Екологічне землеробство (стр. 9 из 16)

Основними джерелами виділення забруднюючих речовин в атмосферу на підприємстві є котлоагрегати.

За певних умов складається локальне збільшення забруднення приземного шару атмосфери в зонах, вилучених на значні відстані в результаті наддалеких переносів викидів. У продуктах згоряння органічного палива пріоритетними забруднювачами атмосферного повітря є оксиди сірки, азоту, вуглецю, п'ятиокись ванадію, тверді частки – пил неорганічна зі змістом Si2 – 20-70%.

Так викиди складають:

- оксидів азоту 27 719,3 т/рік;

- діоксида сірки 206 001 т/рік;

- пилу неорганічної зі вмістом Si2 – 20-70% 186 819,1 т/рік.

Внаслідок цього аналіз показав, що концентрація викидів забруднюючих речовин в атмосферу після котельні складає:

NOX – 200 мг/нм3;

SO2 – 200 мг/нм3;

CO – 250 мг/нм3.

Котельня даного підприємства працює на твердому паливі (буре вугілля).

Зниження концентрації викидів CO в атмосферу можливо:

- при збільшенні температури в топці, що неминуче веде до збільшення концентрації викидів NOX й SO2 з додатковим споживанням вапняку;

- за рахунок подачі додаткового повітря, що у свою чергу веде до додаткової витрати палива (збільшенню потоку золи й збільшенню концентрації СО).

Пропонуємо заміну котельні на твердому паливі за рахунок технології установки утворення біогазу, оскільки значення концентрації викидів СО в атмосферу є компромісним рішенням, тому що при цьому значення концентрації викидів NOX й SO2 є мінімальними.

На території екологічної ферми відбувається накопичення відходів деревини, соломи та інших відходів органічного походження. На сьогодні світовим лідером з використання соломи в енергетичних цілях є Данія, де знаходиться в експлуатації біля 8000 фермерських установок, потужністю 0,1 — 1,0 МВТ, які споживають за рік 390 тис. т соломи і виробляють 5,6 ПДЖ енергії. Крім цього, в Данії експлуатується 62 теплових і 9 теплоелектричних станцій, які споживають 540 тис. т соломи щорічно. З метою отримання теплової енергії солому в Європі використовують Австрія , Швеція, Фінляндія, Франція, Чехія та інші країни.

Особливу увагу слід звернути на вибір технології й обладнання для переробки біомаси, які визначають величину капітальних витрат. Мінімізація цих витрат можлива при модернізації існуючих на підприємствах енергоагрегатів заміною конструкції топки і відповідних газоочисних споруд. Подібний підхід реалізований у вітчизняній практиці на котлах ДКВР.

Розвиток технологій та технічних засобів виробництва біогазу спрямований на комплексне вирішення проблем альтернативного енергозабезпечення екологічних ферм, виробництва високоякісних органічних добрив для утилізації органічних відходів при зниженні рівня емісій шкідливих речовин в оточуюче середовище. Розроблено та реалізовано концепцію технічного і технологічного вирішення проблеми сумісного використання органічних добрив та рослинної біомаси в біогазових реакторах.

Нове устаткування дозволяє отримувати високоякісний біогаз з органічних добрив із використанням зеленої маси таких відновлюваних енергетичних ресурсів, як силосна кукурудза, багаторічні трави, кормові буряки та гичка цукрових буряків. На нових екологічних фермах сучасним є спеціальний блок, що займається біоенергетикою. Це елемент, що дозволяє використати біогаз для енергозабезпечення потреб ферми, екологічно безпечно утилізувати органічні залишки і забезпечити кормовиробництво високоефективними твердими та рідкими біодобривами тощо.

Технологічний процес розпочинається в первинній місткості, де рідкі і тверді органічні добрива перемішуються до однорідної маси і подаються в реактор за допомогою помпи. Якщо суміш достатньо рідка, то від первинної місткості можна відмовитись, подаючи сировину безпосередньо в реактор. Це стає можливим при застосуванні суміші з сінажу кормових буряків. Бродіння проходить в реакторі, в якому підтримується постійна температура 35-45°С, при якій бактерії працюють найефективніше. З реактора суміш самопливом перетікає в місткість-сховище, де завершується бродіння. Це технологічна схема біогазової установки сховище — поточного типу.

Під час бродіння в реакторі до бродильної суміші постійно додається свіжа суміш, яка і витісняє перероблену в іншу місткість. За допомогою механічних змішувачів процес бродіння в реакторі розподіляється рівномірно за об’ємом. Бродильна суміш залишається в реакторі стільки часу, скільки це біологічно необхідно для розкладання органічних речовин бактеріями. При оптимальних умовах органічні речовини розкладаються на 90...95% за 35-45 діб. Особливу увагу необхідно звертати на однорідність бродильної суміші. В реакторі бактерії повинні бути постійно забезпечені органічними речовинами, що потребує постійної подачі однорідної органічної суміші в реактор.

