ЕРМ на фарми

1. ЕРМ на фарми

2. Последњих деценија су кроз међународне конференције и састанке донети обавезујући акти и прописи којих морају да се придржавају земље потписнице донетих протокола као и земље које нису потписнице али под посредством ОУН морају да се придржавају усвојених законских аката и прописа. - Пројекат за смањење загађивања Дунава (ДРЕПР- “Serbia Danube River Enterprise Pollution Reduction Project”) у који су укључене све земље дунавског басена. Циљ је да се смањи загађење водотокова Дунава и његових притока, посебно са сточних фарми свиња и говеда.

3. Циљ је, да се сав отпадни материјал са фарми, без обзира да ли је биљног, животињског или антропогеног порекла, посредством ЕРМ укључи у природни циклус кружења материје при чему се не нарушава природна равнотежа екосистема а полутанти су на таквом нивоу концентрације да се природа може одржати здрава, процесом самопречишћавања.

4. Историјат прераде „ црних вода “ • 1000 г.п.н.е. у Сирији. • Једноставни дигестори масовно су грађени у Кини, Индији и Бразилу где се биогас користио за грејање и кување у сеоским домаћинствима, а преостале отпадне воде за заливање обрадивих површина. • Први модеран биодигестор је пуштен у рад 1895. у Бомбају • 1895.г. биогас осветљаваи енглески градић Еxетер • У Шведском граду Вастерасу 2005. године фабрика “Вакстрафт“ производи биогас који су користили градски аутобуси и камиони за одношење смећа, производњу топлотне енергије акомпост су користили локални фармери. Шведска рачуна да ће за наредних 20-30 г. Престати да увози фосилно гориво.

5. Словенија је прва од некадашњих република бивше СФРЈ применила отпад са фарми за добијање електричне енергије. На пољопривредном добру „Панвита“ из Мурске Соботе налази се биоелектрана „Екотех“која производи струју за потребе 2000 домаћинстава

6. Код нас су решења за отпадне воде са фарми углавном нађена у отпуштању у најближе реципијенте: канале, реке, природне и вештачке депресије или неконтролисано расипање по околном земљишту. Најчешћи водопријемници у Војводини су Дунав и Тиса.

7. Отпадсафарме - Извори енергије добијене обрадом отпада са фарми могу се класификовати по агрегатном стању на чврста, течна и гасовита. - Гасовита горива су постала веома атрактивна због цене и малог утицаја на животну средину, што у првом реду зависи од начина добијања. • Биогасје врста биогорива које се добија анаеробном разградањом – ферментацијом ђубрива са сточних фарми или неке друге биомасе. • Услови за добијање биогаса су pH 6,5-7,5 , температура 32-35°C и присуство анаеробних бактерија. - Калорична вредност биогасаје 7 kW/m3 или 2kWh електричне енергије што га чини економски исплативим у односу на друга фосилна горива.

8. Отпадсафарме • Отпад који потиче са фарми – ђубриво, може бити течног и чврстог агрегатног стања. У зависности од тога како се гаји домаћа животиња, на простирци или без ње, јављају се нуспроизводи: чврсти стајњак и осока (течни стајњак).

9. Чврсти стајњак представља мешавину фекалија, мокраће и простирке. Течни стајњак се састоји од фекалија, мокраће, воде која се користи за прање, остатака хране итд. Састав отпада зависи од врсте животиња, исхране, простирке као и количине воде која се користи за прање.

10. Једна савремена фарма за узгој крупних животиња без простирки имала би само као отпад осоку. • До сада је уобичајени поступак одлагања отпада са фарми био ђубрење земљишта али на тај начин се користи само незнатни део у односу на укупну количину. • Данас се у свету осока употребљава за производњу биогаса у дигесторима.

11. Дигестори • Граде се од бетона, челичног лима или пластике • Садрже грејач и мешалице које периодично мешају масу да би се убрзао процес стварања биогаса. • Постоје два основна типа дигестора: периодични и континуални. • 1. Код периодичног дигестора након 20 дана у току којих се врши разлагање под дејством микроорганизама издваја се метан и вади ђубриво из дигестора и у њега се убацује нови стајњак и започиње нови процес. • 2. Код континуалног поступка стално се додаје нова количина ђубрива тако да се процес не прекида.

12. Процес ферментације ђубрива одвија се у три фазе: 1. ступањ (хидролиза) – органска материја се разлаже на органске киселине, алкохоле, угљен-диоксид и амонијак CH3COOH→CH3CH2OH+ H2O 2. ступањ (формирањекиселина) – у овој фази се добијени производи из првог ступња преводе у органске киселине, водоник и угљен-диоксид. CH3CH2OH → CH3COOH + CO2 + H2 3.ступањ (метаногенеза) – у току ове фазе делују две врсте бактерија, једна претвара водоник и угљен-диоксид у метан, а друга претвара ацетате у метан и бикарбонате. CO2 + 4H2→CH4+ 2H2O [H]

13. Шема савремене фарме

14. Из штала се осока заједно са „црним водама“ упушта у дигестор и биогас се одводи у спремиште а одатле у генератор струје и топлоте • -„Сиве воде“ се могу директно упуштати у ЕП • Пре уласка у дигестор налази се разводник у случају ексцесних ситуација, када се садржај усмерава ка ћелији (10) из које би се могла вратити осока у дигестор. • Из ћелије 10 је двосмерно кретање како би се могао усмерити вишак осоке у пролећном и јесењем периоду. • У ћелију 11 се упушта осока из дигестора на даљу обраду.

