Стратегические аспекты устойчивого управления отходами животноводства и птицеводства в целях минимизации негативного воздействия на окружающую среду

Корзникова, Мария Васильевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Стратегические аспекты устойчивого управления отходами животноводства и птицеводства в целях минимизации негативного воздействия на окружающую среду
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Стратегические аспекты устойчивого управления отходами животноводства и птицеводства в целях минимизации негативного воздействия на окружающую среду"

На правах рукописи

Корзникова Мария Васильевна

Стратегические аспекты устойчивого управления отходами животноводства и птицеводства в целях минимизации негативного воздействия на окружающую среду

Специальность 03.00.16 - Экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 2006

Диссертация выполнена на кафедре системной экологии экологического факультета Российского университета дружбы народов

Научный руководитель:

Доктор биологических наук, профессор Козлов Юрий Павлович

Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук Панцхава Евгений Семенович Доктор технических наук, профессор Кашпар Леонтий Николаевич

Ведущая организация:

Международный учебно-научный биотехнологический центр Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Защита состоится 26 сентября 2006г. в 14 часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.203.17 на Экологическом факультете Российского университета дружбы народов по адресу: 113093, г.Москва, Подольское шоссе, д. 8/5, экологический факультет РУДН.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117302, г.Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.6.

Автореферат разослан « > августа 2006г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор

А.Я. Чижов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Образующееся во всем мире огромное количество отходов промышленного и сельскохозяйственного производства, коммунального хозяйства остро ставит проблему их очистки, обезвреживания и утилизации. Животноводческие и птицеводческие предприятия являются источником образования жидких органических отходов, содержащих возбудителей инфекционных и инвазионных болезней, оказывая негативное влияние на ветеринарно-санитарное и гигиеническое состояние почвы, загрязняя поверхностные и подземные воды.

В силу различных причин широкое распространение и практическое применение анаэробной технологии для отходов животноводства и птицеводства с целью производства и использования биогаза получила как в США, странах Европы (за счет мер государственного экономического стимулирования - субсидий, налоговых льгот, высоких штрафных санкций за загрязнение окружающей среды), так и странах Азии и Тихого океана (из-за нехватки энергетических ресурсов и при наличии благоприятных природно-климатических условий). В Российской Федерации практическое применение данной технологии сдерживается по двум основным причинам -информационной (отсутствие доступной информации о технологии, методик расчета оборудования, рекомендаций по осуществлению технологического процесса) и технической (отсутствие соответствующего отечественного оборудования и дилеров зарубежного оборудования). Вместе с тем, учитывая тенденции усиления государственной поддержки в Российской Федерации

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.-Петербург

ОЭ 200 ¿Гкт СЗ У

технологий по использованию возобновляемых источников энергии, в том числе направленных на предотвращение эмиссии парниковых газов, экономические предпосылки, связанные с большей конкурентоспособностью сельскохозяйственных культур, выращенных на органическом удобрении, а также предотвращение загрязнения окружающей среды отходами животноводства и птицеводства при использовании анаэробного сбраживания, применение данной технологии в Российской Федерации является перспективным.

Целью настоящей работы является: Разработка практических методов оценки эффективности и оптимизации биоэнергетического использования отходов животноводства и птицеводства с помощью технологии анаэробной конверсии на основе анализа физико-химических, микробиологических свойств отходов, экологических и биохимических особенностей процесса сбраживания с учетом природно-климатических условий Российской Федерации.

Задачи исследования:

1. Определить объем и структуру образующихся в Российской Федерации отходов животноводства и птицеводства, их физико-химические, микробиологические характеристики.

2. Оценить вклад отходов животноводства и птицеводства в качестве источника питательных веществ в органическое сельское хозяйство Российской Федерации.

3. Рассмотреть способы обработки отходов животноводства и птицеводства и определить условия применения анаэробной технологии.

4. Изучить биохимические и микробиологические основы анаэробного процесса и определить оптимальные значения ключевых параметров осуществления и способы интенсификации конверсии органических веществ в биогаз, а также факторы лимитирования процесса.

5. Определить предельно возможную степень анаэробной конверсии органического вещества отходов животноводства и птицеводства и значения удельного выхода биогаза.

6. Разработать методику расчета анаэробного реактора и модель энергетического баланса получения и использования биогаза, учитывающие качественные и количественные характеристики отходов, различные режимы сбраживания и природно-климатические условия.

7. Обосновать условия, обеспечивающие эффективность применения технологии анаэробного сбраживания для отходов животноводства и птицеводства в Российской Федерации.

Методика исследований. Поставленные задачи решены с использованием методов теории математической статистики, моделирования и математической обработки данных, теоретических основ теплотехники.

Научная новизна и теоретическая значимость.

Дана основанная на многофакторном анализе оценка потенциала использования технологии анаэробного сбраживания для отходов животноводства и птицеводства на территории Российской Федерации. Определены математические зависимости ключевых параметров технологического процесса анаэробного сбраживания. Разработана методика расчета и модель энергетического баланса анаэробного проточного реактора с учетом качественных и количественных характеристик отходов, различных режимов сбраживания и природно-климатических условий Российской Федерации. Сформулированы требования, предъявляемые к отходам, обрабатываемым в анаэробном проточном реакторе. Даны практические рекомендации.

Практическое значение. Обоснованный научными положениями биологический анаэробный способ обезвреживания и применения в энергетических, экологических и сельскохозяйственных целях отходов

животноводства и птицеводства, разработанные методика расчета и модель анаэробного реактора предназначены для использования предприятиями, организациями и частными лицами, осуществляющими деятельность в области проектирования, строительства, управления и эксплуатации сооружений по обработке отходов.

Результаты работы были использованы при разработке проекта «Теплоэлектрообеспечение объектов сельскохозяйственной артели племзавода (колхоз) «Шумановский» за счет использования биогаза, полученного из отходов животноводства» (Алтайский край, Немецкий национальный район, с.Шумановка). Разработанные методические рекомендации по оценке потенциала получения биогаза и органических удобрений путем анаэробного сбраживания отходов животноводства и птицеводства используются заинтересованными организациями - ООО «СТРОЙТРАНСГАЗ-ЭНЕРГО» (Владимирская область), ОАО «ИНСОЛАР-АГРО» (Тверская область) при создании проектной документации по реконструкции и создании новых очистных сооружений сельскохозяйственных комплексов.

Апробация работы. Результаты диссертационного исследования были доложены на молодежной международной конференции «Экология - 2003» (Архангельск, Россия, 2003), IV Всероссийской научно-практической конференции «Окружающая природная среда и экологическое образование и воспитание» (Пенза, Россия, 2004), IV Международном симпозиуме «Строение, свойства и качество древесины - 2004» (Санкт-Петербург, Россия,

2004), ежегодной Всероссийской научно-практической конференции РУДН «Актуальные проблемы экологии и природопользования» (Москва, Россия,

2005), 14 Европейской конференции по использованию биомассы (Париж, Франция, 2005), на заседании кафедры Системной экологии экологического факультета РУДН (Москва, Россия, 2005).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, приложений. Список литературы состоит из ■{{£) источников, из них на иностранном языке. Работа изложена на У^О страницах, содержит^? таблиц,^ рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулирована цель, раскрыта научная новизна и практическая ценность работы, приведены результаты апробации диссертационного исследования.

Первая глава «Оценка количества, структуры и характеристик отходов животноводства и птицеводства» посвящена определению объема и структуры образующихся в Российской Федерации отходов животноводства и птицеводства, анализу характеристик отходов, технологий их обезвреживания, обоснованию эффективности использования анаэробного метода обработки отходов для минимизации загрязнения окружающей среды при наличии дополнительных преимуществ в виде получения горючего биогаза и качественных органических удобрений, оценке вклада отходов в сельское хозяйство Российской Федерации.

Статистический анализ данных о численности различных видов животных, птицы в субъектах Российской Федерации, анализ качественных и количественных показателей экскрементов животных, птицы позволили рассчитать среднее годовое количество экскрементов, образуемых от различных видов животных, птицы в хозяйствах всех категорий Российской Федерации, которое составляет не менее 279 млн. тонн (с учетом потерь в пастбищный период, не включая техническую воду, используемую для удаления навоза, и увеличивающую количество отходов в 1,5-3 раза).

Расчеты показали, что в Российской Федерации преобладающим видом отходов животноводства является навоз КРС и составляет 80% от общего

количества отходов животноводства и птицеводства или 232 млн. т/год, в том числе 132 млн. т/год, образуемых на сельхозпредприятиях. Вторым по объему видом отходов является свиной навоз - 10% от общего количества отходов или 28 млн.т/год, из которых на сельхозпредприятиях образуется 15 млн.т/год (рис.1).

ЦФО СЗФО ЮФО ПФО УФО СФО ДФО

| П навоз КРС ■ навоз свиной □ навоз овечий.козий □ помет куриный

ФО- федеральный округ, Ц~ Центральный, СЗ - Ссверо-запалный, Ю-ЮжныИ,

Г1 - Приволжский, У-Уральский, С-Сибирский, Д - Дальневосточный

Рис. 1. Количество и соотношение образуемых экскрементов в животноводстве и птицеводстве в различных хозяйствах Федеральных округов РФ, тыс т/год

Проведенный анализ свидетельствует о незначительном вкладе отходов

животноводства и птицеводства в органическое сельское хозяйство. Показано,

что при внесении на пашню всех образующихся отходов животноводства и

птицеводства ни в одном Федеральном округе не удовлетворяется потребность

в необходимом количестве питательных веществ.

| В навоз КРС Я навоз свиной Оиадозовецикоз □ помет куриный |

Рис. 2. Удельная нагрузка отходов животноводства и птицеводства (по азоту) на единицу площади земель, занятых пашней, т азота/га/год

НАВОЗ, ПОМЕТ НАВОЗНЫЕ, ПОМЕТНЫЕ СТОКИ (w„„ > 97%)

ПОДСТИЛОЧНЫЙ (w„„ < 85%) БЕСПОДСТИЛОЧНЫЙ ПОЛУЖИДКИЙ (w„„=85-92%) БЕСПОДСТИЛОЧНЫЙ ЖИДКИЙ (№„„=92-97%)

ФИЗ

ттт

Механическое и/или гравитационное разделение на фракции

БИОЛ 4 БИОЛ

Анаэробное сбраживание жидких отходов (wv, 90-96%) в реакторах 1-го поколения Анаэробное сбраживание концентрированных стоков (> 2г ХПК/л) s реакторах П-го поколения

• ' ttL- !..ДЯЯЯИШ»

обеззараженное органическое

ФИЗ *

Механическое

разделение на фракции

обезвреженные супержидкие удобрения (для целей полива)

жидкое органическое удобрение

БИОЛ

Аэробное сбраживание

(до 2г ХПК/л)

Рис. 3. Способы обработки отходов животноводства и птицеводства

Обозначения--- подстилочный,---- бесподстилочный полужидкий,- . _ , - бесподстилочный жидкий навоз, помет,......... - навозные стоки,

-- - твердая фракция навоза,--фугат, - влажность исходна*, ФИЗ - физическикие, БИОЛ - биологические, ХИМ - химические способы обработки,

...... - дополнительное использование какого-либо способа (при необходимости)

Теоретическая удельная нагрузка органических удобрений на единицу площади земель, занятых пашней не превышает 20 кг азота/га (рис.2), тогда как рекомендуемая доза внесения в почву навоза по азоту в среднем составляет 150-200 кг азота/га (Дозы и сроки внесения .., 1990).

В связи с тем, что в качестве удобрений допускается применение лишь обеззараженного навоза, помета, навозных и пометных стоков, в настоящей главе рассмотрены и систематизированы различные способы обработки отходов животноводства, птицеводства (рис. 3), показаны преимущества и возможность широкого применения анаэробного метода для обработки отходов.

Вторая глава «Биотехнология анаэробной конверсии органических веществ. Агрегирование биомассы» посвящена анализу и систематизации биохимических и микробиологических основ анаэробного сбраживания, представляющего собой процесс конверсии органических веществ микроорганизмами при отсутствии кислорода. Количественный и качественный состав микрофлоры значительно зависит от состава сбраживаемых органических веществ и создаваемых условий. Субстратная специфичность метанобразующих бактерий обусловливает необходимость взаимодействия их с другими анаэробными бактериями в составе сообщества, которое подчиняется термодинамическим закономерностям и кинетическим взаимодействиям. По этим причинам организмы сообщества разделяют на функциональные группы, в которых преобладающими микроорганизмами являются гидролитические, бродильные, синтрофные и метановые бактерии, последовательно осуществляющие гидролиз, кислотогенную, ацетогенную и метаногенную стадии анаэробного процесса соответственно (рис. 4).

