РЕЦИРКУЛЯЦІЯ ГАЗОВОЇ ФАЗИ З ЇЇ ОЧИЩЕННЯМ ПРИ МЕТАНОВІЙ ФЕРМЕНТАЦІЇ КУРЯЧОГО ПОСЛІДУ
Анотація
При метановій ферментації курячого посліду утворюється значна кількість амонійного азоту та сульфідів, що можуть пригнічувати процес. Інгібування виробництва біогазу здатне спричинити значні економічні втрати при роботі біогазової установки. Регулювання концентрації інгібіторів у реакторі має підвищити стабільність та ефективність його роботи. Зниження концентрації амонійного азоту і сульфідів безпосередньо під час метанової ферментації можливе за рахунок рециркуляцію біогазу з його очищенням. З огляду на значні об’ємні витрати газу, метою роботи було оцінити доцільність використання даного підходу для підвищення стабільності і ефективності процесу. Проведено порівняння кількості енергії, яка може бути отримана з біогазу з кількістю енергії, яка необхідна для роботи компресора для зниження вмісту амонійного азоту до прийнятного для роботи біогазової установки рівня. Основними факторами, що контролюють видалення аміаку і сірководню є рН, температура і витрати газу. При цьому параметри вилучення інгібіторів обмежені фізіологічними межами метаногенного співтовариства. Мінімальне споживання енергії компресором при вилученні амонійного азоту становить від 41,1% до 233,6%, а сульфідів – від 0,6% до 4,9% по відношенню до кількості енергії, яку можна отримати з біогазу. Таким чином, застосування рециркуляції газової фази з її очищенням для зменшення концентрації амонійного азоту є недоцільним з точки зору енерговитрат, у той час як її застосування для зменшення концентрації сульфідів може розглядатись як прийнятне.
Посилання
Ammonia removal in anaerobic digestion by biogas stripping: An evaluation of process alternatives using a first order rate model based on experimental findings / M. Walker, K. Iyer, S. Heaven, C. Banks // Chemical Engineering Journal. – 2011. – №178. – P. 138–145.
Anaerobic digestion of chicken manure as a single substrate by control of ammonia concentration [Електронний ресурс] / D. Belostotskiy, H. Jacobi,
K. Strach, J. Liebetrau. – Режим доступу до ресурсу: http://www.redbiogas.cl/wp-content/uploads/2013/07/IWA-11342.pdf.
Dry anaerobic ammonia-methane production from chicken manure / F. Abouelenien, Y. Kitamura, N. Nishio, N. Yutaka // Applied Microbiology and Biotechnology. – 2009. – Vol. 82 (4). – P. 757–764.
Effect of Sulfide Removal on Sulfate Reduction at pH 5 in a Hydrogen Fed Gas-Lift Bioreactor / M. Bijmans, M. Dopson, F. Ennin // J. Microbiol. Biotechnol. – 2008. – Vol. 18 (11). – P. 1809–1818.
Feilberg A. Application of PTR-MS for Measuring Odorant Emissions from Soil Application of Manure Slurry / A. Feilberg, P. Bildsoe, T. Nyord // Sensors. – 2015. – №15. – P. 1148–1167.
Gustin S. Effect of pH, temperature and air flow rate on the continuous ammonia stripping of the anaerobic digestion effluent / S. Gustin, R. Marinsek-Logar // Process Safety and Environmental Protection. – 2011. – №89. – P. 61–66.
Improved methane fermentation of chicken manure via ammonia removal by biogas recycle / F. Abouelenien, W. Fujiwara, Y. Namba // Bioresource Technology. – 2010. – №101. – P. 6368–6373.
Integrated Approach to Sustain Biogas Production in Anaerobic Digestion of Chicken Manure under Recycled Utilization of Liquid Digestate: Dynamics of Ammonium Accumulation and Mitigation Control / S. Wu, P. Ni, J. Li // Bioresource Technology. – 2016. – №205. – P. 75–81.
Markou G. Improved anaerobic digestion performance and biogas production from poultry litter after lowering its nitrogen content / Giorgos Markou // Bioresource Technology. – 2015. – №196. – P. 726–730.
Mesophilic methane fermentation of chicken manure at a wide range of ammonia concentration: Stability, inhibition and recovery / Q. Niu, W. Qiao, H. Qiang // Bioresource Technology. – 2013. – № 137. – P. 358–367.
Mono-fermentation of chicken manure: Ammonia inhibition and recirculation of the digestate / H. Nie, H. Jacobi, K. Strach // Bioresource Technology. – 2015. – №178. – P. 238–246.
Preliminary trials of in situ ammonia stripping from source segregated domestic food waste digestate using biogas: Effect of temperature and flow rate / M. De la Rubia, M. Walker, S. Heaven // Bioresource Technology. – 2010. – №101. –
P. 9486–9492.
Pretreatment of anaerobic digestion effluent with ammonia stripping and biogas purification / X. Lei, N. Sugiura, C. Feng, T. Maekawa // Journal of Hazardous Materials. – 2007. – №145. – P. 391–397.
Wiemann M. Anaerobic treatment of tannery wastewater with simultaneous sulphide elimination / M. Wiemann, H. Schenk, W. Hegemann // Wat. Res. – 1998. – Vol. 32 (3). – P. 774–780.
Yoon H. Ammonia Removal Model Based on the Equilibrium and Mass Transfer Principles / H. Yoon, J. Lim, H. Chung // Bull. Korean Chem. Soc. – 2008. – №29. – С. 555–561.
Zhang L. Ammonia stripping for enhanced biomethanization of piggery wastewater / L. Zhang, Y. Lee, D. Jahng // Journal of Hazardous Materials. – 2012. – №199. – P. 36–42.
Zhang L. Enhanced anaerobic digestion of piggery wastewater by ammonia stripping: Effects of alkali types / L. Zhang, D. Jahng // Journal of Hazardous Materials. – 2010. – №182. – P. 536–543.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