У сховищі перероблена суміш зберігається до весни як високоцінне біодобриво.

Біогаз має в своєму складі незначну кількість сірки, яка впливає на довговічність агрегатів установки. Для виділення сірки з біогазу на поверхню бродильної суміші в реакторі за допомогою невеликого компресору задувається свіже повітря. Це призводить до того, що спеціальні мікроорганізми перетворюють газоподібну сірку в твердий стан, після чого вона стає цінною складовою органічних добрив. Біогаз зберігається в гумовому сховищі з об’ємом добового виробітку. В силовій установці (двигун внутрішнього згорання + генератор) газ перетворюється в електричний струм і тепло. З енергії біогазу утворюється 30...35% електричного струму і 70...65% теплової енергії з загальним ККД 85...90%.

Використання альтернативних джерел енергії в сільській місцевості дозволяє істотно здешевіти процес агропромислового виробництва. Дане проектування доцільно поєднати із запропонованою технологією утилізації відходів при застосуванні вермикомпосту в землеробстві.

4.2 Утилізація відходів сільськогосподарського виробництва

На даному підприємстві існує така проблема, як накопичення твердих та органічних відходів. Інтенсифікація вирощування різко підсилила відходність сільського господарства .Тому виділяємо три види відходів на даному підприємстві такі як:

залишкова кількість твердих відходів;

залишкова кількість пестицидів;

гній та стічні води;

З урожаєм з фермерських угідь вивозиться щорічно біогенні елементи. Загальне їх винесення з агро екосистеми приблизно становить 108 тонн мінеральних речовин або 400-600 кг/га зольних речовин і азоту. Необхідно внести корективи і пропозиції, щодо екологічного землеробства на даному об’єкті, оскільки традиційне сільське господарство має прості пріоритети: максимальний врожай за найменших витрат праці й повного ігнорування можливої деградації природного середовища.

Для утилізації твердих відходів на території підприємства розміщений полігон. Це є природоохоронна споруда, яка призначена для централізованого збору, накопичення, знезараження, захоронення токсичних і побутових відходів. Кількість і потужність полігону визначається з техніко-економічного розрахунку і інших питань, пов’язаних з особливостями регіонів, підприємств, населених пунктів тощо. Планування розміщення даного полігону враховує всі місцеві умови; будівництво спостережувальних свердловин, наявність спеціального транспорту для перевезення; заключення договорів на переробку особливо небезпечних відходів; завод зі знешкодження відходів; комплексу інженерного забезпечення діяльності полігону (дороги, будівлі, санітарні зони навколо полігону, зелені насадження; враховані правила та умови при розміщенні полігону). Опис розташування полігону:

на ділянці, що виключає забруднення НПС;

з підвітряного боку;

на землях не сільськогосподарського призначення;

нижче місць водозабору питної води;

Відбувається захоронення відходів, яке здійснюється у відповідності з їх класом небезпеки (в контейнерах, спеціальних котлованах) з врахуванням їх можливої взаємодії, якщо вони розміщені в одній карті. Передбачається ізоляція карт глинистим грунтом як знизу, так і при необхідності між картами. На підприємстві утворюються такі види твердих відходів: відходи деревини, відходи смоли, яка містить формальдегід та інші.

Відходи накопичуються у приміщенні на території підприємства, і розміщуються на спеціально обладнаному полігоні.

Даний полігон запроектований на 20 років, після чого складування відходів буде припинено, а ділянка що була відведена під полігон засіяна багаторічними травами. Ділянка складається з промислової і допоміжної зони, відстань між будівлями цих зон не менше 25м.

Умовні позначення:

1. підїздна дорога

2. господарська зона

3. нагірний канал

4. забор

5. зелена зона

6. грунт для ізоляціі

7. площадка складування відходів

8. спостережувальні свердловини

9. 1, 2, 3 черги експлуатаціі

Рис 12. Схема горизонтального планування полігону

Умовні позначення:

1. лісозахистна смуга

2. ізолюючий шар

3. відходи

4. покривний шар

5. глина

Рис 13. Схематичний розріз полігону для захоронення побутових відходів

Щодо відходів рослинного походження, на даній території екологічне землеробство розвинуте, то виникає необхідність відновлення родючості цих грунтів, підтримувати умови живлення цих рослин, підтримувати стабільність врожаю у кількісному та якісному складі поживними речовинами.