Гидролиз органических полимеров (углеводов, белков, липидов) осуществляется экзогенными ферментами, экскретируемыми в межклеточную среду различными гидролитическими микроорганизмами.

Действие этих ферментов приводит к продуцированию относительно простых продуктов, соответствующих олиго- и мономеров, которые эффективно утилизируются самими гидролитиками и другими группами бактерий на последующих стадиях метаногенеза. Гидролитическая микрофлора представлена штаммами целлюлозолигических и сахаролитических (Clostridium, Bacteroides, Butyrivibrio, Ruminococcus, Acetivibrio, Lactobacillus и dp), протеолитических (Clostridium, Peptococcus, Bifidobacterium, Staphylococcus и др.), липолитических (Clostridium, Micrococcus Ruminicoccus, Butyrivibrio и др.) анаэробных и факультативно-анаэробных бактерий. При ферментативном гидролизе скорость его пропорциональна поверхности, доступной для молекул, а для бактериального гидролиза ограничение поверхности определяется проникновением клеток (Заварзин, 1986). Существенное ограничение на степень гидролиза оказывает запечатывание волокон полисахаридов лигнином, гидролиз которого практически не происходит из-за отсутствия соответствующих ферментов в микроорганизмах метаногенного консорциума (Скляр и др., 1987), что сокращает поверхность, доступную для энзиматического гидролиза.

Гидролитические бактерии осуществляют как стадию гидролиза, так и кислотогенную стадию, в процессе которой происходит ферментация образовавшихся мономеров до летучих жирных кислот (ЛЖК), спиртов, углекислого газа и водорода. В результате дезаминирования аминокислот дополнительно образуется аммиак, а в результате сульфатредукции полностью или частично окисленных соединений минеральной серы за счет окисления органического вещества или водорода - сероводород. По этой причине аммиак и сероводород в примесных количествах присутствуют в составе биогаза, ухудшая его свойства. Кроме того, накопление аммиака (от 1200 мг/л) и сероводорода (от 200 мг/л) оказывает ингибирующее действие на метаногенные бактерии (Барнес, 1990, Баадер, 1982).

Стадии анаэробной конверсии

Основные биохимические процессы

Род бактерий

Гидролиз (рН-оптимум 5,0-6,0)

Кислотогеиная

(рН-оптимум 5,0-6,0)

Ацето генная

(рН-оптимум 5,0-6,0)

Метаногенная

(рН-оптимум 6,5-7,5)

Белки

низкомолекулярные пептиды, аминокислоты

[аланин, лизин, __

глутаминовая кислота и др ]

Сложное органическое вещество

Углеводы

моносахариды [рибоза, глюкоза, фруктоза,

манноза и др (СН20) „], олигосахариды [мальтоза, лактоза, сахароза и др) и

полисахариды [целлюлоза, гемицеллюлоза крахмал, гликоген и др ]

Липиды

(глицериды, фосфолипиды и др. жиры]

(никое парциальное давление водорода)

пируват

летучие жирные кислоты (СпНтСООН) (пропионовая. масляная и др кислоты] спирты (С„Н„ОН), водород (НА углекислый газ (С02), аммиак* (ГШа), сероводород* (Н28)

а цегат (СНчСООН). водород (Н1), углекислый газ (С02) аммиак* (ГШз), сероводород* (Н25)

метан (СН.|), углекислый газ (СОг)

жирные кислоты длинной цепи

(насыщенные ЖК СН-,(СН2)„СООН, ненасыщенные ЖК СН3(СН)„(СН3)„СООН

Г идролитические-

целлюлозсшитические и сахаролитические (Clostridium, Bacteroides. Butyrtvibrio Rummocaccus, 4cetivibrio, Lactobacillus и dp) протеолитические (Clostridium, Peptococcus, Bifidobacterium Staphylococcus и dp) и липолитические fClostridium Micrococcus fiumititcoccus Butvrivibi 10 и dp )

ЕСислотогенные (гидролитические)

(Clostridium Bacteroides, Bitfyrivibrio, Micrococcus, Rummococcus, dcettvibrut,

Lactobacillus Peptococcus, Bifidobacterium Staphylococcus и dp) Сульфатредуцнрующие (Desul/ovibrto, Desulfotomaculum) Денитрифицирующие _(Lactobacillus, Streptococcus)

Ацетогенные

(Syntrophomonas, Syntrophobacter, Clostridium) Р-окнслители Сульфатредуцнрующие

(Desulfovibrio, Desulfotomaculum) Метаногенные

_водородиспо 1ьз>ющие_

Метаногенные ацетатиспальзующке (Methamsaete, Melhanosarcma) лодородиспользукюше (Melhauobactc'i turn Methanobrevibacter

Methanococcus, Melhanomicrobium, Melhanogehium Methanosarctna и dp)

Рис. 4. Общая схема анаэробного сбраживания органических веществ Обозначения: *) - соединение, не участвующее в дальнейшей конверсии, и являющееся побочным продуктом

Характер образующихся на кислотогенной стадии продуктов зависит от того, насколько глубоко прошел катаболизм пирувата и от парциального давления водорода в системе. При увеличении концентрации водорода кислотогенные бактерии через систему обратных связей задействуют альтернативные метаболические пути - синтез этанола, пропионата, бутирата и других высших ЛЖК, которые, накапливаясь, вызывают понижение рН, что негативно влияет сначала на рост, а затем и на ферментативную активность гидролитической микрофлоры, и может привести к лимитированию всего анаэробного процесса. Накопление в сбраживаемом субстрате летучих жирных кислот (в первую очередь, пропионовой кислоты) и увеличение концентрации водорода в газовой фазе являются указанием на дестабилизацию процесса, и, следовательно, одними из параметров контроля за осуществлением анаэробного процесса в реакторе должны являться концентрации пропионовой кислоты в выгружаемом субстрате и водорода в биогазе.

При низком парциальном давлении водорода в системе, то есть когда он эффективно удаляется водородпотребляющей (синтрофной) микрофлорой, образуются ацетат, водород и углекислый газ, а данный процесс составляет ацетогенную стадию. Разложение восстановленных органических соединений -продуктов кислотогенной стадии, осуществляют облигатные протон-восстанавливающие или облигатно синтрофные бактерии (Syntrophomonas, Syntrophobacter, Clostridium), которые могут служить и Р-окислителями, осуществляющими реакции анаэробного разложения жирных кислот длинной цепи. Удаление водорода, кроме метановых водородиспользующих бактерий {Methanobactervum, Methanobrevibacter, Methanococcus, Methanococcoides, Methanomicrobium, Methanogenium и dp), могут осуществлять

сульфатредукторы (Desulfovibrio, Desulfotomaculum). Деятельность соответствующих ацетогенных микроорганизмов может быть прекращена даже при небольшом увеличении парциального давления водорода выше критических значений, что также свидетельствует о ключевой роли

деятельности водородиспользующих бактерий при анаэробном разложении органического вещества.

Метанобразующие бактерии завершают сложный процесс анаэробной конверсии органических веществ с образованием биогаза - смеси метана и углекислого газа. Метаногены являются облигатными анаэробами, для которых необходим строжайший анаэробиоз, а также нейтральная или слабощелочная реакция среды (рН 6,5-7,5), постоянство давления и температуры. 2/3 метана образуется в результате конверсии ацетата с помощью ацетатиспользующих бактерий (МеЛапо5ае(е, МеЛапоэагста), остальной метан в основном образуегся при использовании субстрата Н2+СО2 водородиспользующими бактериями (.МеШапоЬааегшт, Ме1капоЬге\чЬас1ег, МеМапососсш, Ме1Иапот1сгоЬшт, Methanogenium, МеЖапояагста и др.). Стадия расщепления ацетата может быть лимитирующей стадией в процессе анаэробной конверсии органических веществ в метан, что связано с достаточно низкими скоростями роста ацетатиспользующих метаногенов. Время удвоения в мезофильных культурах для рода бактерий Methanosaete оценивается в 100200 часов, а для рода Ме1капозагста, сродство которого к ацетату меньше, чем у Ме1капо$ае1е, составляет 20-50 часов, также к медленнорастущим группам микроорганизмов относится синтрофная микрофлора - более 100 часов (Заварзин, 1986). Таким образом, так как для предотвращения потерь биомассы бактериального консорциума пребывание субстрата в реакторе принимают большим, чем время, требуемое для удвоения популяции микроорганизмов, при мезофильных условиях пребывание субстрата в реакторе должно составлять не менее 200 часов.

Благодаря морфологическим особенностям микроорганизмы метанового биоценоза способны образовывать оформленные структуры (гранулы, флоккулы, биопленку). Процесс агрегирования биомассы является результатом микробиологических, химических и физических процессов, происходящих на границе раздела жидкой и твердой фаз. В настоящее время описаны различные

механизмы и модели анаэробного гранулирования. В группу физико-химических входят модели, в основу объяснения процесса гранулирования которых положены электростатические и Ван-дер-Ваалъсовы взаимодействия, а также взаимодействия гидратных слоев поверхностей бактерия-бактерия или бактерия-твердая частица (модель инертных ядер, модель отбора давлением, модель агрегации поливалентными катионами, модель объединения внеклеточными полимерами, модель искусственных и природных полимерных соединений и другие). К моделям, в основу которых положены биологические и микробиологические факторы агрегирования биомассы, относятся модель Кейптауна, модель спагетти, модель многослойной структуры гранул и другие. В данной главе проанализированы основные из перечисленных моделей, представлен вариант объединенной модели и сделан вывод о связи между внешней формой, размером бактериального сообщества и интенсивностью взаимодействия между агрегатами, действующими в реакторе гидродинамическими силами и величиной нагрузки по субстрату.

В третьей главе «Основные принципы и критерии оптимизации технологического процесса получения биогаза» определены оптимальные параметры осуществления и способы интенсификации процесса анаэробной конверсии органических веществ в биогаз на основе научных знаний о биохимии и микробиологии данного процесса; выведены формулы и рассчитаны для отходов животноводства и птицеводства значения предельно возможной степени конверсии органического вещества, удельного выхода метана и углекислого газа, отнесенных к массе сухого органического вещества и сухого субстрата экскрементов животных и птицы; рассчитан теоретический потенциал получения биогаза в Российской Федерации от отходов животноводства и птицеводства; определена теоретическая доля биогаза в энергопотреблении агропромышленного комплекса.

Технологический процесс анаэробного сбраживания осуществляется в соответствии с требованиями, необходимыми для стабильного роста и

функционирования консорциума микроорганизмов, участвующих в данном процессе. Скорость и степень конверсии органического вещества в биогаз зависят как от исходных физико-химических, биохимических и микробиологических параметров сбраживаемого субстрата, так и от принимаемых режимов осуществления технологического процесса в реакторе.

В соответствии с оптимальными температурными зонами жизнедеятельности ассоциации микроорганизмов, присутствующих в составе экскрементов, различают три температурных режима анаэробного сбраживания: психрофильный (10-15°С), мезофильный (35-37°С), термофильный (55-58°С). Показаны различия по степени и скорости распада органического вещества, скорости продукции биогаза, допустимой нагрузке на бактериальную биомассу реактора по органическому веществу, способности обезвреживать отходы в зависимости от использования той или иной температурной ассоциации микроорганизмов путем поддержания в реакторе соответствующей температуры. Описаны достоинства и недостатки использования каждого из температурных режимов, а также наличие возможности перехода от одного температурного режима к другому.

Слабощелочная среда (рН 7,0-8,0) создает условия эффективного функционирования гидролитической микрофлоры, осуществляющей первые две стадии анаэробной конверсии органического вещества, обеспечивая тем самым стабильность работы анаэробных реакторов, так как в дальнейшем рН среды самостоятельно поддерживается бактериальным консорциумом в оптимальном для каждой стадии диапазоне за счет взаимной сбалансированности процессов подкисления и подщелачивания при условии поддержания в оптимальных диапазонах иных параметров, основными из которых являются нагрузка по органическому веществу (при мезофильном режиме: 2,5+3,5 кгУв/м'/сутки для бесподстилочного навоза КРС, куриного помета, 5,0-7,0 кгУ8/м3/сутки для подстилочного навоза КРС и

3,0-3,5ктУЯ/м'/сутки для бесподстилочного свиного навоза (\УеШп§ег, 1999)), соотношение в подаваемом субстрате (20:1-30:1) и влажность (от 90%).

