация указанных проблем сводится к решению следующих основных задач:
-
Разработка исходных требований на проектирование БЭУ на основе выбора оптимального технологического процесса переработки навоза.
-
Обоснование целесообразности и перспективности проектирования и строительства промышленных БЗУ для животноводческих и свиноводческих комплексов, в зависимости от мощности поголовья и состава животных.
-
Выявление оптимальних технологических процессов отвечающих современны:.! требования санитарной ветеринарии и обеспечиваю-
щих повышение производительности труда, снижение капитальных затрат, а такяе экономию материальных и топливноэнергетических ресурсов.
4. Разработка методики технико-экономической оценки эффективности применения промышленных БЭУ для переработки и очистки навозных стоков животноводческих предприятий в высококачественное органическое удобрение и биогаз и расчета норматива потребности в машинах и оборудовании для этих установок.
Помимо решения этих основных задач предусматривается рассмотрение ряда вспомогательных вопросов, к числу которых относятся:
изучение состояния вопроса по литературным источникам, патентным материалам, натурным обеледованшмдействующих БЭУ, существующим экспериментальным данным и анализу экспертного опроса специалистов;
разработка и создание лабораторно-промышленной установки
с целью определения основных технологических параметров процесса;
разработка принципиальной технологической схемы экспериментальной промышленной установки для анаэробного сбраживания отходов животноводства;
выбор оптимального технологического режима работы экспериментальной промышленной БЭУ и расчет потребности машин и оборудования, входящих в ее состав;
разработка методов, экспериментального исследования БЭУ в промышленных условиях;
определение эффективности БЭУ с учетом предотвращения загрязнения окружающей среди;
проработка теоретических аспектов, ускорения анаэробных процессов;
проведение расчета технико-экономической эффективности экспериментальной, промышленной биоэнергетической установки;
Объектами исследования являются:
отечественный и зарубежный опыт по анаэробной переработке и очистке животноводческих отходов;
экспериментальные данные, полученные на БЭУ небольшого объема;
-животноводческие комплексы, выбранные для сооружения на них промышленных БЭУ;
- продукты переработки и счисткк животноводческих отходов на
БЭУ;
- комплексные экономические показатели работы установок Б37.
Работы по анаэробному сбранпвгнпю производятся в соответствия с отдельны.! заданкш обідєй програтеж по биоконверенп органических ведеств и Постановлением ГКНТ СССР & 167 от 20 апреля IS84 г. "О комплексном использовании биомассы путем ее биологической конверсии для получения топлива, удобреній е других ценных продуктов", предусматривающем еначптельное расширение работ по этой проблеме и определяющем необходимые организационные мероприятия по ее обеспечении.
Проведенная научно-исследовательская работа базируется на изучении практики научных исследовании в агропромышленном производстве, опыта Союзводоканалпроекта, а такзе ка работах отечественных и зарубеякых ученых в области теории и методологии технико-экономических исследовании агропрсмынь-еиЕого комплекса с учетом мировой практики решения продовольственных и энергетических проблем, вкллчая опыт высокоразвитых стран.
В работе попользованы научные материалы Лаборатории проблем планирования, нормирования и управления в АПК КЕЕУ, подготовленные при непосредственном участии автора.
В процессе исследования применялись различные методы и методические приемы обдей и математической статистики: статпетпко-экономичеекпй, монографический, расчетно-конструктпвный, экономико-математический. Для реализации экономико-математических моделей использована электронно-вычислительная техника.
Научной базой диссертации являются труды Института Микробиологии АН, Гипросельхоз, В11ЭСХ, ВЯЛ, Микробиологии им.А.Кирхены-тейна АН Латвии, ВШИ ЕОДГЕО и др., публикации по теории и практическим аспектам реализации анаэробной переработки и очистки стоков сельскохозяйственного производства, в том числе работы Г.Д.Ананиапвиля, А.Х.Авпзова, В.Баадера, Е.Доке, М.Ерендероера, Н.Г.Ковалева, Е.С.Панцхава, В.Г.Некрасова, В.В.Найденко, И.Д. Родзиллера, И.С.Туровского, академиков С.В.Яковлева, А.А.Ласкор-ня, В.А.Воробьева, академиков БЛСХШІЯ Л.Г.Зрнста, Н.Г.Бекены.ого « -ряда других спецпажи тов.
