Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время в условиях крупнотоварных ферм, особенно свинокомплексов, при образовании большого количества жидких органических отходов на относительно малых площадях значительно возрастают энергетические затраты, связанные с их переработкой и вывозом на поля. При существующих технологиях утилизации органических отходов животноводства свиноводческие навозные стоки плохо перерабатываются в более короткие сроки и приносят непоправимый ущерб природной среде, приводят к многолетним накоплениям их вблизи ферм и комплексов, расположенных рядом с естественными водоемами, что влечет их сильное загрязнение, является одной из существенных причин увеличения заболеваемости сельского населения различными инфекционными заболеваниями.
В связи с этим, одной из перспективных направлений переработки навозных стоков свиноводства в условиях экологических ограничений Республики Бурятии является биохимическое преобразование путем анаэробного сбраживания в биореакторах - метантенках, т.к. она решает вопросы энерго- и ресурсосбережения, охраны окружающей среды, а также имеет большое научно-практическое значение и соответствует задачам стратегии экономического развития Сибири (Распоряжение Правительства Российской Федерации от 07 июня 2002 года). Работа выполнялась в соответствии с реализацией «Программы социально-экономического развития Республики Бурятия на 2003-2005 годы», по теме «Разработка системы энергообеспечения на основе высокоэффективной анаэробной переработки органических отходов животноводства в условиях Сибири» (Постановление Правительства Республики Бурятия от 04.08.2003г. № 248).
Цель работы: Обоснование и разработка интенсивной технологии анаэробной переработки навозных стоков свиноводства с применением анаэробного биофильтра.
В соответствии с целью работы и состоянием вопроса поставлены следующие задачи исследований:
обосновать теоретические предпосылки интенсификации процесса метанового сбраживания навозных стоков в биоэнергетической установке с анаэробным биофильтром;
разработать методику и провести экспериментальные исследования процесса формирования биопленки метанообразующих микроорганизмов на поверхностях твердых макроносителей;
создать опытно-экспериментальный образец биоэнергетической установки с анаэробным биофильтром и разработать методику его испытания;
разработать технологическую схему и методические рекомендации переработки навозных стоков с получением биогаза, органического удобрения и технологической воды;
определить экономическую эффективность интенсивной технологии анаэробной переработки навозных стоков свиноводства.
4 Объект исследования - технология переработки навозных стоков свиноводства в биоэнергетической установке с анаэробным биофильтром.
Предмет исследования - выявление наиболее эффективного иммобилизационного носителя метанообразующих микроорганизмов. Научная новизна диссертации:
впервые разработана биоэнергетическая установка с анаэробным биофильтром для переработки свиноводческих навозных стоков в интенсивном режиме. (А.с. №1599 319 от 15.06.1990 г.) разработана энергетическая модель для определения эффективности работы анаэробного биофильтра для получения товарного биогаза.
обоснована наиболее рациональная технологическая схема
интенсивной анаэробной переработки навозных стоков.
Практическая ценность работы. Обоснована интенсивная технология
переработки навозных стоков с использованием анаэробного биофильтра.
Разработаны рекомендации для крупнотоннажной анаэробной переработки
навозных стоков в интенсивном режиме.
Реализация результатов исследований. Результаты научной разработки внедрены на ЗАО «Свиноводческом комплексе «Николаевский» Республики Бурятия.
Результаты исследования и лабораторная биоэнергетическая установка с анаэробным биофильтром используются в учебном процессе на кафедре «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства» Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научно-практической конференции «Экологическая безопасность, сохранение окружающей среды и устойчивое развитие регионов Сибири и Забайкалья» (Улан-Удэ, 2002), на IV Международном симпозиуме «Проблемы устойчивого развития в XXI веке (Биробиджан, 2002), на Международной научно-практической конференции «Народы Центральной Азии в XXI веке (Улан-Удэ, Улан-Батор, 2002,2004), на Международной научно-практической конференции «Энергообеспечение и энергоснабжение в сельском хозяйстве (Москва, 2003), на II Международной научно-практической конференции «Энергосберегающие и природоохранные технологии» (Улан-Удэ, 2003), на Всероссийской научно-практической конференции «Опыт и традиции этнического природопользования» (Улан-Удэ, 2003), на ежегодной научно-практической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р.Филиппова (Улан-Удэ, 2003, 2004).
Публикация результатов исследований. Материалы диссертации опубликованы в 12 печатных работах объемом 1,61 п. л., в том числе одно авторское свидетельство.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографии из 128 наименований, 2 приложений.