Рост клеток метанового сообщества зависит от поступления питательных веществ, включая органические вещества и минеральные соли. Азот необходим для выработки анаэробными бактериями ферментов, позволяющих им использовать углерод для своего питания. Высокое соотношение С'ЛЯ является признаком высокой скорости потребления азота метаногенными бактериями и приводит к снижению выхода биогаза, в то время как низкое соотношение С:1Ч вызывает накопление аммиака и повышение рН до 8,5, что приводит к ингибированию роста метаногенных бактерий как это было описано выше.

Верхний предел содержания в субстрате сухого вещества (10-12%), соответствующий влажности субстрата 88-90% обусловлен вязкостью сбраживаемой массы, при которой возможно свободное перемещение в жидкости взвешенных частиц, бактерий и пузырьков газа. При больших значениях содержания сухого вещества выход биогаза значительно уменьшается, что является следствием большой температурной неоднородности сбраживаемой среды, неравномерного массообмена между органической составляющей субстрата и анаэробными микроорганизмами, захвата субстратом пузырьков газа. Кроме того, вода субстрата имеет ключевое значение в осуществлении анаэробного процесса, так как является средой протекания биохимических реакций, способствует снижению концентрации ингибирующих процесс веществ, а также создает буферность системы и обеспечивает стабильность функционирования анаэробного консорциума микроорганизмов, отдельные группы которых имеют различные рН-оптимумы, отклонение от которых приводит к лимитированию всего процесса.

Количество времени, доступного для роста бактерий и конверсии органических веществ сбраживаемого субстрата в биогаз определяется гидравлическим временем удержания (ГВУ), являющимся параметром технологического процесса сбраживания. Для предотвращения потерь

биомассы бактериального консорциума реактора значение гидравлического времени удержания принимают большим, чем время, требуемое для удвоения популяции микроорганизмов, и, как это было определено во второй главе, должно составлять не менее 200 часов при использовании мезофильного режима сбраживания, и не менее 100 часов - при термофильном, так как скорость роста термофильной группы микроорганизмов в два раза больше мезофильной. Следовательно, доза загрузки субстрата в реактор - величины загружаемого в реактор свежего сырья в сутки, равная обратной величине ГВУ, не может превышать 25% для термофильного режима и 12,5% для мезофильного.

Описаны основные способы интенсификации процесса анаэробного сбраживания, к которым относятся: предобработка субстрата (измельчение), умеренное перемешивание внутри реактора, аппаратное разделение осуществления процесса в два этапа с поддержанием различных рН-оптимумов внутри реакторов.

Осуществление оптимальным образом технологического процесса анаэробной конверсии отходов животноводства и птицеводства, интенсификация процесса имеют своей целью не только санитарную обработку отходов, эффективность которой определяют температура и продолжительность сбраживания, но и получение биогаза, являющегося возобновляемым источником энергии, который может быть использован как для поддержания температурного режима сбраживания, так и, в случае избыточного образования, в качестве источника тепловой и электрической энергии в сельском хозяйстве.

Состав и выход биогаза напрямую зависят от степени конверсии органического вещества отходов. Для отходов животноводства и птицеводства по самостоятельно выведенным формулам были рассчитаны: значения предельно возможной степени конверсии органического вещества (табл.1), и по двум различным способам значения удельного выхода метана и углекислого

газа, как основных составляющих биогаза, отнесенного к массе сухого органического вещества (табл. 2) и сухого субстрата экскрементов животных и птицы, которые согласуются между собой, а также не противоречат литературным данным.

Таблица 1

Расчетные значения степени распада органического вещества навоза и помета

Субстрат Навоз свиной Навоз дойных коров Навоз КРС (кроме коровьего) Помет птицы

Составляющие органического вещества У л Б У л Б У л Б У Л Б

Содержание составляющих в органическом веществе, % 70,2 6,0 23,8 75,0 3,0 22,0 71,2 3,0 25,8 55,4 3,4 41,2

Степень конверсии при анаэробном сбраживании 0,58 0,70 0,47 0,30 0,70 0,47 0,42 0,70 0,47 0,54 0,70 0,47

Расчетное значение предельно возможной степени конверсии органического вещества, % 56,0 35,0 39,0 52,0

Значение предельно возможной степени конверсии органического вещества, %, по литературным данным 51,0 (НоЬжм а а), 1993) 60,0 (&ои2а « а!, 2003) 31,0 (РиНкще е! а1, 1993) 32,5 (ВИаиайшуа а а1, 2003) 38,0 (НоЬзоп « а!. 1993) 41,0 (ГиПоде 61 а], 1993) 56,0 (Мме;е1а1,1993)

Примечание У, Л, Б - углеводы, липиды и белки соответственно.

Данные табл. 1 свидетельствуют о том, что максимальное сокращение органического вещества навоза и помета при использовании анаэробной технологии составит 56% для свиного навоза, 46% для помета птицы, 31-35% для КРС. В биогаз переходит чуть меньшее количество органического вещества, что связано с расходом органического вещества на прирост анаэробной биомассы (около 8%) и тепловые потери. Наибольшим потенциалом получения биогаза с единицы массы сухого органического вещества обладает свиной навоз, наименьшим - навоз дойных коров (табл. 2).

На основании полученных расчетным путем значений удельного выхода биогаза определен теоретический потенциал получения биогаза в Российской Федерации от отходов животноводства и птицеводства, который соответствует 9 млрд. м3/год или более 6,4 млн.т.у.т/год.

Таблица 2

Сравнение значений удельного выхода биогаза, отнесенного к массе сухого

органического вещества (УЭ), для различных отходов животноводства и птицеводства

Вид субстра га Удельный выход СН(, м3/кгУ5 субстрата Удельный выход биогаза, м*/кгУ8 субстрата

Расчет по составу VS Расчет по молекулярной формуле VS Литературные данные Принимаемое значение для гальнсйших расчетов Расчет по составу VS Расчет по молекулярной формуле Литературные данные Принимаемое значение для вльнейших расчетов

Навоз свиной 0,212 0,288 0,30 (Biogas from ,2005), (Chynoweth et al,1990) 0,36-0,44 (Saflcy et al Psychrophllic , 1990) 0,28 0,380 0,468 0,37-0,54 (Ьарр «а!, 1975) 0,46 <\Ус11н^ег С1. а1, 1990), (1Ыос1а1, 1999) 0,415 (Семеню, 1996), (Винаров и лр ,1998) 0,46

Навоз дойных коров 0,137 0,165 0,20 (Biogas from ,2005) 0,132-0,166 (Kryvoruchko et al, 2004) 0,17-0,24 (Saflcy ct al Psychrophllic , ¡990 0,16 0,239 0,282 0,20-030 (Апее1к1ак1 еЕ а1, 1996) 0,27 ^сИидогаа!, 1990) 0,26 (Ио<1о И а!, 1999) 0,26

Навоз КРС (кроме коровьего) 0,175 0,172 0,170-0,180 (Saflcy et al Performance , 1990) 0,17-0,33 (Saflcy ctal Psychrophllic , 1990) 0,17 0,309 0,307 0,315 (Ссменко, 1996), [Випароа идр, 1998) 0,20-0^0 (Ал£еМак| е1 а1, 1996) 030

Помет домашней птицы 0,174 0,212 030 [Biogas from ,2005) 039 (Saflcy et al Psychrophllic , 1990) 0,22 0,298 0,388 035-0,60 (АдоЯиШа О а!, 1996) 0,408 [Винаров и др ,1998) 0,40 ОЫоаа!, 1999) 0,40

Примечание* УБ - сухое органическое вещество.

В четвертой главе «Методика практической оценки эффективности производства биогаза из отходов животноводства и птицеводства с учетом природно-климатических условий Российской Федерации» для отходов животноводства и птицеводства создана методика расчета анаэробного реактора, в основу которой положена разработанная модель энергетического баланса получения и использования биогаза с учетом природно-климатических условий Российской Федерации.

Показано, что для сбраживания навоза и помета применимы реакторы первого поколения. К ним относятся реакторы группы низкой скорости конверсии органического вещества (анаэробная лагуна, реактор идеального вытеснения, проточный реактор с перемешиванием, использующий мезофильный режим) и группы средней скорости конверсии (проточный реактор с перемешиванием, использующий термофильный режим, контактный реактор). За счет простоты эксплуатации, возможности механизировать и автоматизировать технологический процесс, использования образующихся отходов без накопления, равномерного выделения биогаза, а, следовательно, получения постоянного источника энергии, оптимальным является использование для отходов животноводства и птицеводства проточного реактора с перемешиванием, который за счет дополнительного применения наружного устройства для отделения анаэробной биомассы (в виде отстойника) и возвращения ее в реактор с поступающим субстратом представляет собой контактный реактор.

Приведена методика расчета анаэробного проточного реактора. В качестве исходных параметров расчета используются: характеристики исходного субстрата (видовая принадлежность экскрементов, количество, влажность, ХПК или содержание сухого вещества); природно-климатические условия месторасположения реактора, а также предъявляемые требования к сброженному субстрату (в зависимости от целей дальнейшей утилизации).

Показана функциональная зависимость таких параметров как содержание органических веществ в субстрате, оптимальный диапазон времени сбраживания субстрата в реакторе (ГВУ), доза загрузки в реактор, удельный выход биогаза с единицы объема реактора и с единицы объема загружаемого субстрата, а также показана возможность использования величины влажности субстрата как показателя содержания органических веществ в субстрате.

Разработана математическая модель энергетического баланса процесса анаэробного сбраживания в проточном реакторе. В основу модели положены

зависимости выхода биогаза, количества тепловой энергии, которую можно получить из биогаза (СЬ.бг); количества тепловой энергии от поступающей на поверхность реактора суммарной солнечной радиации (Ос), и количества тепловой энергии, которую необходимо затратить на обеспечение технологического процесса сбраживания (на нагрев субстрата до рабочей температуры (Он) и возмещение потерь тепла через стенки реактора, заглубленные в грунт (Ог.г), и через стенки реактора, находящиеся в контакте с окружающим воздухом температуры окружающей среды (<3т,в)) от вида сбраживаемого субстрата (бесподстилочный навоз свиной, КРС, птичий помет), концентрации органического вещества (УБ) (влажности субстрата, и времени сбраживания (ГВУ).

Тепловой баланс анаэробного реактора, схема которого представлена на рис.5, может быть представлен как:

Обг+ 0с= + (От.я + От,г), МДж,

где Обг - количество тепловой энергии, полученной от сжигания биогаза, используемой для обеспечения

технологического сбраживания.

процесса

С>Ы С>с

м-

Ч' = 0

/тл

тггггтт -От. г

Рис.5 Схема теплового баланса анаэробного реактора

Положительный энергетический баланс имеет место при условии СЬ.бг>С>б1 или:

Ош- > Он + (Оч,в + От,г) - С>с, МДж, (2)

Равенство Ош^Обг соответствует варианту, когда весь образуемый биогаз используется для обеспечения технологического процесса сбраживания.

Объем образующегося биогаза зависит от концентрации органического

вещества загружаемого в реактор субстрата (So, KrVS/м), удельного выхода

биогаза, отнесенного к единице массы органического вещества (В0, м^БГ/кгУБ) (см. табл.2), времени сбраживания субстрата (HRTW, сутки), значение которого может быть определено влажностью сбраживаемого субсграта (табл.3), рабочей температуры сбраживания (ТР,°С), коэффициентов, учитывающих основанную на теории хемостата кинетику роста анаэробного консорциума микроорганизмов, и может быть рассчитан, используя предложенную Чен и Хашимото (Chen, Hashimoto, 1978) формулу (3):

= 5оЛ. HRT„,

3СГ/..5

1--Ü-I м'БГ/сутм3 (3)

HRTw-fiK-l + KJ

Х,=у¥- , м Р>Г/м (4)

где уу - суточный объем образующегося биогаза, отнесенного к единице объема загружаемого субстрата (реактора), м3БГ/сут-м3, XV ~ объем образующегося биогаза, отнесенного к единице объема загружаемого субстрата (реакюра), м3БГ/м3, К(Бо) - кинетический коэффициент Хашимото, Ит(Тр) - максимальная скорость микроорганизмов, сутки"1. Количество тепловой энергии, которая может быть получена в результате сжигания биогаза (<Збг) рассчитывается по формуле (5):

йы=^ъг-чвг-л бг.МДж (5)

где УБГ - объем биогаза, м3,

Яб1 - теплотворная способность биогаза, МДж/м3, т)Бг- КПД газового котла.

