При виробництві біогазу потрібна оптимізація співвідношення С : N. Цей параметр коригують внесенням в утилізовану біомасу відходів з високим вмістом азоту, наприклад, курячого посліду або гною свиней.
Інтенсивність метаногенезу залежить від величини рН гною. При використанні дезинфікуючих препаратів, засобів, виготовлених на-основі лужних речовин, рН гною підвищується до 8,0—8,5. Є приклади, коли рН гною на свинарських комплексах було нижчим 7,0. При використанні в БГУ курячого посліду токсичність виникає внаслідок підвищеного вмісту в поживному середовищі аміаку. Оптимізації середовища досягають додаванням подрібненої біомаси з високим вмістом вуглецю. Кращою складовою для поліпшення співвідношення С : N є солома.
Оптимізація роботи БГУ включає і визначення джерел використання біогазу. Енергія біогазу може бути-використана як для утилізації гною та задоволення потреб тваринницького комплексу, так і з іншою метою. Графік підключення споживачів біогазу є важливою умовою оптимізації роботи БГУ. Найефективнішим є використання біогазу для виробництва електроенергії. Тепло, яке утворюється в процесі трансформації енергії біогазу в електричну, використовують для підтримання температурного режиму в біореакторі, для підігрівання води та інших потреб. Найбільш рентабельною вважається заміна мазуту на біогаз, оскільки добута з біогазу енергія приблизно на 30 % дешевша. Діоксид вуглецю, що міститься в біогазі, доцільно використовувати як консервант кормів і для підвищення ефективності фотосинтезу в теплицях. Зменшення вмісту вуглецю в шламі супроводжується зміною співвідношення С : N у бік зменшення. Наявність калію і фосфору надає шламу властивостей високоякісного добрива, в якому поживні речовини містяться в доступній для рослин формі і співвідношенні. Внесення в грунт шламу, який не має специфічного запаху, доцільне і з екологічної точки зору [16].
Надосадова рідина також не має неприємного запаху. У цій рідині вміст органічних речовин на 80 % менший, а її біологічна потреба в кисні на 80 % нижча, ніж до анаеробної ферментації. За санітарно-гігієнічними показниками надосадову рідину можна спустити в каналізаційну мережу чи водоймища, хоч це суперечить ідеї безвідхідного виробництва. Рентабельність виробництва біогазу підвищується, якщо надосадову рідину використовують як поживне середовище для вирощування гідробіонтів, які потім можна ввести в раціони сільськогосподарських тварин або використати їхню біомасу для виробництва біогазу. При цьому ще раз слід звернути увагу на великі втрати азоту при аеробному розкладанні біомаси. Так, з 37 кг азоту, що міститься в гної, після аеробної обробки його в грунт повертається лише 12—15 кг, тоді як при анаеробній ферментації в грунт надходить 36 кг (В. В. Алексеев, М.Я. Лямин, 1985) [9,5].
2. МАТЕРІАЛ І МЕТОДИКА ВИКОНАНОЇ РОБОТИ
Матеріалом для написання випускної роботи послужили дані взяті під час проходження виробничої практики в СТОВ „Пологівське” Васильківського району Київської області. Дані були зібрані із річних звітів в період з 2004 по 2006 роки.
На основі вихідних даних по господарству проведено теоретичні розрахунки параметрів біоконверсії гнойової біомаси методом анаеробного метанового зброджування. Розрахунки проводились за допомогою методичних вказівок кафедри Екології та біотехнології БНАУ.
Основні етапи проведення розрахунків:
· Визначення виходу гнойової біомаси на господарстві;
· Визначення параметрів БГУ за оптимізованих параметрів зброджуваної біомаси;
· Визначення рентабельності біогазового виробництва, враховуючи коефіцієнт виходу товарного біогазу;
· Визначення еквівалентних кількостей традиційних енергоносіїв, які вдасться зекономити впровадивши дану технологію
3.1 Характеристика господарства
Сільськогосподарське товариство з обмеженою відповідальністю “Пологівське” розташоване у Васильківському районі Київської області. Відстань від районного центру складає 41 км, від обласного центру міста Києва – 76 км.
Підприємство “Пологівське” розташоване у Лісостеповій зоні України для якої характерний помірнокліматичний клімат. Землі господарства однорідні, являють собою чорнозем з вмістом гумусу у верхньому шарі від 1,8 до 3,2 %.
Рельєф сільськогосподарських угідь в основному рівнинний, але є невеликі підвищення і яри. Ерозії ґрунтів не спостерігаються. Загальна вирівняність ґрунтів господарства дає змогу для механізованого обробіткусільськогосподарських угідь, посіву і збору урожаю, транспортуванню продукції.
Вегетаційний період розвитку сільськогосподарських культур розрахований на 180-200 днів. В цьому природнокліматичні умови зони сприяють вирощуванню на орних землях зернових та технічних культур. Середньорічна температура повітря складає +5,6оС, максимальна становить +35,8оС, мінімальна - 29,5оС, середньорічна кількість опадів 495 мм.
Вітри переважно західні та північно-західні. Відносна вологість повітря становить 60-65%.
В СТОВ “Пологівське” одна автотранспортна дільниця. На території молочно-товарної ферми розташована конюшня. Площа ріллі становить 2180,4 га.
Структура посівних площ, урожайність сільськогосподарських культур та рівень виробництва кормів приведено в таблиці 3.
