Животноводство — один из ведущих источников органических отходов, образующихся в больших объёмах и подверженных быстрой биодеградации. Навоз, помёт, содержимое желудков, остатки кормов, стоки от мойки оборудования — все эти материалы требуют грамотного обращения. При неправильной утилизации они становятся источником неприятных запахов, эпидемиологических рисков и загрязнения окружающей среды.
Одним из перспективных направлений обращения с такими отходами является переработка в биогаз — технология, позволяющая одновременно решать задачи утилизации и получения альтернативной энергии.
Что такое биогаз и как он образуется
Биогаз — это смесь метана (CH₄), углекислого газа (CO₂), водорода и сероводорода, образующаяся при анаэробном разложении органических веществ без доступа кислорода. Ключевую роль в процессе играют метаногенные бактерии, перерабатывающие сложные органические соединения в простые газовые фракции.
Состав биогаза:
- метан: 55–70%
- углекислый газ: 25–40%
- водород, азот, сероводород и примеси: до 5%
Полученный газ может использоваться для:
- производства тепловой энергии (в котлах и генераторах);
- генерации электроэнергии (в когенерационных установках);
- дальнейшей очистки и подачи в газовую сеть (после апгрейда до биометана).
Источники сырья: животноводческие биоотходы
Наиболее эффективно биогаз производится из следующих видов отходов:
- коровий и свиной навоз— высокая влажность и доступность;
- птичий помёт— богат органическим азотом, требует софермента;
- кровь, жир, мясные обрезки— при наличии боен и мясокомбинатов;
- смывные сточные воды с ферм— содержат растворённые органические вещества;
- остатки кормов и подстилки— дополнительный углеродный источник.
Состав смеси регулируется соотношением углерода к азоту (C:N), влажности, кислотности и температурным режимом.
Этапы биогазовой переработки
1. Приём и подготовка сырья
Отходы собираются в герметичные ёмкости, измельчаются, гомогенизируются. Удаляются крупные включения, камни, пластик, кости.
2. Загрузка в метантенк
Анаэробный реактор работает при температуре 35–55 °C (мезофильный или термофильный режим). Объём зависит от количества поступающего сырья.
- Ферментация
Процесс длится 15–30 суток. Образуется биогаз и дегестат — остаточная органическая масса. - Очистка газа
Удаляются сероводород, аммиак, вода. Для подачи в электростанции или газопроводы биогаз проходит апгрейд до 97% CH₄.
- Использование дегестата
Жидкий и твёрдый остаток обезврежен и может использоваться как органическое удобрение после гигиенизации.
Преимущества технологии
- Экологичность
Снижение выбросов парниковых газов, уменьшение загрязнения почв и водоёмов. - Энергетическая эффективность
Один кубометр биогаза эквивалентен 0,6 м³ природного газа или 2 кВт·ч электроэнергии.
- Утилизация отходов
Безопасное и нормативно одобренное решение утилизации навоза и помёта.
- Закрытый цикл
Возможность повторного использования остатка в сельском хозяйстве.
- Снижение неприятных запахов и патогенов
Обеззараживание отходов в процессе ферментации.
Нормативное регулирование
В России деятельность по переработке органических отходов в биогаз регулируется:
- Федеральным законом № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления»;
- СанПиН 2.1.3684-21;
- ГОСТ Р 55988-2014 (биотопливо — биогаз);
- Техническим регламентом Таможенного союза ТР ТС 004/2011;
- правилами ветеринарной безопасности при утилизации отходов животного происхождения.
При использовании отходов как сырья необходимо:
- идентифицировать их и присвоить код ФККО;
- оформить паспорт отхода;
- разработать программу производственного контроля;
- получить санитарно-эпидемиологическое заключение и, при необходимости, разрешение на эксплуатацию объектов размещения.
Ограничения и требования
- Не допускается переработка отходов с содержанием тяжёлых металлов, нефтепродуктов и антибиотиков без предварительной очистки.
- Необходимо обеспечить герметичность ёмкостей, исключить выбросы аммиака и утечку жидкостей.
- Важно соблюдение температурного режима и регулярное перемешивание субстрата.
Заключение
Биогазовые технологии позволяют эффективно перерабатывать животноводческие биологические отходы с получением ценного энергетического и агрономического ресурса. Это один из ключевых элементов экологически ответственного сельского хозяйства и устойчивой переработки органики. Компетентная реализация проекта требует соблюдения санитарных норм, биобезопасности, учёта химического состава сырья и технической подготовки оборудования, но при правильной организации обеспечивает долгосрочный экологический и экономический эффект.