Количество тепловой энергии от поступающей на поверхность реактора суммарной солнечной радиации ((2С) зависит от площади горизонтальной и вертикальной поверхности реактора, доступной для солнечной радиации (РгорШ и Р8ерг, м2), суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации на горизонтальную и вертикальную поверхности при безоблачном небе (1гориз и

Зтр„ МДж/м2), а также коэффициентов, учитывающих погодные условия (поправочный коэффициент ясности дня, а), свойства среды распространения солнечной радиации (теплоотдача по наружному воздуху, ав, Вт/м2К), свойства материала(ов) ограждающей конструкции реактора (коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью ограждающей конструкции, р, и коэффициент теплопередачи, к, Вт/м2К):

МДж (6)

где, в свою очередь, для плоской поверхности коэффициент теплопередачи, к, зависит от теплоотдачи (от среды 1 стенке внешней (внутренней - в зависимости от направления теплового потока) поверхности ограждающей конструкции, аь

Вт/м2К, и от внутренней (внешней) поверхности ограждающей конструкции среде 2, а.г, Вт/м2К) и теплопроводности:

1 Л 1'Вт/м2К (7)

— + + —

а, Л, а2 где, п - число теплопередающих слоев,

5, и Л., — толщина и теплопроводность отдельного ¡-го слоя ограждающей

конструкции реактора,

Коэффициенты теплоотдачи для сбраживаемого внутри реактора субстрата (аь) и образуемого биогаза ((Хбг) могут быть определены, используя число Нуссельта:

а ■/

№ (Яе, Рг, Сг) - 5(дг) (8)

^5(4/ )

Количество тепловой энергии, затрачиваемой на нагрев субстрата до рабочей температуры (Он) определяется по формуле (9): „ с-т-(Т„-Т5) ..т.

^ -—-—,МДж (9)

1000 -т]н у'

где, т - масса нагреваемого субстрата,

Тр и Т^ - рабочая температура осуществления анаэробного процесса внутри реактора и исходная температура нагреваемого субстрата, К, с - удельная теплоемкость нагреваемого субстрата, кДж/кг-К, т|н - КПД установки для нагрева субстрата.

Удельная теплоемкость навоза (помета) влажностью (сн,у/) может быть определена по любой из формул (10-12):

где, св - удельная теплоемкость связанной воды, кДж/кг-К,

сев - удельная теплоемкость сухого вещества навоза (помета), кДж/кг-К, ■лг - влажность навоза (помета).

сн „ = Мд'С"+ Мшн ' °шн + М'ж ' С°» , кДж/кг-К (11)

МЙЖ

где, Мв, Ммин, Морг - масса связанной воды, минеральной и органической части сухого вещества навоза (помета) соответственно, кг, Мц,\у- масса навоза (помета) влажностью кг,

Св, сМин. с0р! - значения удельной теплоемкости вязанной воды, минеральной и органической части сухого вещества навоза (помета) соответственно, кДж/кг-К,

Рв'св^~{Рн)г~Рв)^мин 'смин {рн¡>/~Рв^огг ' са

Ри/г

-, кДж/кг-К (12)

где, рв, рн,\у~ плотность связанной воды и навоза (помета) влажностью w, кг/м3, <1МИн, й0рг - доля минеральной и органической части сухого вещества навоза (помета) соответственно.

Количество тепловой энергии, затрачиваемой компенсацию тепловых потерь через ограждающие поверхности конструкции анаэробного реактора, заглубленные в грунт (<3т,г) определяется по формуле (13):

дт г ,МДж (13)

1000-0,28-7?й ^

где, ТР и Тв - рабочая температура осуществления анаэробного процесса внутри реактора и температура воздуха окружающей среды, К, ку - условный коэффициент теплопередачи заглубленной в грунт стенки реактора, равный 0,464 Вт/м2К,

Рг - площадь поверхности ограждающей конструкции анаэробного реактора, заглубленной в грунт, м2.

Аналогично определяется количество тепловой энергии, затрачиваемой

компенсацию тепловых потерь через ограждающие поверхности конструкции

анаэробного реактора, находящиеся в контакте с окружающим воздухом

температуры окружающей среды (От,в):

(Т„-Тв)-к-Р„-24 1000 0,28

где, Р„ - площадь поверхности ограждающей конструкции анаэробного

в™ = \ппВпп,о\ > МД* (И)

реактора, находящиеся в контакте с окружающим воздухом температуры окружающей среды, м2,

к - коэффициент теплопередачи поверхности площадью Р„, рассчитываемый по формуле (7), Вт/м2К.

Для использования разработанной модели приняты следующие допущения: анаэробный реактор имеет форму цилиндра, диаметр которого равен высоте; температура внутри реактора распределена равномерно и постоянно поддерживается.

Тепловой баланс анаэробного реактора (формула (1)) может быть представлен отнесенным к объему сбраживаемого субстрата (У8, м3):

0ьг+0с=0н +

V V V

у 8 * в у 5

'Оа + От^

V, V,

, МДж/м3, (15)

и на основании вышеприведенных зависимостей (3)-(14) принимает следующий вид:

я. А и-

( \ 71

•(0,6HRTj

h.ELl

а.

<7ir • Vsr +

1000-77я

• {0,6HRTW )э ■ '^[5/с, + (10 - 2Х)кг + (з + 2Х]кг] \Vsw ) 3

•24

1 ООО- 0,28 -Т]н

где, кь кг и кз(кусл) - коэффициенты теплопередачи, соответствующие зонам I, II и III (рис. 6), и учитывающие размеры и свойства материалов ограждающей конструкции, а также свойства биогаза и сбраживаемого субстрата.

Принято допущение, что в зоне I до момента удаления находится образовавшийся биогаз. Заполненная сбраживаемым субстратом часть реактора составляет зоны II и III, граница между которыми является линией заглубления реактора в грунт.

Моделью предусмотрены три варианта расположения реактора относительно фунта: реактор установлен на грунте (Х=0), заглублен в грунт на треть (Х=2) и наполовину (Х=3).

Рис.6 Зонирование анаэробного реактора в предлагаемой модели

В результате произведенных расчетов показано, что различные субстраты в зависимости от температурного режима сбраживания и концентрации органического вещества, выраженной через влажность, имеют соответствующий диапазон оптимальных значений ГВУ, а использование

описанной выше модели позволило определить ГВУ, находящееся в диапазоне оптимальных значений и позволяющее минимизировать энергетические затраты на поддержание технологического процесса (табл. 3)

Таблица 3

Гидравлическое время удержания для различных отходов животноводства и птицеводства

Влажность, % ГВУ, сутки

навоз КРС навоз свиной птичий помет

м т м т м т

90,0 90,5 24 24 13 23 12 20 И

13 22 11 19 И

91,0 23 13 21 11 18 10

91,5 22 13 20 10 17 10

92,0 21 12 19 10 16 9

92,5 20 12 17 9 15 9

93,0 19 12 16 8 14 9

93,5 18 11 15 8 14 8

94,0 17 10 14 8 14 8

94,5 16 - 13 8 14 7

95,0 15 - 12 7 13 -

95,5 14 - 11 6 12 -

96,0 13 - 10 6 10 -

96,5 12 - 9 - - -

97,0 - - 8 - - -

97,5 - - - - - -

Обозначения: м - мезофильный, т - термофильный режимы сбраживания,

«-» - для данного субстрата сбраживание при соответствующей влажности не позволяет

получать количество биогаза, достаточное для энергетического обеспечения процесса.

Предложенная модель позволяет определить минимальное количество

условных единиц животных (птицы), необходимое для самообеспечения в зимний период тепловой энергией процесса сбраживания за счет получаемого биогаза, для различных отходов различной влажностью и находящихся в одной из шести температурных зон Российской Федерации, выделенных на основе анализа наиболее низких зимних температур, и объединенных общностью температур, диапазон которых приведен на рис.8. Так, для навоза КРС влажностью 91% при использовании мезофильного режима сбраживания минимальное количество животных, за условную единицу которых принята корова (объем суточного выхода экскрементов - 53,45л/сут, влажность - 88,4%) составляет от 3 (для VI зоны) до 20 (для I зоны), для анаэробной обработки навоза влажностью 95% требует наличия от 13 (для VI зоны) до 118 (для I зоны) единиц голов (рис.7а). Для использования термофильного режима

требуется большее в 2,5-13,5 количество животных, что зависит от температурной зоны и, в наибольшей степени, от влажности навоза (рис.76). Для навоза свиней (условная единица животного - свиноматка подсосная с объем суточного выхода экскрементов 14,72 л/сут и влажностью 90,1%) и помета кур (кура мясная с объемом суточного выхода экскрементов 0,27 л/сут и влажностью 72%) аналогичные значения (для мезофильного режима) представлены на рис. 7в и 7г.

Рис.7 Необходимое количество условных юлов животных (птицы) для самообеспечения тепловой энергией процесса анаэробного сбраживания навоза (помета) различной влажностью в различных температурных зонах за счет использования биогаза: а - навоз КРС (мезофильный режим), б - навоз КРС (термофильный режим), в - свиной навоз (мезофильный режим), г - помета (мезофильный режим).

Рис.7 Температурные зоны территории Российской Федерации

При соблюдении норм расхода воды на удаление навоза образуемые отходы КРС имеют влажность 91-93%. Для этого диапазона влажности навоза условие положительного энергетического баланса процесса на всей территории Российской Федерации (в условиях средних зимних температур (до -36°С), определяемых по СНиП 23-01-99) выполняется для мезофильного режима при наличии более 50 условных голов КРС, для термофильного - более 500 (рис. 8а и 86). Для хозяйств, содержащих менее 50 условных голов КРС доля расхода биогаза на энергетическое обеспечение процесса сбраживания в значительной степени изменяется в зависимости от температуры окружающей среды и влажности навоза.

100 200 500 700 1000 1500 2000 3000 количество условных голов КРС

"Зона VI, влажность навоза 91% - Зона IV, влажность навоза 93%

■Зона VI, влажность навоза 93% ■Зона 1, влажность навоза 91%

•Зона IV, влажность навоза 91% ■Зона I, влажность навоза 93% '

Рис.8 Доля расхода биогаза в зимний период (январь, зоны: 1(-36°С), 1У(-16°С), У1(2°С)) на энергетическое обеспечение процесса сбраживания навоза КРС различной влажности в зависимости от крупности хозяйств: а -мезофильный режим, б - термофильный режим

Образуемые отходы свиноводческих предприятий в зависимости от системы навозоудаления характеризуются большим диапазоном влажности - от 91% до 98,5%. Выполненные на основе моделирования расчеты показали, что энергетически целесообразно использовать свиной навоз влажностью до 96,5% при мезофильном режиме, термофильный режим также может применяться, но с ограничением по влажности навоза до 94,5%. Для хозяйств с поголовьем от 300 условных свиней оба режима при соответствующей влажности навоза обеспечиваются тепловой энергией за счет получаемого биогаза (рис. 9а и 96).

100 300 500 1000 5000 10000 20000 50000 100000 количество условных голов свиней

•Зона VI, влажность навоза 91% "Зона IV, влажность навоза 95%

■Зона VI, влажность навоза 95% ■Зона1, влажность навоза 91%

"Зона IV, влажность навоза 91% -Зона 1, влажность навоза 95%

Рис.8 Доля расхода биогаза в зимний период (январь, зоны: 1(-36°С), 1У(-16°С), У1(2°С)) на энергетическое обеспечение процесса сбраживания свиного навоза различной влажности в зависимости от крупности хозяйств: а -мезофильный режим, б - термофильный режим

Аналогичные зависимости выявлены для куриного помета, оба режима

анаэробного сбраживания обеспечивают отходы хозяйств крупностью от 100

тыс. условных кур с ограничением по влажности до 95% для мезофильного и 93% для термофильного режимов.

ВЫВОДЫ

1. Ресурс отходов живогноводства и птицеводства в Российской Федерации составляет не менее 280 млн.тонн навоза и помета в год, удаление которых с помощью воды увеличивает их исходное количество в 1,5-3 раза. В структуре отходов преобладающим видом является навоз КРС - 80% от общего количества отходов животноводства и птицеводства (232 млн. т/год), вторым по величине является свиной навоз - 10% (28 млн.т/год), помет куриный образуется в количестве 8 млн.т/год. На долю сельхозпредприятий приходится более половины образуемых отходов: 132 млн. т/год составляет навоз КРС, 28 млн.т/год - свиной навоз, 5,2 млн.т/год - куриный помет.

