Ефективність використання дигестату біогазових установок

Authors

  • В. М. Поліщук Національний університет біоресурсів і природокористування України
  • Д. А. Дерев’янко Поліський національний університет
  • С. А. Шворов Національний університет біоресурсів і природокористування України
  • Є.О. Дворник Національний університет біоресурсів і природокористування України
  • Т. С. Давиденко Національний університет біоресурсів і природокористування України

DOI:

https://doi.org/10.31548/machenergy2020.04.107

Keywords:

дигестат, рідка фракція, тверда фракція, біогаз, біогазова установка, косубстрат, субстрат, гній ВРХ, термін окупності, економічна ефективність.

Abstract

Встановлено, що дигестат біогазових установок є цінним органічним добривом, яке швидко засвоюється рослинами, містить комплекс необхідних для росту рослин макро- та мікроелементів, має високий вміст легкодоступного азоту для рослин, має рівень рН, близький до нейтрального, та не містить життєздатного насіння бурʼянів та патогенної мікрофлори. Вносити необроблений дигестат в грунт технічно складно, тому його попередньо розділяють на тверду і рідку фракції на сепараторах. Великою проблемою комерційного використання дигустату в Україні є відсутність його стандартизації. При внесенні дигестату на власні поля компанії, якій належить біогазова установка, стандартизація його якості не є критичною. Однак відсутність стандарту на дигестат як високоякісне органічне добриво суттєво обмежує його використання. Проведене визначення потреб в дигестаті для відновлення родючості грунту і підживлення сільськогосподарських культур в і із стадом 1000 голів ВРХ (500 голів дійних корів і 500 голів молодняку і нетелів) і з площею ріллі 1800 га. Встановлено, до для комерційного використання після внесення на поля залишається лише одна тонна дигестату, прибуток від продажу якої суттєво не впливає на рентабельність біогазового виробництва. Термін окупності біогазової установки при цьому становить 6,4 роки і залежить від собівартості виробництва біогазу. При комерційному використанні всього виробленого за рік дигестату термін окупності біогазової установки знижується до одного року і нижче  і не залежить від собівартості виробництва біогазу, а вплив "зеленого" тарифу на термін окупності біогазової установки нівелюється.

References

Polishchuk V. M., Shvorov S. A., Derevianko D. A., Davydenko T. S. (2020). Efficiency of producing biogas in agricultural enterprises. Machinery & Energetics. 11 (2), 21-27.

https://doi.org/10.31548/machenergy2020.02.021

Kucheruk P. What is a digestate? Materials from the site of the Bioenergy Association of Ukraine UABIO [Electronic resource]. URL: https://saf.org.ua/news/984/ (access date: 11.11.2020).

Mirel I., Isacu M., Bakos M. (2012). Harnessing the untapped renewable energy potential of the organic loads of urban wastewater. International Multidisciplinary Scientific GeoConference-SGEM. IV. 515-522. https://doi.org/10.1109/IEMBS.2011.6090487

Tambone F., Scaglia B., D'Imporzano G., Schievano A., Orzi V., Salati S., Adani F. (2010). Assessing amendment and fertilizing properties of digestates from anaerobic digestion through a comparative study with digested sludge and compost. Chemosphere. 81 (8). 577-583.

https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2010.08.034

Baader V., Done E., Brennderfer M. (1982). Biogas: theory and practice. Moscow. Kolos, 148.

Use of biomass for energy needs in agriculture. Biogas technologies (2008). Research: UkrNDIPVT them. L. Pogorily, 72.

Vedenev A. G., Maslov A. N. (2006). Building biogas plants: a short guide. Bishkek: Euro, 28.

Kucheruk P. Processing of digestate and its derivatives. Materials from the site of the Bioenergy Association of Ukraine UABIO [Electronic resource].URL: https://saf.org.ua/news/1017/ (access date: 11.11.2020).

Iovik L .N. (2015.) Use of fermented waste from a biogas plant as organic fertilizer (analytical review). Soil science and agrochemistry. 1 (54). 230-237.

Bayle S., Cariou S., Despres J.-F., Chaignaud M., Cadiere A., Martinez C., Roig B., Fanlo J.-L. (2016). Biological and Chemical Atmospheric Emissions of the Biogas Industry. Chemical Engineering Transactions. 54. 295-300. doi: 10.3303/CET1654050.

Al Seadi T., Drosg B., Fuchs W., Rutz D., Janssen R. (2013). Biogas digestate quality and utilization. Biogas handbook: science, production and applications. 5. 267-301. doi: 10.1533/9780857097415. 2.267.

https://doi.org/10.1533/9780857097415

Czekala W., Dach J., Dong R., Janczak D., Malinska K., Jozwiakowski K., Smurzynska A., Cieslik M. (2017). Composting potential of the solid fraction of digested pulp produced by a biogas plant. Biosystems engineering. 160. 25-29. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2017.05.003

Stefaniuk M., Bartminski P., Rozylo K., Debicki R., Oleszczuk P. (2015). Ecotoxicological assessment of residues from different biogas production plants used as fertilizer for soil. Journal of hazardous materials. 298. 195-202.

https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2015.05.026

Pecharaply A., Parkpian P., Annachhatre A. P., Jugsujinda A. (2007). Influence of anaerobic co-digestion of sewage and brewery sludges on biogas production and sludge quality. Journal of environmental science and health part a-toxic/hazardous substances & environmental engineering. 42 (7). 911-923.

https://doi.org/10.1080/10934520701369818

Shevchenko R. I. (2008). Ecologization of cognac production on the basis of ecological and energy analysis. Ecological safety. 2. 102-105.