16. Пречишћавање отпадних вода са фарме • Ћелије су распоређене од севера према југу због благонагнутог терена. Испитивање текстуре земљишта показало је да је земља сувише порозна и поред сабијања, те је неопходно користити подлогу од синтетичке наборане гуме. • Као супстрат користи се хумус, шљунак и песак. Хумус би фарма сама произвела годину дана пре стартовања ЕП, тако да би у првом циклусу већ имала два легла калифорнијских глиста.

17. Пресек ћелије

18. Приобални појас је покривен травом и са стазама око ћелија. Улазни системи су од ПВЦ (пречника већег од 25 цм са регулационим вентилом). Излазне системе чине уставе. Читав комплекс је ограђен живом оградом и ветрозаштитним појасом. Око ћелија се налазе електрични чувари (и звучни) да не би долазиле животиње на појило и одроњавале и подкопавале приобални део.

19. Обрада муља може да се врши додавањем глиста. • Након 90 дана врши се удвајање легла које може да се даље користи за разградњу или износи на тржиште. Глисте могу да се користе и за исхрану живине, рибе или да се осуше, самељу и користе као додатак сточној храни. • Уместо глиста могу се додати ларве мува. Ову технологију је започео институт Руске Академије Наука. • Данас је фарма мува у Београду једина у свету која од животињског измета прави органско ђубриво.

20. Компанија „Алтамед“ јевласник патента и постројења за прераду органског отпада. Нарочито се показала ефикасна код кокошијег и свињског измета(где није могуће користити калифорнијске глисте). Поступак траје 7 дана. Ларве мува повећавају своју масу и до 300 пута у односу на јајашца и чине биомасу богату протеинима и масним киселинама која се користе као конпоненте за сточну храну, замењују увозно рибље брашно или коштано месно брашно. Са оваквом применом и овим начином се елиминише опасност од салмонеле или болести лудихкрава

21. ЧВРСТО ЂУБРИВО Фарма која користи сламу као простируку може користити ђубриво на два начина; 1. Након депоновања складишти се у гомиле висине до 3м у посебно грађене просторе од бетона где се након сазревања (6-8 месеци) употребљава као ђубриво. Овај начин има један недостатак, услед дејства аеробних и анаеробних бактерија један део гасова (CO2, CH4a нарочитоазот) одлази у атмосферу и појачава ефекат стаклене баште.

22. ЧВРСТО ЂУБРИВО • 2. начин- Mешањем са осоком третира се по шеми 1 само што се сада производи већа количина хумуса, чијим изношењем на тржиште би се повећао економски ефекат фарме.

23. Код нас се тек сада почело на неколико огледних фарми да експлоатише овај начин искоришћавања биоотпада. Фарме које се ослањају на сопствене енергетске изворе могу обављати производњу без прекида. Ако постоји могућност (близина реке, језера или потока) може се формирати рибњак који би користио глисте и уз мањи додатак хране омогућио додатни приход. Могу се подићи пластеници у којима би могле да се узгајају све повртарске културе, у току целе године, јер се у близини налазе сви предуслови за њихов континуинални рад.

25. Фарма поседује 1000 крава и 875 телади и јунади. Краве дају 53 l/dan осоке, телад 7 l/dan. • Да би се добио 1m3 гаса потребно је 10-12 l течног стајњака. • При сагоревању 1m3 биогаса добија се енергија од 7 kW. • Краве дневно производе: 53l⋅1000=53.000l осоке • (53.000 l ⋅ 365)=19345000 dm3 годишње. • 19345000dm3 / 11 dm3 = 1.758.636 m3 биогаса • 1758636 m3⋅7 kW =12.310.454 kW = 12 310,5 MW

26. Телад дневно производе : • 7l⋅ 875 =(6125l ⋅365)=2235624dm3 осоке годишње • 2235624 dm3 /11 dm3= 203238 m3 биогаса • 203238 m3 ⋅ 7kW = 1422666 kW годишње • УКУПНО : V= 10790m3осоке годишње. • 13733120 kW = 13 733,12 MW

27. Ако је за један циклус разградње ђубрива под оптималним условима потребно 20 дана онда би годишње било потребно 365:20=18 • 18 циклуса и у једној етапи би се производило 10790:18=599m3 • Толика треба да буде и запремина дигестора.

28. Пошто је дигестор облика ваљка чија се запремина израчунава према формули V=r2 π⋅H добијају се следеће димензије : - полупречник дигестора је 5m а - висина 8m. Димензије ћелија 40m ⋅0,8m ⋅20m= 640m3 Димензије базена за пречишћену воде према шеми 1 ; 40m ⋅1,5m ⋅20m =1200 м3 Димензије ЕП 200m ⋅ 80m=16.000m2

29. Решавањем отпада са фарми не само да се решава енергетско питање већ и велики еколошки проблем. На оваквим фармама постоје идеални услови за кружни ток –циклус затвореног типа производње.