2. Даже при внесении на пашню всех образующихся отходов животноводства и птицеводства ни в одном Федеральном округе не будет удовлетворяется потребность в необходимом количестве питательных веществ. Доза внесения азота не превышает 15 кг азота/га при рекомендуемой норме внесения в почву навоза по азоту - 200кг азота/га. Имеется существенная необходимость во внесении в почву минеральных удобрений, а также большой потенциал для использования органических отходов животноводства и птицеводства. Технологии обезвреживания отходов должны выбираться с учетом максимального сохранения в них питательных веществ. Данному требованию удовлетворяет биологический способ анаэробной обработки

3. Анаэробное сбраживание осуществляется метановым консорциумом, важнейшей чертой которого является саморегулируемость на уровне внеклеточного метаболизма сообщества, способность менять используемые им пути ферментации в зависимости от концентрации водорода и поддерживать, таким образом, оптимальные для роста биоценоза значения рН, окислительно-восстановительного потенциала и других факторов среды. Ключевыми

параметрами управления и контроля за процессом служат: концентрация летучих жирных кислот (пропионовой кислоты, в первую очередь) в сбраживаемом субстрате, концентрации водорода, аммиака и сероводорода в биогазе.

4. Лимитирование анаэробного процесса может быть предотвращено за счет оптимизации параметров исходного субстрата: концентрация органических веществ (2,5-3,5 кг/м3 при мезофильном режиме и 5-7 кг/м3 - при термофильном), рН (7-8), влажность (от 90%), соотношение С:Ы (20:1-30:1), а также создаваемых и поддерживаемых условий: температура (35-37°С для мезофильной группы микроорганизмов, 55-57°С - для термофильной), гидравлическое время удержания субстрата в реакторе (не менее 200 часов для мезофильной микрофлоры и не менее 100 часов - для термофильной). Основными способами интенсификации процесса анаэробного сбраживания могут служить предобработка субстрата (измельчение), умеренное перемешивание внутри реактора, аппаратное разделение осуществления процесса в два этапа с поддержанием различных рН-оптимумов внутри реакторов.

5. Разработан алгоритм расчета значений предельно возможной степени конверсии органического вещества отходов животноводства и птицеводства, удельного выхода метана и углекислого газа, огаесенных к массе сухого органического вещества и сухого субстрата экскрементов животных и птицы. Показано, что наибольшим потенциалом получения биогаза с единицы массы сухого органического вещества обладает свиной навоз (0,46 м3/кг), наименьшим - навоз дойных коров (0,26 м3/кг).

6. Предложена методика расчета анаэробного проточного реактора, основу которого составляет разработанная модель энергетического баланса получения и использования биогаза. Модель позволяет оценить требуемый объем реактора, выход биогаза, количество тепловой энергии, получаемой от биогаза и солнечной радиации, попадающей на ограждающую конструкцию реактора, количество тепловой энергии, необходимой для осуществления

процесса сбраживания с учетом тепловых потерь в окружающую среду, долю использования биогаза на технологические нужды, а гакже определить энергетически выгодное время сбраживания в диапазоне оптимальных значений, минимальное количество животных(птицы), необходимое для осуществления процесса с положительным энергетическим балансом в зависимости от вида животных, качественных и количественных харакгеристик отходов (объем (масса), влажность, концентрация органического вещества, исходная температура), принятого режима сбраживания (температура, время сбраживания, нагрузка по органическому веществу), параметров и свойств материалов конструкции реактора (площадь поверхности, теплопроводность) и природно-климатических условий места расположения реактора (температура воздуха, интенсивность солнечной радиации).

7. Выполненные на основе моделирования расчеты показали, что технология анаэробного сбраживания может быть использована на всей территории Российской Федерации. Наибольшее влияние на выход биогаза, способность к энергетическому самообеспечению процесса анаэробной конверсии за счет использования биогаза оказывают концентрация органического вещества отхода, показателем которого может служить влажность, и температурный режим сбраживания. Для сбраживания навоза КРС оптимальными параметрами, при которых потребность в тепловой энергии для обеспечения процесса могут быть удовлетворены за счет энергии биогаза, являются: влажность 90-95% и время сбраживания 24-15 суток соответственно при мезофильном режиме, влажность 90-93% и время сбраживания 13-12 суток соответственно при термофильном. Для свиного навоза данные параметры имеют следующие значения: влажность 90-96% и время сбраживания 23-10 суток соответственно при мезофильном режиме, влажность 90-94,5%, время сбраживания 12-8 суток соответственно при термофильном. Для сбраживания куриного помета: влажность 90-95% и время сбраживания 20-13 суток соответственно при мезофильном режиме, влажность 90-93% и время

сбраживания 11-9 суток соответственно при термофильном режиме. Для крупных животноводческих и птицеводческих хозяйств (от 500 условных голов КРС, 300 голов свиней, 100 тыс. голов кур) влияние температуры окружающей среды незначительно, наблюдается положительный энергетический баланс.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Корзникова М.В., Козлов Ю.П. Использование биогаза как переход к возобновляемым источникам энергии на практике // Окружающая природная среда и экологическое образование и воспитание: Сборник материалов IV Всероссийской научно-практической конференции, Пенза, Россия, 19-20 февраля 2004г. - Пенза, 2004. - с.55-57.

2. Корзникова М.В., Козлов Ю.П. Анаэробная биоконверсия целлюлозосодержащих отходов // Строение, свойства и качество древесины -2004: Труды IV Международного симпозиума, II том, Санкт-Петербург, Россия, 13-16 октября 2004г. - Санкт-Петербург: СПбГЛТА, 2004. - с.427-428.

3. Блохин А.Ю., Корзникова М.В. Современное состояние и перспективы биогазовой технологии в сельском хозяйстве // Актуальные проблемы экологии и природопользования. Вып.7 (часть 1). Геоэкология, системная экология, экология человека: Сборник научных трудов. - М.: Изд-во РУДН, 2005. - с.110-115.

4. Korznikova M.V., Krundyshev N.S., Sviridov N.V. The ways for multipurpose use of biomass resources for decentralised energy supply for Russian hard-to-reach areas // Proceeding of 14th European Biomass Conference, 17-21 October 2005, Paris, France, p.499.

5. Korznikova M.V., Sviridov N.V. Future Trends of the Use of Biomass Resources in Komi Republic of the Russian Federation // Proceeding of 14lh European Biomass Conference, 17-21 October 2005, Paris, France, p.l545.

Корзникова Мария Васильевна (Россия)

Работа посвящена оценке возможности использования анаэробной технологии для переработки отходов животноводства и птицеводства на территории России с целью получения качественных органических удобрений и предотвращения загрязнения окружающей среды. С учетом микробиологических и биохимических основ осуществления анаэробной конверсии органического вещества отходов определены оптимальные технологические параметры процесса. Разработана математическая модель энергетического баланса процесса анаэробного сбраживания в проточном реакторе.

Korznikova Maria Vasilyevna (Russia)

Strategic aspects of sustainable manure management for environmental negative impact minimization

The purpose of this work is to estimate possibilities of anaerobic technology use for manure recycle for qualitative organics production and for environmental pollution prevention in Russia. By taking into account microbiological and biochemical basics of anaerobic organic manure conversion optimal technological parameters were defined. The mathematical model of energy balance of anaerobic digestion process in the continuously reactor was developed.

Отпечатано в копиценгре «СТ ПРИНТ» Москва, Ленинские горы, МГУ, 1 Гуманитарный корпус. www.stprint.ru e-mail: zakaz@stprint.ru гел.: 939-33-38 Тираж 100 экз. Подписано в печать 17.08.2006 г.

pi 7 3 26

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Корзникова, Мария Васильевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Оценка количества, структуры и характеристик отходов животноводства и птицеводства.

1.1 Оценка характеристик отходов животноводства и птицеводства.

1.2 Оценка количества и структуры отходов животноводства и птицеводства в Российской Федерации.

1.3 Способы переработки отходов животноводства и птицеводства с целью их использования в качестве органических удобрений.

Выводы.

Глава 2. Биотехнология анаэробной конверсии органических веществ. Агрегирование биомассы.

2.1 Общая характеристика стадий анаэробного сбраживания.

2.1.1 Стадия гидролиза.

2.1.2 Кислотогенная стадия.

2.1.3 Ацетогенная стадия.

2.1.4 Метаногенная стадия.

2.2 Агрегирование биомассы.

Выводы.

Глава 3. Основные принципы и критерии оптимизации технологического процесса получения биогаза.

3.1 Ключевые факторы процесса анаэробного сбраживания и диапазон их оптимальных значений.

3.2 Оценка степени конверсии органического вещества отходов животноводства и птицеводства в биогаз.

Потенциал использования биогаза в Российской Федерации

Выводы.

Глава 4. Методика практической оценки эффективности производства биогаза из отходов животноводства и птицеводства с учетом природно-климатических условий Российской Федерации.

4.1 Аппаратурное решение анаэробных реакторов для сбраживания отходов животноводства и птицеводства.

4.2 Методика расчета и модель энергетического баланса анаэробного проточного реактора для сбраживания отходов животноводства и птицеводства.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Стратегические аспекты устойчивого управления отходами животноводства и птицеводства в целях минимизации негативного воздействия на окружающую среду"

Образующееся во всем мире огромное количество отходов промышленного и сельскохозяйственного производства, коммунального хозяйства остро ставит проблему их очистки, обезвреживания и утилизации. В Российской Федерации ежегодно образуется около 280 млн.тонн навоза и помета, удаление которых с помощью воды увеличивает их исходное количество в 1,5-3 раза. Эпидемиологическая опасность навоза и помета обусловлена наличием патогенных микроорганизмов, яиц и личинок гельминтов в большой концентрации, а также длительностью сохранения ими вирулентных свойств. Таким образом, животноводческие и птицеводческие предприятия являются источником образования большого количества жидких органических отходов, содержащих возбудителей инфекционных и инвазионных болезней, оказывая негативное влияние на ветеринарно-санитарное и гигиеническое состояние почвы, загрязняя поверхностные и подземные воды.

С другой стороны отходы животноводства и птицеводства являются ценными органическими удобрениями, в состав которых входят практически все компоненты минерального питания, микроэлементы в доступном для растений виде, что повышает плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур.

Для использования навоза и помета в качестве удобрения в нем должны отсутствовать патогенная микрофлора, яйца и личинки гельминтов, семена сорных растений, способных к всхожести, при максимальном сохранении питательных веществ (азот, фосфор, калий и др.). Всем этим требованиям отвечает биологический способ обработки - анаэробное сбраживание, которое представляет собой протекающий в бескислородных условиях термический многостадийный процесс расщепления консорциумом микроорганизмов органических веществ с образованием горючего биогаза (смесь парникового метана и углекислого газа), являющимся возобновляемым источником энергии.

В силу различных причин широкое распространение и практическое применение анаэробная технология по биологической конверсии отходов животноводства и птицеводства с целью производства и использования биогаза получила как в США, странах Европы - Германия, Дания, Швеция, Франция, Чехия и др. (за счет мер государственного экономического стимулирования -субсидий, налоговых льгот, высоких штрафных санкций за загрязнение окружающей среды), так и странах Азии и Тихого океана - Китай, Индия, Тайланд и др. (из-за нехватки энергетических ресурсов и при наличии благоприятных природно-климатических условий). В Российской Федерации практическое применение биогазовой технологии для отходов животноводства и птицеводства сдерживается по двум основным причинам - информационной (отсутствие доступной информации о технологии, методик расчета оборудования, рекомендаций по осуществлению технологического процесса) и технической (отсутствие соответствующего отечественного оборудования и дилеров зарубежного оборудования). Вместе с тем, учитывая тенденции усиления государственной поддержки в Российской Федерации технологий по использованию возобновляемых источников энергии (Система зеленых сертификатов) и предотвращению эмиссии парниковых газов (Киотский протокол РКИК), экономические предпосылки, связанные с большей конкурентоспособностью сельскохозяйственных культур, выращенных на органическом удобрении («органическое сельское хозяйство»), а также предотвращение загрязнения окружающей среды отходами животноводства и птицеводства при использовании анаэробного сбраживания, применение данной технологии в Российской Федерации является перспективным.

Целью настоящей работы являлась разработка практических методов оценки эффективности и оптимизации биоэнергетического использования отходов животноводства и птицеводства с помощью технологии анаэробной конверсии на основе анализа физико-химических, микробиологических свойств отходов, экологических и биохимических особенностей процесса сбраживания с учетом природно-климатических условий Российской Федерации. В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

4. Определить оптимальные значения ключевых параметров осуществления и способы интенсификации конверсии органических веществ в биогаз, а также лимитирующие факторы процесса.

Поставленные задачи решены с использованием методов теории математической статистики, моделирования и математической обработки данных, теоретических основ теплотехники.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоит в том, что дана основанная на многофакторном анализе оценка потенциала использования технологии анаэробного сбраживания для отходов животноводства и птицеводства на территории Российской Федерации; определены математические зависимости ключевых параметров технологического процесса анаэробного сбраживания; разработана методика расчета и модель энергетического баланса анаэробного проточного реактора с учетом качественных и количественных характеристик отходов, различных режимов сбраживания и природно-климатических условий Российской Федерации. Сформулированы требования, предъявляемые к отходам, обрабатываемым в анаэробном проточном реакторе.