Pampillon-Gonzalez L., Luna-Guid M., Ruiz-Valdiviezo V., Franco-Hernandez O., Fernandez-Luqueno F., Paredes-Lopez O., Hernandez G., Dendooven L. (2017). Greenhouse Gas Emissions and Growth of Wheat Cultivated in Soil Amended with Digestatefrom Biogas Production. Pedosphere. 27 (2). 318-327.

https://doi.org/10.1016/S1002-0160(17)60319-9

Kocar G. (2008). Anaerobic digesters: from waste to energy crops as an alternative energy source. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. 30. 660-669.

https://doi.org/10.1080/00908310600628404

Båth B., Rämert B. (1999). Organic Household Wastes as a Nitrogen Source in Leek Production. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B - Soil & Plant Science. 49 (2). 201-208.

https://doi.org/10.1080/713782027

Rivard C. J., Rodriguez J. B., Nagle N. J., Self J. R., Kay B. D., Soltanpour P. N., Nieves R. A. (1995). Anaerobic digestion of municipal solid waste. Applied Biochemistry and Biotechnology. 51. 125-135.

https://doi.org/10.1007/BF02933417

Montemurro F., Canali S., Convertini G., Vitti C. (2008). Anaerobic digestates application on fodder crops: effects on plant and soil. Agrochemica. 52. 297-312.

Wentzel S., Joergensen R. G. (2016). Effects of biogas and raw slurries on grass growth and soil microbial indices. Journal of plant nutrition and soil science. 179 (2). 215-222.

https://doi.org/10.1002/jpln.201400544

Simeckova J., Elbl J., Kintl A. (2016). Changes in content of soil mineral nitrogen and utilization of mineral nitrogen by soil microorganusms due to application of different fertilizers.: 23rd International PhD Students Conference (MendelNet), 9-10 November, 2016, Mendel Univ Brno, Fac AgriSciences, Brno, Czech Republic. Proceedings of International PHD students Conference. 486-491.

Romaniuk W., Polishсhuk V., Marczuk A., Titova L., Rogovskii I., Borek K. (2018). Impact of sediment formed in biogas production on productivity of grops and ecologic character оf production of onion for chives. Agricultural Engineering. 22 (1). 105-125.

https://doi.org/10.1515/agriceng-2018-0010

Dubrovin V. O., Kolomiets Y. V., Targonya V. S. (2011). Influence of fermented manure biomass on vegetation of vegetable crops in closed soil. Agrobiology. 6 (86). 99-103.

Kucheruk P. Quality standardization and certification of digestate products. Materials from the site of the Bioenergy Association of Ukraine UABIO [Electronic resource]. URL: https://saf.org.ua/news/1029/ (access date: 11.11.2020).

Organic fertilizers. Effluent. Technical conditions. (2016). GOST 33380-2015 from 1d January 2017. Moscow: Standardinform.

Polishchuk V. M., Dubrovin V. O., Dragnev S. V., Lobodko M. M., Dubrovina O. V. (2013). Processes and devices of biotechnological productions. Part 2. Determination of manure biomass yield in livestock and poultry: guidelines for laboratory work in the disciplines "Processes and apparatus of biotechnological production" for students of agricultural universities 3-4 levels of accreditation educational qualification level "Master" in the specialty 8.10010203 "Mechanization of agriculture". Kyiv: AgrarMediaGroup, 20.

Polishchuk V. M. (2015). Processes and equipment of biotechnological production of gaseous biofuels: textbook. manual. Kyiv. NULES of Ukraine. 244.

Pimonov K. I. How to calculate the dose of fertilizers when sowing winter wheat so that the straw in the field does not affect the development of plants, it may be necessary to add nitrogen fertilizers when sowing. Materials from the site RusAgroYug [Electronic resource]. URL: http://rusagroug.ru/consultations/288 (access date: 04.12.2018).

Mineev V. G. (2004). Agrochemistry. Moscow: Moscow State University Publishing House, KolosS Publishing House. 720.

Gorobets V. G., Trokhaniak V. I., Rogovskii I. L., Titova L. L., Lendiel T. I., Dudnyk A. O., Masiuk M. Y. (2018). The numerical simulation of hydrodynamics and mass transfer processes for ventilating system effective location. ІNMATEH. Agricultural Engineering. 56(3). 185-192.

Rogovskii I., Titova L., Trokhaniak V., Trokhaniak O., Stepanenko S. (2019). Experimental study in a pneumatic microbiocature separator with apparatus camera. Bulletin of the Transilvania University of Brasov, Series II: Forestry, Wood Industry, Agricultural Food Engineering. 12(1). 117-128. https://doi.org/10.31926/but.fwiafe.2019.12.61.1.10

Rogovskii I. L. (2017). Probability of preventing loss of efficiency of agricultural machinery during exploitation. Scientific Herald of National University of Life and Environmental Science of Ukraine. Series: Technique and energy of APK. Kyiv. 258. 399-407.

Zagurskiy О., Ohiienko M., Pokusa Т., Zagurska S., Pokusa F., Titova L., Rogovskii І. (2020). Study of efficiency of transport processes of supply chains management under uncertainty. Monograph. Opole: The Academy of Management and Administration in Opole. 162.

Downloads

Published

2020-10-28

Issue

No. 11(4) (2020)

Section

Статті

License

Relationship between right holders and users shall be governed by the terms of the license Creative Commons  Attribution – non-commercial – Distribution On Same Conditions 4.0 international (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk

Authors who publish with this journal agree to the following terms:

  • Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
  • Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
  • Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).