Таблиця 3.
Структура посівних площ, урожайність сільськогосподарських культур
| Культури і їх групи | 2004 р. | 2005 р. | 2006 р. | Відношення 2006 до2004 р.р., % | |||||||
| площа, га | структура, % | урожайність, ц/га | площа, га | структура, % | урожайність, ц/га | площа, га | структура, % | урожайність, ц/га | площа, га | урожайність, ц/га | |
| Зернові і зернобобові:- озимі зернові- ярі зернові- зернобобові- цукровий буряк- соняшник на зерно- картопля- овочі відкритого грунту- кормові коре неплодиБагаторічні трави:- на сіно- на зел. кормОднорічні трави- на сіно- на зел.корм- кукурудза на силос і зелений кормВсього ріллі | 92550027515012080510-24024024020-203201720 | 53,829,1168,774,70,30,6 -14--1,2 - -18,4100 | 36,239,231,834,1249,720,3841,636,3--36,7505--588287,9- | 9205002701502501005815258258258184-1842702010 | 45,824,913,47,512,450,250,40,7512,8--9,2-13,4100 | 43,056,926,526,331,811,853,229,7195,2-42,2261,5--152331,1- | 935500285150200100315541381381383273273273682140 | 43,723,413,379,34,70,140,72,526,44--15,3--17,2100 | 23,327,819,718,7448,25,71029,6249,8-15,5 322,5--86,1238 - | 101,1100103,610016712560150-57,5--163,5-163,5115- | 64,470,961,954,8179,5282481,5--42,263,9--14,682,7 - |
Із структури посівних площ господарства бачимо, що найбільшу питому вагу в площі посівів займають зернові культури, яка складає 43,7%, кормові культури 41,48%. Із зернових культур найбільш вирощується озимих зернових, але їх площа за останні три роки не змінилася і становить 100% від 2004 року.
З кормових культур найбільше висівають кукурудзу на силос і зелений корм, що становить відповідно 17,2%.
Аналізуючи урожайність культур, необхідно відзначити, що в 2003 році знизилась урожайність всіх культур за винятком цукрового буряка. Особливо знизилася урожайність соняшнику та картоплі, яка у 2004 році складала за соняшником 20,38 ц/га, а у 2006 році 5,7 ц/га та за картоплею 41,6 ц/га і 10 ц/га відповідно. Площа ріллі збільшилася на 420 га і складає 2140 га.
Наявність поголів’я тварин і виробництво продукції показано в таблиці 4.
Таблиця 4.
Наявність поголів’я тварин, продуктивність та виробництво продукції
| Показники | 2004 р. | 2005 р. | 2006 р. | Відношення 2006 до 2004 р.р., % |
| Велика рогата худоба, гол. в т.ч. корови, гол.Надій на корову, кгВихід телят на 100 корівСвиней, гол. в т.ч. основних свиноматок, гол.відгодівельний молодняк, гол.Одержано пор. від одної свиноматки, гол.Середній добовий приріст: - свиней, гол. - ВРХ, гол.Виробництво м’яса, цВиробництво молока, ц | 1325550347088,634711313116,32524061472082 | 1347600421586,13658021917,628753411225290 | 1410600520094,2339607912,126336012231200 | 106,4109,115010697,753,160,374,210488,783137,4 |
Дані таблиці 2 свідчать про те, що в 2006 році поголів’я ВРХ збільшилось на 6,4 %, поголів’я корів збільшилось на 9,1%. Помітно підвищився надій на середньорічну корову і склав у 2006 році 5200 кг молока, що на 50% більше ніж у 2004 році. Середньодобові прирости ВРХ в 2006 році склали 360 г., що є низьким показником і він на 11,3 % нижчий за показником 2004 року. Зріс вихід телят на 100 корів і становив у 2006 році 94,2 гол.
Аналізуючи галузь свинарства слід відмітити збільшення поголів’я на 15% за останні 3 роки, але знизився на 25,8% вихід поросят від однієї свтноматки.
Валове виробництво молока зросло на 37,4% за рахунок підвищення молочної продуктивності корів.
Динаміка собівартості і затрат праці на основні види продукції показана у таблиці 5.
Таблиця 5.
Динаміка собівартості і затрат праці на основні види продукції
| Показники | 2004 р. | 2005 р. | 2006 р. | Відношення2006/2004, % | ||||
| собівартість | затрати,люд.-год | собівартість | затрати,люд.-год | собівартість | затрати,люд.-год | собівартість | затрати,люд.-год | |
| МолокоПриріст:ВРХСвинейЗерноЦукрові бурякиКукурудза на силосБагаторічні травина сінона зел. кормОднорідні травина сінона зел. корм | 67,96263,4559,59,532478,96,453,3-5,4 | 25,1853,5335,58111,228,63,213,8-2,4 | 64,82112,1540,32,67549,844,19,236,5-11 | 19,420,133,34,5486,127,83,816,1-2,2 | 52,73120,4367,83,12556,371,32,523,5-17 | 18,3143,528,54,62107,530,13,914,2-2,4 | 77,645,765,73,28172903944-315 | 72,781,386,48,2896,7105121,9103-100 |
Собівартість продукції знаходиться в прямій залежності від розмірів затрат праці і в оберненій залежності від урожайності сільськогосподарських культур і продуктивності праці.