Обоснованный научными положениями биологический анаэробный способ обезвреживания и применения в энергетических, экологических и сельскохозяйственных целях отходов животноводства и птицеводства, разработанные методика расчета и модель анаэробного реактора предназначены для использования предприятиями, организациями и частными лицами, осуществляющими деятельность в области проектирования, строительства, управления и эксплуатации сооружений по обработке отходов.

Результаты диссертационного исследования были доложены на молодежной международной конференции «Экология - 2003» (Архангельск, Россия, 2003), IV Всероссийской научно-практической конференции «Окружающая природная среда и экологическое образование и воспитание» (Пенза, Россия, 2004), IV Международном симпозиуме «Строение, свойства и качество древесины - 2004» (Санкт-Петербург, Россия, 2004), ежегодной Всероссийской научно-практической конференции РУДН «Актуальные проблемы экологии и природопользования» (Москва, Россия, 2005), 14 Европейской конференции по использованию биомассы (Париж, Франция, 2005), на заседании кафедры Системной экологии экологического факультета РУДН (Москва, Россия, 2005). По материалам диссертации опубликовано пять работ.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Корзникова, Мария Васильевна

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Определены объем и структура образующихся в Российской Федерации отходов животноводства и птицеводства. Показано, что преобладающим видом отходов является навоз крупного рогатого скота. На долю сельхозпредприятий приходится более половины образуемых отходов животноводства и птицеводства.

2. Оценен вклад отходов животноводства и птицеводства в качестве источника питательных веществ в органическое сельское хозяйство Российской Федерации. Показано, что имеется большой потенциал для использования органических отходов животноводства и птицеводства, а также существенная необходимость во внесении в почву минеральных удобрений: доля органического азота, вносимого с упомянутыми отходами, может составлять 7,5% от общего количества необходимых азотных удобрений. В этой связи особую актуальность приобретают технологии обеззараживания указанных отходов, наиболее перспективной из которых является анаэробное сбраживание.

3. На основании анализа литературы определены оптимальные значения ключевых параметров исходного субстрата (концентрация органических веществ, рН, влажность, соотношение С:]\Г), создаваемых и поддерживаемых условий (температура, гидравлическое время удержания), позволяющих предотвратить лимитирование анаэробного процесса конверсии органического вещества в биогаз. Выявлены ключевые параметры контроля и управления процессом анаэробного сбраживания (концентрация летучих жирных кислот (пропионовой кислоты, в первую очередь) в сбраживаемом субстрате, концентрации водорода, аммиака и сероводорода в биогазе), а также способы интенсификации данного процесса.

4. Разработан алгоритм расчета предельно возможной степени анаэробной конверсии органического вещества отходов животноводства и птицеводства и удельного выхода биогаза. Показано, что наибольшим потенциалом получения биогаза с единицы массы сухого органического вещества обладает свиной

3 3 навоз (0,46 м /кг), наименьшим - навоз дойных коров (0,26 м /кг).

5. Разработаны методика расчета анаэробного реактора и модель энергетического баланса получения и использования биогаза, учитывающие качественные и количественные характеристики отходов, различные режимы сбраживания, параметры и свойства материалов конструкции реактора и природно-климатические условия Российской Федерации, и позволяющие оценить требуемый объем реактора, выход биогаза, количество тепловой энергии, получаемой от биогаза и солнечной радиации, количество тепловой энергии, необходимой для осуществления процесса сбраживания, а также определить энергетически выгодное время сбраживания, долю использования биогаза на технологические нужды, минимальное количество животных (птицы), необходимое для осуществления процесса с положительным энергетическим балансом.

6. Обоснованы условия, обеспечивающие эффективность применения технологии анаэробного сбраживания для отходов животноводства и птицеводства в Российской Федерации. На основе моделирования показано, что технология анаэробного сбраживания может быть использована на всей территории Российской Федерации. Наибольшее влияние на выход биогаза, способность к энергетическому самообеспечению процесса анаэробной конверсии за счет использования биогаза оказывают температурный режим сбраживания и концентрация органического вещества отхода, показателем которого может служить влажность. Для сбраживания навоза КРС оптимальными параметрами, при которых потребность в тепловой энергии для обеспечения процесса могут быть удовлетворены за счет энергии биогаза, являются: влажность 90-95% и время сбраживания 24-15 суток при мезофильном режиме и, соответственно, 90-93% и 13-12 суток при термофильном. Для свиного навоза данные параметры составляют: влажность 90-96% и время сбраживания 23-10 суток при мезофильном режиме, и, соответственно, 90-94,5%) и 12-8 суток при термофильном. Для сбраживания куриного помета: влажность 90-95% и время сбраживания 20-13 суток при мезофильном режиме, и, соответственно, 90-93% и 11-9 суток при термофильном режиме. Для крупных животноводческих и птицеводческих хозяйств (от 500 условных голов КРС, 300 голов свиней, 100 тыс. голов кур) влияние температуры окружающей среды незначительно, наблюдается положительный энергетический баланс.

БЛАГОДАРНОСТИ

Настоящая диссертационная работа выполнена на кафедре Системной экологии экологического факультета Российского университета дружбы народов под руководством заведующего кафедрой, профессора, д.б.н. Ю.П. Козлова. Автор выражает глубокую благодарность своему руководителю, сформировавшему научное мировоззрение диссертанта, за плодотворную совместную научную работу.

Автор благодарит коллектив отдела биохимических проблем экологии Института биохимии им. А.Н.Баха РАН и лично заведующего отделом, профессора, д.х.н. М.Л. Рабиновича за помощь в процессе выполнения и при обсуждении результатов диссертации, а также соавторов научных публикаций -Н.В. Свиридова (Федеральное агентство по науке и инновациям), Н.С. Крундышева (ОАО «Рыбинский завод приборостроения»).

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Корзникова, Мария Васильевна, Москва

1. Андрюхин Т.Я., Свириденко Н.К., Савельев Ю.В., Васильев Ю.Н., Золотаревский JT.C. Рециркуляционное анаэробное сбраживание отходов сельского хозяйства с выработкой биогаза // Биотехнология. 1989. - Т.5, №2. - С.219-225.

2. Асадова Э.Р., Тапалцян С.Х., Панцхава Е.С. Влияние концентрации субстрата на конверсию органических веществ в биогаз // Известия АН СССР. Сер. Биологическая 1987 - №5 - С.707-716.

3. Баадер В., Доне Е., Бренндерфер М. Биогаз: теория и практика. М.: Колос, 1982- 148С.

4. Барнес Д., Фитцджеральд П.А. Анаэробные процессы очистки сточных вод / Экологическая биотехнология. Под ред. К.Ф. Форстера, Д.А. Дж. Вейза. Л.: Химия, 1990. - 382С.

5. Бидлстон А., Грей К., Дей К. Компостирование и биодеградация соломы / Экологическая биотехнология. Под ред. К.Ф. Форстера, Д.А. Дж. Вейза. Л.: Химия, 1990. - 382С.

6. Биомасса как источник энергии / Под ред. Соуфер С., Заборски О. -М.: Мир, 1985.-375 С.

7. Бородин И.А. Аутохтонная микрофлора птицы. (Обзор) // Птицеводство 1992. - №6. - С.20-25.

8. Васильев В.А., Полунин С.Ф. Химический состав навоза, получаемого на крупных животноводческих комплексах промышленного типа // Бюллетень ВИУА. 1976. - №32. - С.37-45.

9. Винаров А.Ю., Кухаренко A.A., Ипатова Т.В., Бурмистров Б.В. Биотехнология переработки отходов животноводства и птицеводства в органическое удобрение. М.:ФИПС, 1998. - 114С.

10. ГОСТ 12.1.011-78*. Система стандартов безопасности труда. Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытаний

11. ГОСТ 26074-84. Навоз жидкий. Ветеринарно-санитарные требования к обработке, хранению, транспортированию и использованию (от 09.01.84).-9С.

12. Гришаев И.Д. Ветеринарно-санитарные и гигиенические требования к сооружениям по обработке, обеззараживанию и использованию стоков животноводческих ферм и комплексов // Санитария и гигиена животных. М.: Колос, 1981. - С.36-41.

13. Данилович Д.А., Скляр В.И. Высокоэффективная анаэробно-аэробная очистка концентрированных сточных вод //Экология производства, 2004,-№4.-С.20-24.

14. Дозы и сроки внесения бесподстилочного навоза (Метод. Рекомендации) ВАСХНИЛ, ВНИИ удобрений и агропочвоведения им. Д. Н. Прянишникова; Разраб. Г. Е. Мерзлой и др. М.: ВИУА , 1990 -22С.

15. Жирков НЕ. Агроэкологические особенности длительного применения бесподстилочного навоза // Химия в сельском хозяйстве. 1996. - №6. - С.27-32.

16. Заварзин Г.А. Перспективы использования в промышленности анаэробных микроорганизмов // Биотехнология 1985 - №2 - с. 121127.

17. Заварзин Г.А. Трофические связи в метаногенном сообществе // Известия АН СССР. Сер. Биологическая 1986 - №3 - с.341-360.

18. Калюжный С.В, Ковалев Г.В., Михантьева Т.В. и др. Влияние на процесс метаногенеза предварительной обработки исходного сырья // Биотехнология. 1988. - Т.4, №4. - С.487-490.

19. Калюжный C.B. Высокоинтенсивные анаэробные биотехнологии очистки промышленных сточных вод // Катализ в промышленности. -2004. №6. - с.42-50.

20. Калюжный C.B., Агафонов Е.Б., Скляр В.И., Варфоломеев С.Д. Кинетические закономерности конверсии альбумина и аминокислот вметан // Биотехнология. 1990. - №2. - С.45-47.

21. Калюжный C.B., Варфоломеев С.Д. // Биотехнология. 1986. - №1. -С. 94-100.

22. Калюжный C.B., Варфоломеев С.Д. // Биотехнология- 1986. №3. -С.70-77.

23. Калюжный C.B., Давлятшина М.А., Варфоломеев С.Д. Математическое моделирование метаногенеза из глюкозы. Кинетические исследования // Прикладная биохимия и микробиология, 1994,-Т.ЗО, Вып. 1.-С.29-34.

24. Калюжный C.B., Давлятшина М.А., Варфоломеев С.Д. Математическое моделирование метаногенеза из глюкозы. Описание и применение модели // Прикладная биохимия и микробиология 1994. - Т.ЗО, Вып. .-С.204-214.

25. Калюжный C.B., Данилович Д.А., Ножевникова А.Н. Анаэробная биологическая очистка сточных вод // Итоги науки и техники. Сер. Биотехнология-М.: ВИНИТИ, 1991,- Т.29.- 155с.

26. Калюжный C.B., Пузанков А.Е., Варфоломеев С.Д. Биогаз: проблемы и решения // Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР. Биотехнология. М., 1988 180с.

27. Киотский протокол к Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата, открыт для подписания 16 марта 1998 года // Собрание законодательства Российской Федерации. 1999. - №7. - Ст. 942.

28. Ковалев A.A., Гриднев П.И., Лосяков В.П. Интенсификация процесса метанового сбраживания навоза крупного рогатого скота //

29. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1985. - №5. -С.5-7.

30. Ковалев Г.В., Калюжный C.B., Михантьева Т.В. и др. Влияние дозы у-облучения на конверсию в метан сельскохозяйственных отходов // Биотехнология. 1989. -Т.5, №2. - С. 199-201.

31. Коваленко В.А. Изменение состава микробной биомассы в почве при окультуривании // Биотехнология. 1997. - №2. - С.206-212.

32. Крылова Н.И., Образцова А .Я., Хабибуллин Р.Э., Лауринавичюс К.С., Наумова Р.П., Акименко В.К. Микробиологические аспекты ферментации куриного помета при различных температурах // Прикладная биохимия и микробиология 1994. - Том 30, вып.1 -С.156-160.

33. Лопес де Гереню В.О. Повышение эффективности производства твердых органических удобрений на основе навоза КРС в усовершенствованных биореакторах барабанного типа: Автореферат дис. на соиск. учен. степ, к.т.н. СПб, 1995 17С.

34. Макаров В.А. Боровков Я.Ф. Санитарно-гигиенические характеристики животноводческих отходов // Вопросы ветеринарной науки и практики. 1977. -Вып.39. - С.118-120.