|т,-,Л.тт-тач г'Т"зна г.-ібг,у>- заключается в том, что, на оснований анализа теоретических положений анас-рсбпего серсинвания и огпта
Рубеком, а также исхода из результатов экспериментов, проведен-ных на вновь созданных лабораторных установках:
выбрана оптимальная технологическая схема и конструктивный вариант БЭУ для создания установок промышленного типа;
отработаны технологические параметры процесса и разработано техническое задание на проектирование установок промышленного типа применительно к конкретным животноводческим хозяйствам с использованием как отечественного, так и зарубежного оборудования;
изысканы технологические и конструктивные способы повышения эффективности и рентабельности процесса анаэробного сбраживания ;
разработан принципиально новый метод расчета экономической эффективности БЭУ, включающий экологический аспект проблемы;
разработана методика определения нормативов для расчета потребности в машинах и оборудовании, необходимых для комплектования установок БЭУ в хозяйствах практически любого масштаба.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработанные технологические и конструктивные рекомендаций по строительству БЭУ дают возможность комплексно решать проблему экологически безопасной переработки и очистки животноводческих отходов промышленных комплексов с получением полезных продуктов - горючего биогаза и высококачественного органического удобрения; предложенная методика расчета технике-экономической оценки эффективности и потребного количества оборудования позволяет достаточно быстро оценить целесообразность и эффективность создания установок в конкретных хозяйствах.
Апробация и реализация результатов исследования выполнена в Лаборатории проблем планирования, нормирования и управления в АПК ШИУ и Лаборатории сооружений очистки и утилизации Гипро-сельхоза в соответствии с проблемой зафиксированной в плане научно-исследовательских работ институтов и отраженной в научно-технической программе на І936-Т990 года: "Разработать и широко использовать прогрессивные технологии преобразования солнечной, геотермальной, ветровой энергии и биомассы для более полного вовлечения возобновляемых источников энергии в топливно-энергетический баланс страны" (0.01.08 Приложение JS 4 к Постановленого Государственного Комитета СССР по науке и технике и Академии
наук СССР от 10 ноября 1985 г. & 573/137, в том числе по темам: "Создать и освоить промышленные биоэнергетические установки для переработки навоза животноводческих предприятий в высококачественное органическое удобрение и биогаз" /04.02/, "Разработать и внедрить технологический процесс сбраживания навоза для Стрыйс-кой свинофабрики Львовской области" /04.02.01.Т/, "Разработать и внедрить технологический процесс сбраживания навоза для комплексов по выращиванию и откорму 108 тыс.свиней в год и 10 тыс. молодняка крупного рогатого скота в совхозе-комбинате им.60-летня Советской Украины Днепропетровской области"/04.02.02.Т/, "Разработать и внедрить технологический процесс сбраживания навоза для молочной фермы на 800 коров в колхозе им.Дзержинского Речицкого района Гомельской области" /04.02.03.Т/, "Разработать технологический процесс и выдать исходные требования для проектирования промышленной биоэнергетической установки" /Т 2/, "Разработать методику оценки экономической эффективности применения промьшленных БЭУ для переработки навоза животноводческих предприятий в высококачественное органическое удобрение и биогаз и рас-читать потребность в машинах и оборудовании, составляющих эти установки" /договор 1Ь 12.3-1/90 на создание научно-технической продукции, заказчик Главное управление по планированию и финансированию при Государственной Комиссии Совета Министров СССР по продовольствию и закупкам/.
По этим и другим темам диссертант является ответственным исполнителем.
Результаты исследований автора вошли в соответствующие задания проектным организациям на проектирование БЭУ.
Основное содержание и результаты исследований изложены в ряде докладов и научно-технических отчетов. Наиболее важные результаты исследований содержатся в более чем 20 публикаций общим объемом свыше 15 печатных листов, в числе которых тлеется монография.
Объем работы в диссертации 330 страниц текста. В ней представлены введение, 5 глав, выводы и заключение. Содержит 16 схем, 16 графиков, 27 таблиц, список основной использованной литературы из 180 наименований, приложения с табличным материалом.