35. Мкинерни М., Брайант М. Основные принципы анаэробной ферментации с образованием метана // Биомасса как источник энергии. М.: Мир, 1985. С.247-265.

36. Ножевникова А.Н. Рост анаэробных бактерий в метаногенных ассоциациях и смешанных культурах // Итоги науки и техники. Сер. Микробиология-М.: ВИНИТИ, 1991 -56С.

37. Нормы технологического проектирования систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета. НТП 17-99 (от 31.05.1999; переиздание 02.2001) - 51С.

38. О ратификации Киотского протокола к Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата от 4 ноября2004 г. N 128-ФЗ // Российская газета (Федеральный выпуск). № 3624 от 9 ноября 2004 г.

39. Официальный сайт Министерства сельского хозяйства РФ: База Данных показателей агропромышленного комплекса Российской Федерации http://194.84.30.140:8080/АРК2005/

40. Официальный сайт Федеральной службы государственной статистики: Поголовье скота в Российской Федерации -http ://www. gks.ru/wps/portal/! ut/р/. cmd/c s/. се/70А/. s/703 3 Q/th/J0 CH/s. 70A/70FL/s. 70 A/703 3 Q

41. Павличенко B.H., Мовсесов Г.Е., Ягудин Jl.M. и др. Исследование двухстадийного метанового сбраживания // Биотехнология. 1989. -Т.5. №6. - С.735-739.

42. Панцхава Е.С. Получение газообразного топлива (метана) из органических отходов сельского хозяйства, промышленности и городов // Передовой производственный опыт в микробиологической промышленности: Обзорная информация. М.:ЦБНТИ, 1987. - Вып.1. -55С.

43. Панцхава Е.С., Березин И.В. Техническая биоэнергетика. Часть I. Биомасса как дополнительный источник топлива. Получение биогаза //Биотехнология, 1986. -№2. -С.1-12.

44. Панцхава Е.С., Березин И.В. Техническая биоэнергетика. Часть II. Био- и термохимическая конверсия биомассы в газообразное, жидкое и твердое топливо // Биотехнология. 1986. - №3. - С.8-15.

45. Панцхава Е.С., Варосян. С.О., Тапалцян С.Х. и др. Метангенерация вязкотекучих органоминеральных гетерогенных растворов // Известия АН СССР. Сер.Биологическая. 1989. - №1. - С. 109-115.

46. Патент №1542944, СССР. Органоминеральное удобрение, 1990.

47. Перечень ПДК №15, утвержденный Главным санитарным врачом РСФСР, №2154-80 от 18.03.80.

48. Петренко О.И. Параметры процесса компостированияпометосоломенных смесей в камерных ферментаторах. Автореферат дис. на соиск. учен. степ, к.т.н. Краснодар, 2003 23С.

49. Повышение эффективности функционирования технических систем подготовки навоза к использованию / Министерство сельского хозяйства РФ. Департамент науки и технического прогресса Гриднев П.И. и др. М.: Росинформаготех, 2000 80С.

50. Пузанков А.Г., Калюжный C.B., Скляр В.И. Разработка методов интенсификации процесса метанового сбраживания навоза крупного рогатого скота // Биотехнология. 1989. - №5. - С.49-51.

51. Структура сельскохозяйственных угодий в Российской Федерации // Роснедвижимость. Официальный сайт. -http://pda.www.kadastr.ru/fieldofactivity/landsstatisics/russianfederati оп/

52. Свод правил по проектированию и строительству. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий (от 01.06.2004). 134С.

53. Семенко И.В. Проектирование биогазовых установок. Сумы: МакДен, ИПП Мрия-1 ЛТД, 1996. - 347 С.

54. Симанькова М.В., Ножевникова А.Н. // Прикладная биохимия и Микробиология 1990. -№26. Вып.1. - С.59-67.

55. Скляр В.И., Калюжный C.B., Михантьева Т.В. и др. Конверсия гемицеллюлоз в метан. Мезофильный режим // Биотехнология. 1987. - Т.З, №1. - С. 79-85.

56. Скляр В.И., Калюжный C.B., Михантьева Т.В. и др. Конверсия гемицеллюлоз в метан. Термофильный режим // Биотехнология. -1987.-Т.З, №2.-С. 222-226.

57. Слободкин А.И., Ножевникова А.Н. //Прикладная биохимия и микробиология 1990. -№26. Вып.2. - С.260-267.

58. Строительные нормы и правила Российской Федерации. СНиП 23-0199. Строительная климатология (от 01.01.2000; с изменен, от 24.12.2002).- 102С.

59. Строительные нормы и правила Российской Федерации. СНиП 23-022003. Тепловая защита зданий (от 01.10.2003). -27С.

60. Чан Динь Тоай, Хлудова М.С., Панцхава Е.С. // Итоги науки и техники. Сер.Биотехнология. 1983. — Т1. — С. 151-194.

61. Черепанов А. Гельминтологическая характеристика животноводческих сточных вод и санитарные правила их использования./ Использование животноводческих стоков для орошения. Вильнюс, 1977. - С.119-121.

62. Численность населения // Материалы официального сайта Федеральной службы государственной статистики, Москва -http://www.gks.ru/freedoc/2005/b0513/04-02.htm

63. ЧурбановаИ.Н. Микробиология. -М.: Высш. школа, 1987. -239 С.

64. Янко В.Г., Янко Ю.Г. Обработка сточных вод и осадка в метантенках. Киев, Будивельник, 1978. 120С.

65. Alphenaar PA, Visser A, Lettinga G. The effect of liquid upflow velocity and hydraulic retention time on granulation in UASB reactors treating wastewater with a high-sulphate content // Bioresource Technolgy. 1993. - Vol.43. - PP.249-258.

66. A Manual for Developing Biogas Systems at Commercia Farms in the United States (AgSTAR Handbook) / Mattocks R., Kintzer. В., Wilkie A. -U.S. EPA and ICF Inc., 2003. 56 P.

67. Angelidaki I. et al. The biogas process. Lecture notes from Energy from biomass (6362). Institute of Environmental Science and Engineering, Denmark. - 1996.

68. Batstone D.J., Keller J., Angelidaki I. et al. The IWA Anaerobic Digestion Model №1 (ADM1) // Water Science and Technology. 2002. - Vol 45. №10.-PP. 65-73.

69. Baumann P.G., Huibregtse G.L. Evaluation and comparison of digester mixing systems // Water Pollution Control. 1981. - Vol.54. - PP.11941203.

70. Bhattacharya T.K., Mishra T.N, Biodegradability of Dairy Cattle Manure under Dry Anaerobic Fermentation Process // Agricultural Engineering. -2003. Vol.84. - PP.9-11 (http://www.ieindia.org/publish/ag/0603/iune03ag3.pdf)

71. Biogas from anaerobic digestion. Project deliverable of BIOEXELL -European Biogas Centre of Excellence // http://websrv5.sdu.dk/bio/Bioexell/Down/Bioexellmanual.pdf. 2005. -24 November-88 PP.

72. Bonacci G., Cortelini L., Piccinini S., Tilche A. The biogas project in Emilia-Romagna (Italy) // Bioenergy. Elsevier Appl. Science Publishers. -1986.-Vol.3.-PP. 333-339.

73. Brade C.E., Noone G.P. Anaerobic sludge digestion-need it be expensive. Making more of existing resources // Water Pollution Control. 1981. -Vol.80. Issue. l-PP.70-90.

74. Brummeler E., Horbach IT.C., Koster, I.W. Dry Anaerobic Batch Digestion of the Organic Fraction of Municipal Solid Waste // Chemical Technologyand Biotechnology. 1991. - № 50. - PP. 191-209.

75. Cammarota M.C, Sant'Anna Jr. G.L. Metabolic blocking of exopolysaccharides synthesis: effects on microbial adhesion and biofilm accumulation // Biotechnology Letters. 1998. - Vol.20. - PP. 1-4.

76. Chandler, J.A., Jewell W.J., Gossett J.M. et al. Predicting methane fermentation biodegradability // Proceeding Biotechnology and Bioengineering Symposium 1980. - PP.93-107.

77. Chen J, Lun SY. Study on mechanism of anaerobic sludge granulation in UASB reactors // Water Science and Technology. 1993. - Vol. 28. - PP. 171-178.

78. Chen Y.R., Hashimoto A.G. Kinetics of methane fermentation. In: Scott CD, editor. Proceedings of Symposium on Biotechnology in Energy Production and Conservation. New York: Wiley, 1978. - P. 269.

79. Chynoweth D. P., Wilkie A. C., Owens J. M. Anaerobic processing of piggery wastes: a review // Asian-Australasian Journal of Sciences. 1999. -Vol.12. Issue.4-PP.607-628.

80. De Baere L. Anaerobic digestion of solid waste: state-of-the-art // Water science and technology. 2000. - Vol. 41. Issue.3. - PP.283-290.

81. Dennis A., Burke P.E. Dairy Waste Anaerobic Digestion Handbook. Environmental Energy Company. Olympia, 2001 57P.

82. El-Mamouni R., Leduc R., Guiot S.R. Influence of synthetic and natural polymers on the anaerobic granulation process // Water science and technology. 1998. - Vol.38. - PP.341-347.

83. Energy for the future: renewable sources of energy. White Paper for a Community Strategy and Action Plan / European Commission, COM(97)599 final (26/11/1997) http://www.europa.eu.int/comm/energy/library/599fien.pdf

84. Fang H.P. Microbial distribution in UASB granules and its resulting effects // Water science and technology. 2000. - Vol.42. - PP.201-208.

85. Flachowsky G., Hennig A. Composition and digestibility of untreated andchemically treated animal excreta for ruminants: a review // Biological Wastes. 1990. - Vol.31. - P. 17-25.

86. Francese A.P., Aboagye-Mathiesen G., Olesen T. et al. Feeding approaches for biogas production from animal wastes and industrial effluents // World Journal of Microbiology and Biotechnology. 2000 - №16. - PP. 147-150.

87. Fulhage C. D., Fischer D. S. and J. R, Generating Methane Gas From Manure // University of Missouri Extension Publication G1881, 1993. -http://muextension.missouri.edu/explore/agguides/agengin/gO 1881 .htm

88. Guiot S.R., Pauss A., Costerton J.W. A structured model of the anaerobic granules consortium // Water science and technology. 1992. - Vol. 25. -PP.1-10.

89. Hanaki K., Tomonori M., Michihiko N. Mechanism in ingibition caused by long-chain fatty acids in anaerobic digestion process // Biotechnology and Bioengineering 1981. - Vol.23. - №7. - PP. 1591 -1610.

90. Hanaki K., Hirunmasuwan S., Matsuo T. Protection of methanogenic bacteria from low pH and toxic materials by immobilization using polyvinyl alcohol // Water research. 1994. - Vol.28. - PP.877-885.

91. Hansen K.H., Angelidaki I., Ahring B.K. Anaerobic digestion of swine manure: inhibition by ammonia // Water research. 1998. - Vol.32. - PP.512.

92. Hashimoto A.G., Chen Y.R. , Varel V.H. Theoretical aspect of anaerobic fermentation. Michigan, 1981 - 86P.

93. Hawkes D. L. Factors affecting net energy production from mesophilic digestion / In Anaerobic DigestionLondon, England: Applied Science Publishers, 1979. -PP.131-150.

94. Henze M., Harremoes P. Anaerobic treatment of waste water in fixed film reactors: a review // Water Science and Technology 1983. - Vol.15. -PP. 1-90.

95. Hobson P.N., Wheatley A.D. Anaerobic Digestion: Modern theory and practice. London, New York : Elsevier appl. science, 1993. - 269P.

96. Hudson J.A., Bruce A.M., Oliver B.T., Auty D. Operating experiences of sludge disinfection and stabilisation at Colburn Sewage Treatment Works, Yorkshire // Institution of Water and Environmental Management. 1988. -Vol.2. Issue.4. - PP. 429-241.

97. Jenangi L., Harris P. (as supervisor). Producing methane gas from effluent // Diploma in Agricultural Production, Department of Agronmy and Farming, Adelaide Universityhttp://www.ees.adelaide.edu.au/phams/biogas/project.pdf

98. Jewell W. J., Kabrick R. M. et al. Earthen-Supported Plug Flow Reactor for Dairy Applications // Methane Technology for Agriculture Conference, Ithaca, New York, Northeast Regional Agricultural Engineering Service, 1981 -PP.178-207.

99. Jonas J., Petrikova V. Vyuziti exkrementu hospodarskych zvirat / Statni zemedelske nakladatelstvi (In Polish). Praha, 1988. 188P.

100. Kalogo Y., Seka A.M., Verstraete W. Enhancing the startup of a UASB reactor treating domestic wastewater by adding a water extract of Moringa oleifera seeds // Applied Microbiology and Biotechnology. 2001. Vol.55. -PP.651-664.

101. Kidson R.J., Ray D.L. Pasteurisation by submerged combustion together with anaerobic digestion / In Sewage Sludge Stabilisation and Disinfection, editors: Bruce A.M., Horwood E. Chichester, 1984. - PP. 399-408.

102. Kotsyurbenko O.R., Nozhevnikova A.N. // Proceeding in 6th International Symposium on Anaerobic Digestion. Sao-Paolo (Brasil), 1991.

103. Lapp H.M., Schulte D.D. et al. Methane Production from Animal Wastes. Fundamental Considerations //Canadian Agricultural Engineering. 1975. -Vol.17. Issue.2.-PP. 97-102.

104. Lens P., de Beer D., Cronenberg C. et al. The use of microsensors to determine distributions in UASB aggregates // Water Science and Technology 1995. - Vol.31. - PP.273-280.

105. Lettinga G., van Velsen A.F.M., Hobma S.W. et al. Use of the upflow sludge blanket (USB) reactor concept for biological waste water treatmentespecially for anaerobic treatment // Biotechnology and Bioengineering -1980.-Vol.22.-PP.699-734.

106. Liu Y., Xu H.-L., Yang S.-F., Tay J.-H. Mechanisms and models for anaerobic granulation in upflow anaerobic sludge blanket reactor // Water Research. 2003. - Vol.37. - PP.661-673.

107. Lung K.M., Klasson K., Gaddy J. Kinetics of growth and hydrogen uptake by methanobacterium formicicum // Biotehnology. 1990. - Vol.12. - №11. -PP.857-860.

108. MacLeod F.A., Guiot S.R., Costerton J.W. Layered structure of bacterial aggregates produced in an upflow anaerobic sludge bed and filter reactor // Applied and Environmental Microbiology. 1990. Vol.56. - PP. 1598-1607.

109. Marchaim U. Biogas Processes for Sustainable Development // Agricultural Services Bulletins, Rome, 1992. 238 P.

110. Mata-Alvarez J. Biomethanization of the organic fraction of municipal solid wastes // International Water Association publishing, 2003. 366P.

111. M0ller H.B., Raju C.S., Hartmann H. et al. Effects on anaerobic biodegradability from thermo-chemical pre-treatment of solid manure fractions // Proceedings in 4th International Symposium on Anaerobic Digestion of Solid Waste, 2005. PP. 151-156.

112. Mosey F.E., Hughes D.A. The toxicity of heavy metal ions to anaerobic digestion // Journal institute water pollution control. 1975. - Vol.1. - PP.324.

113. Mclnerney M.J. Anaerobic hydrolysis and fermentation of fats and proteins // Biology of anaerobic microorganisms. / Ed. Zehnder A. New-York: Welley and Sons Pabl. Inc . - 1988 - PP. 373-415.

114. Nicolellaa C., van Loosdrechtb M.C.M., ITeijnen J.J. Wastewater treatment with particulate biofilm reactors // Biotechnology. 2000. - Vol.80. - PP.l-33.

115. Noone G.P., Brade C.E. Anaerobic sludge digestion-need it be expensive. III. Integrated and low cost digestion // Water Pollution Control. 1985.

116. Vol.84. Issue.3. -PP. 309-328.

117. Noyola A, Mereno G. Granulation production from raw waste activated sludge // Water Science and Technology 1994. - Vol.30. - PP.339-346.

118. Nozhevnikova A.N., Parshina S.N., Nekrasova V.K., Kotsyurbenko O.R. // Proceeding in 6th International Symposium on Anaerobic Digestion. Sao-Paolo (Brasil), 1991.-P. 86.

119. O'Flaherty V., Lens P.N., de Beer D., Colleran E. Effect of feed composition and upflow velocity on aggregate characteristics in anaerobic upflow reactors // Applied Microbiology and Biotechnology. 1997. - Vol.47. - PP. 102-107.

120. Pains S.S., Loewenthal R.E., Dold P.L., Marais G.R. Hypothesis for pelletisation in upflow anaerobic sludge blanket reactor // South African Water Research Commission. 1987. - Vol.13. - PP.69-80.

121. Parkin, G.F., Speece, R.E., Yang, C.H.L., and Kocher, W.M. Response of methane fermentation systems to industrial toxicants // Water Pollution Control Federation. 1983. - Vol.55. Issue. 1. - PP.44-53.

122. Prescott LM, Harley JP, Klein DA. Microbiology. New York: McGraw-Hill, 1999. - 1056P.

123. Pricsmann J., Petersen J., Frenken A., Schmitz W. Stickstoffverluste aus Geflugelkot bei verschiedenen Haltungssystemen. // Archiv fur Geflugelkunde. 1991. - Vol.55, №3. - SS.47-104.

124. Richard T. The Effect of Lignin on Biodegradability. 2000. -http://www.bulkmsm.eom/research/msm/page30.htm#2

125. Rundle IT., Whyley J. Comparison of gas recirculation of systems for mixing in anaerobic digestion // Water Pollution Control. 1981. - Vol.80. Issue.4. -PP.463-480.

126. Safley L.M., Westerman P.W. Performance of a low temperature lagoon digester // Bioresource Technology. 1990. - Vol.241. - PP. 167-175.

127. Safley L.M., Westerman P.W. Psychrophilic anaerobic digestion of animal manure: Proposed design methodology // Biological Wastes. 1990. -Vol.34. -PP.133-148.

128. Sam-Soon P.A., Looewenthal R.E., Dold P.L., Marais D.V.R. Peptization in upflow anaerobic sludge bed reactors // Anaerobic digestion/ Editors: Hall E.R, Hobson P.N. Oxford, UK: Pergamon Press, 1988. - PP. 55-60.

129. Sanchez J.M., Arijo S., Munoz M.A. et al. Microbial colonization of different support materials used to enhance the methanogenic process // Applied Microbiology and Biotechnology. 1994. - Vol.41. -PP.480-486.

130. Schmidt JE, Ahring BK. Extracellular polymers in granular sludge from different upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors // Applied Microbiology and Biotechnology. 1994. - Vol.42. - PP.457-462.

131. Schmidt J.E., Ahring B.K. Effects of magnesium on thermophilic acetate-degrading granules in upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor // Enzyme and Microbial Technology. 1993. - Vol.15. -PP.304-310.

132. Schulz H., Eder B. Biogas Praxis. Okobuch Verlag, Staufen, Germany, 2001 - 180S.

133. Sekiguchi Y., Kamagata Y., Syutsubo K. et al. Diversity of mesophilic and thermophilic granular sludge determined by 16S rRNA gene analysis // Microbiology. 1998. - Vol.22. - PP.2655-2665.

134. Shapiro J.A. Thing about bacterial populations as multi-cellular organisms // Annual Review of Microbiology. 1998. - Vol.52. - PP.81-104.

135. Shen C.F., Kosaric N., Blaszczyk R. The effect of selected heavy metals (Ni, Co and Fe) on anerobic granules and their extracellular polymeric substance (EPS) // Water research. 1993. - Vol.27. - PP.25-33.

136. Shin H. S., Han S. K., Y. C. Song, C. Y. Lee. Performance of UASB reactor treating leachate from acidogenic fermenter in the two-phase anaerobic digestion of food waste// Water Research. 2001. - Vol. 35, №14. - PP. 3441-3447.

137. Sobotka M., Votruba J., Havlik I., Minkevich I.G. The mass energy balance of anaerobic methane production // Folia microbial. 1983. - Vol.28. - PP. 195-204.

138. Stout B.A. Biomass energy profiles Rome, Italy: Food and Agricultural Organization, 1983,- 132PP.

139. Stronach S.M., Rudd T., Lester J.N. Anaerobic Digestion Processes in Industrial Waste Treatment Springer-Verlag, Berlin, 1986. - 184 PP.

140. Summers R., Hobson P.N., Harries C., Feilden N.E.H. Anaerobic digestion on a large pig unit // Process Biochemistry. 1984. - Vol.19. - PP.77-78.

141. Swanwick J.D., Shurben D.G., Jackson S. A survey of the performance ofsewage sludge digestion in Great Britain // Water Pollution Control Federation. 1969. - Vol.68.Issue.6. - PP.639-661.

142. Tagawa T., Syutsubo K., Sekiguchil Y. et al. Quantification of methanogen cell density in anaerobic granular sludge consortia by fluorescence in-situ hybridization // Water Science and Technology 2000. - Vol.42. - PP.77-82.

143. Tanaka K., Dazai M., Takahara Y. Methane fermentation of acetic acid by mesephilic and thermophilic enrichment cultures // Report of Fermentation Research Institute. 1984. - Vol.1. - PP. 67-75.

144. TayJ.H., Xu H.L., Teo K.C. Molecular mechanism of granulation. I:H+ translocation-dehydration theory // Environmental Engineering. 2000. -Vol.126.-PP.403-410.

145. Teo K.C., Xu H.L., Tay J.H. Molecular mechanism of granulation. Part II: proton translocating activity // Environmental Engineering. 2000. -Vol.126.-PP. 411-418.

146. Thiele J.H., Wu W.M., Jain M.K., Zeikus J.G. Ecoengineering high rate biomathanation system: design of improved syntrophic biomathanation catalysis // Biotechnology and Bioengineering 1990. - Vol.35. - PP.990999.

147. Tilche A., Vieira S.M.M. Reactor design of anaerobic filters // Water Science and Technology. 1991. Vol.24. Issue.8. - PP. 193-206.

148. Togna M.T., Kazumi J.A., Sabine K.V., Young I.Y. Effect of sediment toxicity on anaerobic microbial metabolism // Environmental Toxicology and Chemistry. 2001. - Vol.20, Issue. 11. - PP. 2406-2410.

149. Uyanik S., Sallis P.J., Anderson G.K. The effect of polymer addition on granulation in an anaerobic baffled reactor (ABR) // Water Research. 2002. - Vol.36.-PP.933-943.

150. Varel V. H., Isaacson H. R. and Bryant M. P. Thermophilic Methane Production from Cattle Waste // Applied and Environmental Microbiology. -1977. Vol.33, №2, - PP. 298-307 (http://www.pubmedcentral.gov/picrender.fcgi?artid=l 70681 &blobtype=pdf)

151. Veeken A.H.M., Kalyuzhnyi S., Schärft H., Hamelers B. Effect of pH and VFA on hydrolysis of organic solid waste // Environmental Engineering. -2000.-Vol.126.-PP.1076-1081.

152. Vieitez E.R., Ghosh S. Biogasifification of solid waste by two-phase anaerobic fermentation // Biomass and Bioenergy. 1999. - Vol.16. -PP.299-309.

153. Wellinger A., Edelmann W., Favre R., Seiler B., Woschitz D. Biogashandbuch. Wirz Verlag, Aarau, 1990. - 200 S.

154. Wellinger A. Process design of agricultural digesters. Ettenhausen, Switzerland.: Nova Energie GmbH. 28 PP.

155. Wellinger A. Process parameters affectin methane production in mesophilic farm digesters // Process Biochemistry. 1985. - Oktober. -PP.131-137.

156. Wiegant W.M. The Spaghetti theory on anaerobic granular sludge fermentation or the inevitability of granulation // Proceeding of the Granular Anaerobic Sludge. Wageningen, 1998. PP. 146-152.

157. Wise D.L., Angenstein D.C. Biomethanation.// Biotechnology and Bioengineering 1978. - Vol.20. - PP.1153-1172.

158. Wu W.M., Jain M.K., Zeikus J.G. Formation of fatty acid-degrading anaerobic granules by defined species // Applied and Environmental Microbiology. 1996. Vol.62. - PP. 2037-2044.

159. Yu H.Q., Fang H.H.P, Tay J.H. Enhanced sludge granulation in upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors by aluminum chloride // Chemosphere. 2001. - Vol.44. - PP.31-36.

160. Zinder S.H. Methanogenesis: Physiological ecology of methanogens. Ecology, physiology, biochemistry and genetics // Applied Environmental Microbiology. 1993. - Vol.47. - PP. 1343-1345.

161. Zita A., Hermansson M. Effects of ionic strength on bacterial adhesion and stability of floes in a wastewater activated sludge system // Applied Environmental Microbiology. 1994. - Vol.60. - PP.3041-3048.

Информация о работе

Корзникова, Мария Васильевна
кандидата биологических наук
Москва, 2006
ВАК 03.00.16

Диссертация

Стратегические аспекты устойчивого управления отходами животноводства и птицеводства в целях минимизации негативного воздействия на окружающую среду - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы