[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2413408C1 - Method of methane fermentation of manure drains - Google Patents

Method of methane fermentation of manure drains Download PDF

Info

Publication number
RU2413408C1
RU2413408C1 RU2009138011/21A RU2009138011A RU2413408C1 RU 2413408 C1 RU2413408 C1 RU 2413408C1 RU 2009138011/21 A RU2009138011/21 A RU 2009138011/21A RU 2009138011 A RU2009138011 A RU 2009138011A RU 2413408 C1 RU2413408 C1 RU 2413408C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
manure
cultures
methane
biogas
association
Prior art date
Application number
RU2009138011/21A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Михайлович Лужков (RU)
Юрий Михайлович Лужков
Шамиль Агарагимович Джафаров (RU)
Шамиль Агарагимович Джафаров
Александр Юрьевич Винаров (RU)
Александр Юрьевич Винаров
Зоя Николаевна Робышева (RU)
Зоя Николаевна Робышева
Original Assignee
Юрий Михайлович Лужков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Михайлович Лужков filed Critical Юрий Михайлович Лужков
Priority to RU2009138011/21A priority Critical patent/RU2413408C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2413408C1 publication Critical patent/RU2413408C1/en

Links

Landscapes

  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: invention relates to the field of processing of liquid raw materials with application of biotechnological processes, namely to the field of recycling of drained wastes of vital functions of animals and birds to produce biogas as one of target products, and may be used in livestock farms and poultry farms, which mainly keep animals and birds without litter and hydraulically wash their wastes of vital functions. To realise the method, association containing cultures Corynebacterium species, Pseudomonas species, Arthrobacter simplex, which process manure into organic acids and methane-generating cultures Methanobacterium omelianskii and Methanococcus mazei, is added into manure drains with moisture from 92 to 98 wt %. Ratio of specified methane-generating cultures to manure-processing cultures makes 0.5:2 - 2:1. Titre of added cultures is from 105 to 108 CFU/ml. Total amount of microbial association biosuspension added into manure drain makes from 1 to 10%.
EFFECT: invention makes it possible to increase speed of biogas formation, to increase its yield, to improve content of methane in biogas.
7 cl, 4 ex

Description

Изобретение относится к области переработки жидкого сырья с использованием биотехнологических процессов, а именно к области утилизации смыва отходов жизнедеятельности животных и птиц с получением в качестве одного из целевых продуктов биогаза, и может быть использовано в животноводческих фермах и птицеводческих хозяйствах, использующих, предпочтительно, бесподстилочное содержание и гидросмыв отходов жизнедеятельности животных и птиц.The invention relates to the field of processing liquid raw materials using biotechnological processes, and in particular to the field of disposal of wastes from animals and birds to produce biogas as one of the target products, and can be used in livestock farms and poultry farms, using, preferably, bedding-free and water washing of animal and bird waste.

Широкое внедрение установок получения биогаза определяется решением двух основных задач:The widespread adoption of biogas plants is determined by the solution of two main tasks:

- утилизация органических отходов (решение экологической проблемы);- disposal of organic waste (solution of environmental problems);

- получением теплой и электрической энергии, обеспечивающих работу собственно установки получения биогаза, а также получение избыточных теплой и электрической энергии для реализации.- receipt of warm and electric energy, ensuring the operation of the actual installation of biogas production, as well as obtaining excess heat and electric energy for sale.

Для эффективной работы биогазовых установок необходимо оптимизировать для конкретных условий работы и используемого сырья микробиологические и технологические параметры процесса, а также конструктивные характеристики используемых биореакторов.For the effective operation of biogas plants, it is necessary to optimize the microbiological and technological parameters of the process, as well as the design characteristics of the bioreactors used for the specific working conditions and the raw materials used.

В то же время рационально организованная биогазовая установка при оптимизированном способе ее работы позволяет осуществлять переработку органических отходов с получением достаточно дешевой тепловой и электрической энергии, в частности при использовании в качестве сырья продуктов жизнедеятельности животных и птиц.At the same time, a rationally organized biogas plant with an optimized method of its operation allows the processing of organic waste to produce sufficiently cheap thermal and electric energy, in particular when using animal and bird vital products as raw materials.

Экологическая безопасность применения и калорийность биогаза (от 5 до 7 ккал/м3) в сочетании с простотой технологией его получения, а также огромное количество отходов, подлежащих переработке - все это является положительным фактором для дальнейшего развития и распространения биогазовой технологии при переработке сельскохозяйственных отходов.The environmental safety of the application and the calorific value of biogas (from 5 to 7 kcal / m 3 ), combined with the simplicity of the technology for its production, as well as the huge amount of waste to be processed - all this is a positive factor for the further development and dissemination of biogas technology in the processing of agricultural waste.

Следует отметить, что переработка различных органических отходов методом анаэробного сбраживания с образованием биогаза становится в последние годы приоритетным направлением при создании различных агрокомплексов, заводов по утилизации муниципальных отходов, станций очистки вод и др. При этом, наряду с решением экологической задачи по утилизации отходов, биогазовые установки используют для производства более дешевой электроэнергии и тепловой энергии.It should be noted that the processing of various organic waste by the method of anaerobic digestion with the formation of biogas has become a priority in recent years in the creation of various agricultural complexes, municipal waste disposal plants, water treatment plants, etc. Moreover, along with solving the environmental problem of waste disposal, biogas plants are used to produce cheaper electricity and heat.

Навозные стоки от животноводческих комплексов наряду с биотехнологией их переработки на различные компосты, биоорганические удобрения, могут быть эффективно использованы в качестве сырья для биогазовых установок.Manure waste from livestock complexes along with the biotechnology of their processing into various composts, bioorganic fertilizers can be effectively used as raw materials for biogas plants.

Образующийся в процессах метаногенеза жидкий или твердый шлам - отходы от работающей биогазовой установки, вывозят на поля и используют в качестве органических удобрений. Данное применение обусловлено условиями метаногенерации, при которой патогенные энтеробактерии, энтеровирусы, а также паразитарные популяции практически полностью погибают в процессе метагенеза.Liquid or solid sludge formed during methanogenesis processes - waste from a working biogas plant, is transported to the fields and used as organic fertilizer. This application is due to the conditions of methanogenesis, in which pathogenic enterobacteria, enteroviruses, as well as parasitic populations almost completely die during metagenesis.

Метановое сбраживание представляет собой многостадийный процесс микробиологической переработки органического вещества до конечных продуктов, в основном метана и углекислого газа. При этом метанобразующие бактерии развиваются только в анаэробных условиях.Methane digestion is a multi-stage process of microbiological processing of organic matter to final products, mainly methane and carbon dioxide. Moreover, methane-forming bacteria develop only under anaerobic conditions.

Микробиологический процесс метанового сбраживания протекает постадийно: сначала анаэробные микроорганизмы осуществляют ферментативный гидролиз органики сырья (белки, липиды, полисахариды) до низкомолекулярных жирных кислот и спиртов, далее происходит их окисление ацетогенными микроорганизмами с образованием низкомолекулярных органических кислот (молочной, пропионовой, уксусной и др.). В процессе ферментативного гидролиза образуются также водород и углекислый газ. Далее происходит развитие метанобразующих бактерий, использующих как органический субстрат, так и образовавшуюся в процессе газовую смесь водорода и углекислого газа.The microbiological process of methane digestion proceeds in stages: first, anaerobic microorganisms carry out enzymatic hydrolysis of the raw materials organics (proteins, lipids, polysaccharides) to low molecular weight fatty acids and alcohols, then they are oxidized by acetogenic microorganisms with the formation of low molecular weight organic acids (lactic, propionic, and other acetic acids). . In the process of enzymatic hydrolysis, hydrogen and carbon dioxide are also formed. Then, methane-forming bacteria develop using both an organic substrate and a gas mixture of hydrogen and carbon dioxide formed in the process.

В большинстве случаев в процессе биосинтеза на стадии метанообразования используют ассоциации культур. Лучшие показатели достигаются при применении таких культур, как культуры рода Methanobacterium, Methanococcus и др., обеспечивающих максимальную скорость метанообразования при 33-37°C (мезофильный режим) при поддержании оптимального соотношения C:N, состава микро- и макроэлементов минерального питания клеток в ферментационной среде, ее перемешивании, рН среды и других параметров процесса.In most cases, in the process of biosynthesis at the stage of methane formation, cultural associations are used. The best performance is achieved with the use of cultures such as cultures of the genus Methanobacterium, Methanococcus, etc., providing the maximum rate of methane formation at 33-37 ° C (mesophilic regime) while maintaining the optimal C: N ratio, the composition of micro- and macroelements of the mineral nutrition of cells in the fermentation medium, its mixing, pH of the medium and other process parameters.

Определенные преимущества имеют термофильные культуры, развивающиеся при 50-54°C, что обеспечивает повышение интенсивности (ускорение) процесса, однако это требует больших затрат тепловой энергии на поддержание в метанотенке такой высокой температуры и не всегда экономически оправдано.Thermophilic cultures developing at 50-54 ° C have certain advantages, which provides an increase in the intensity (acceleration) of the process, however, this requires large expenditures of thermal energy to maintain such a high temperature in the methane heating and is not always economically justified.

В странах среднего климата предпочтение отдают мезофильному режиму ферментации, при котором на поддержание процесса тратят меньше энергии и не нужна столь тщательная теплоизоляция оборудования и коммуникаций.In middle-climate countries, preference is given to the mesophilic fermentation mode, in which less energy is spent on maintaining the process and such thorough thermal insulation of equipment and communications is not needed.

Для получения биогаза путем метанового сбраживания жидких навозных стоков наиболее экономичными признаны установки непрерывного действия, обеспечивающие равномерный выход биогаза и навоза. Оптимально процесс реализуют в двух соединенных последовательно реакторах или в одном реакторе, разделенном на секции. В первом реакторе (секции) происходит процесс анаэробного разложения органики с образованием кислот, окислов углерода и водорода (кислотная стадия). Полученная бражка поступает во второй реактор (секцию), в котором происходит процесс образования метана. В такой системе можно независимо варьировать условия ферментации (скорость протока, pH, температуру) в каждом реакторе (секции) с учетом создания оптимальных условий для развития микроорганизмов деструкторов в первом реакторе (секции) и метаногенов - во втором реакторе (секции). В целом, применение такой биосистемы позволяет существенно увеличить выход биогаза с установки.For the production of biogas by methane digestion of liquid manure waste, the most economical installations are continuous installations that ensure a uniform output of biogas and manure. The process is optimally implemented in two reactors connected in series or in one reactor, divided into sections. In the first reactor (section), the process of anaerobic decomposition of organics occurs with the formation of acids, carbon oxides and hydrogen (acid stage). The resulting mash enters the second reactor (section), in which the process of methane formation occurs. In such a system, it is possible to independently vary the fermentation conditions (flow rate, pH, temperature) in each reactor (section), taking into account the creation of optimal conditions for the development of microorganisms of destructors in the first reactor (section) and methanogens in the second reactor (section). In general, the use of such a biosystem allows one to significantly increase the biogas yield from a plant.

Выход биогаза в основном зависит от состава и вида используемого сырья.The biogas yield mainly depends on the composition and type of raw materials used.

В частности, при переработке навоза крупного рогатого скота (КРС) в метанотенке выход биогаза, в частности, существенно зависит от состава используемого навоза, определяемого рецептурой кормления животных, наличием растительных остатков в навозе, содержанием органических веществ и лигноцеллюлозного комплекса.In particular, in the processing of cattle manure (cattle) in methanotine, the biogas yield, in particular, significantly depends on the composition of the manure used, determined by the animal feed formulation, the presence of plant residues in the manure, the content of organic substances and the lignocellulose complex.

Выбор условий проведения процесса метанового сбраживания и развития микробного сообщества (применение природных ассоциаций или селекционированных консорциумов микроорганизмов) является существенным фактором, определяющим выход биогаза, скорость процесса и содержание метана в газе, что, в конечном счете, определяет эффективность работы биогазовой установки.The choice of conditions for the process of methane digestion and the development of the microbial community (the use of natural associations or breeding consortia of microorganisms) is an essential factor determining the biogas output, the process speed and the methane content in the gas, which ultimately determines the efficiency of the biogas plant.

Навозные стоки образуются на животноводческих фермах при применении гидравлических или самотечных систем удаления навоза из помещений. Содержание органических веществ в этих стоках составляет от 1 до 2% в зависимости от способа удаления навоза и количества смывной воды, расходуемой на технологические нужды фермы.Manure drains are formed on livestock farms using hydraulic or gravity-based systems for removing manure from rooms. The content of organic substances in these drains is from 1 to 2%, depending on the method of removing manure and the amount of flushing water spent on the technological needs of the farm.

Обычно такие стоки подвергают биологической очистке до норм их сброса в открытые водоемы или используют как удобрение для орошения сельскохозяйственных культур после многократного (4-10) разбавления их чистой водой (Нормы технологического проектирования систем удаления и подготовки навоза к использованию ОНТП 17-99 Минсельхоз РФ).Typically, such effluents are subjected to biological treatment to the norms of their discharge into open water bodies or used as fertilizer for irrigation of crops after multiple (4-10) dilution with clean water (Norms for the technological design of systems for the removal and preparation of manure for use of ONTP 17-99 of the Ministry of Agriculture of the Russian Federation) .

Недостатками этих способов является то, что при биологической очистке удаляются практически все органические вещества (исходные по БПК - 10-15 г/л, а после очистки - 50-150 мг/л), а также теряется значительное количество других биогенных веществ. В результате удобрение полей такими стоками неэффективно. Кроме того, при биологической очистке образуется около 10% избыточного активного ила, который представляет опасность для окружающей среды, а использование его для удобрения полей возможно только после продолжительного хранения - до 6 месяцев, и подсушки на иловых площадках.The disadvantages of these methods is that during biological treatment almost all organic substances are removed (the initial BOD is 10-15 g / l, and after purification - 50-150 mg / l), and a significant amount of other biogenic substances is also lost. As a result, fertilizing the fields with such drains is inefficient. In addition, biological treatment generates about 10% of excess activated sludge, which poses a danger to the environment, and it can only be used to fertilize fields after long-term storage - up to 6 months, and drying on silt sites.

Известно (Итоги науки и техники. Биотехнология. ВИНИТИ, М., т.29, стр.47-51, 1991 г.) анаэробное сбраживание навозных стоков в специальных метантенках (анаэробные биофильтры, реакторы с восходящим или нисходящим потоком, контактные реакторы), приспособленных для сбраживания низкоконцентрированных отходов. В этом случае анаэробные реакторы выполняют роль устройств для предварительной очистки навозных стоков, что также ведет к значительной потере биогенных веществ, без которых использование навозных стоков в качестве удобрения бесполезно. Кроме того, они не обеззараживаются от гельминтов и других болезнетворных бактерий и не обезвреживаются от семян сорных растений.It is known (Results of science and technology. Biotechnology. VINITI, Moscow, vol. 29, pp. 47-51, 1991) anaerobic digestion of manure in special digesters (anaerobic biofilters, upstream or downstream reactors, contact reactors), adapted for the fermentation of low-concentration waste. In this case, anaerobic reactors play the role of devices for preliminary treatment of manure, which also leads to a significant loss of nutrients, without which the use of manure as a fertilizer is useless. In addition, they are not disinfected from helminths and other pathogenic bacteria and are not neutralized from weed seeds.

Известен (патент RU 2098933) способ получения органических удобрений, включающий анаэробное сбраживание навозных стоков. Недостатком данного способа является невозможность обработки навозных стоков с влажностью более 98%, а также невозможность обработки твердого подстилочного навоза, имеющего влажность менее 90%, так как не происходит первичной стадии метанового брожения (гидролиз) и массообмена между метаногенными бактериями и органическими веществами, при этом происходит накопление избытка летучих жирных кислот (более 2000 мг/л), которые ингибируют процесс.Known (patent RU 2098933) is a method for producing organic fertilizers, including anaerobic digestion of manure. The disadvantage of this method is the impossibility of treating manure waste with a moisture content of more than 98%, as well as the impossibility of treating solid litter manure having a moisture content of less than 90%, since there is no primary stage of methane fermentation (hydrolysis) and mass transfer between methanogenic bacteria and organic substances, while there is an accumulation of excess volatile fatty acids (more than 2000 mg / l), which inhibit the process.

Известен способ переработки свиного бесподстилочного навоза на удобрение (авторское свидетельство SU 950217, 1982). Согласно известному способу свиной бесподстилочный навоз, в том числе и получаемый гидросмывом, из животноводческого помещения поступает в навозоприемник, снабженный устройством для перемешивания, предназначенным для предотвращения разделения поступившего навоза на фракции. Из указанного навозоприемника навоз посредством насоса перекачивают в смеситель. В процессе перекачивания происходит дополнительное измельчение остатков корма, присутствующего в навозе. Одновременно в смеситель поступает измельченный торф, очищенный от инородных примесей.A known method of processing pork bedding manure into fertilizer (copyright certificate SU 950217, 1982). According to the known method, litterless pig manure, including that obtained by hydraulic washing, from the livestock building enters the manure receptacle equipped with a mixing device designed to prevent separation of incoming manure into fractions. From the specified manure collector, manure is pumped to the mixer through a pump. In the process of pumping, additional grinding of residual feed present in the manure takes place. At the same time, crushed peat, purified from foreign impurities, enters the mixer.

Загруженные в смеситель торф и навоз подвергают гомогенизации и смешению. Затем полученную смесь перекачивают в накопительную емкость. После заполнения указанной емкости смесь перекачивают по замкнутому контуру, включающему электрогидравлическую дробилку. При достижении заданной однородности смеси она поступает в хранилище готового продукта.The peat and manure loaded into the mixer are homogenized and mixed. Then the resulting mixture is pumped into the storage tank. After filling the specified capacity, the mixture is pumped in a closed circuit, including an electro-hydraulic crusher. Upon reaching the desired uniformity of the mixture, it enters the storage of the finished product.

Недостатком известного способа следует признать его низкую питательную ценность получаемого удобрения, обусловленную отсутствием стадии ферментации навоза, т.е. глубинной переработки навоза.The disadvantage of this method should be recognized as its low nutritional value of the resulting fertilizer, due to the lack of a fermentation stage of manure, i.e. deep manure processing.

Известен (патент CN 101372666) способ приготовления органического удобрения из навоза путем разжижения навоза, его сбраживания в метантенках при использовании метанобразующих бактерий с получением органического удобрения и незначительного количества биогаза.Known (patent CN 101372666) is a method of preparing organic fertilizer from manure by liquefying manure, digesting it in digesters using methane-forming bacteria to produce organic fertilizer and a small amount of biogas.

К недостаткам данного способа относятся невысокая питательная ценность низкое качество удобрения из-за отсутствия микроэлементов и большей части органических веществ, высокое содержание патогенных микроорганизмов, а также низкое качество выделяющегося биогаза по содержанию топливного метана.The disadvantages of this method include the low nutritional value, low quality of fertilizer due to the lack of trace elements and most organic matter, high content of pathogenic microorganisms, and low quality of the released biogas in terms of fuel methane.

Известен (патент GB 1059888) также способ приготовления органических удобрений путем многостадийного анаэробного сбраживания в метантенке углеводородного сырья в смеси с измельченным органическим сырьем, в котором с целью ускорения процесса сбраживания использована ассоциация культур микроорганизмов, в основном перерабатывающих углеводороды, а также метанобразующие бактерии. Получаемый при этом биогаз является побочным продуктом.Also known (patent GB 1059888) is also a method for preparing organic fertilizers by multistage anaerobic digestion of hydrocarbon feed in a digester with a mixture of crushed organic feedstock, in which, in order to accelerate the digestion process, an association of microorganism cultures, mainly processing hydrocarbons, as well as methane-forming bacteria, is used. The resulting biogas is a by-product.

Для сбраживания (авторское свидетельство SU 1104152) растительных отходов тепличного хозяйства и навоза крупного рогатого скота была разработана ассоциация продуцентов метана, содержащая Methanosarcina majei, Methanothrix Soehugenii, Methanobacterium formicicum №1002.An association of methane producers containing Methanosarcina majei, Methanothrix Soehugenii, Methanobacterium formicicum No. 1002 was developed for fermentation (copyright certificate SU 1104152) of plant greenhouse waste and cattle manure.

Недостатком известной ассоциации следует признать длительность индукционного периода, а также достаточно малый выход биогаза.The disadvantage of the known association should be recognized as the duration of the induction period, as well as a rather small biogas yield.

Известен способ (авторское свидетельство SU 1776643) получения биогаза сбраживания смеси углеводного сырья и жидкого навоза. Содержание влаги в навозе составляет до 15%. На первой стадии в перерабатываемую массу вводят стерилизующий агент, затем в стерилизованную массу вводят глюкозобродящую бактерию, в частности Escherichia Coli, создающую анаэробные условия для разложения глюкозы с получением водорода, углекислого газа, кислот и спирта. Отделяют газы с последующим их разделением, а также отделяют от сбраживаемой массы кислоты и спирт. Затем сбраживаемую массу повторно стерилизуют и вводят в стерилизованную массу целлюлозоразрушающие бактерии, в частности Clostridium thermocellum, от сбраживаемой массы повторно отделяют образующиеся кислоты и спирт, кислоты перекачивают в метатенк, добавляют культуру метанобразующих бактерий, в частности Methanobacterium formicium, способную генерировать метан и углекислый газ.A known method (copyright certificate SU 1776643) for producing biogas of fermentation of a mixture of carbohydrate raw materials and liquid manure. The moisture content in manure is up to 15%. At the first stage, a sterilizing agent is introduced into the processed mass, then a glucose-fermenting bacterium is introduced into the sterilized mass, in particular Escherichia Coli, which creates anaerobic conditions for the decomposition of glucose to produce hydrogen, carbon dioxide, acids and alcohol. Gases are separated, followed by their separation, and also acid and alcohol are separated from the fermented mass. Then, the fermented mass is re-sterilized and cellulose-destroying bacteria, in particular Clostridium thermocellum, are introduced into the sterilized mass, the formed acids and alcohol are re-separated from the fermented mass, the acids are pumped into the meta-tank, a culture of methane-forming bacteria, in particular Methanobacterium formicium, capable of generating methane and carbon dioxide is added.

Способ крайне сложен, трудоемок, выход метана незначителен.The method is extremely complicated, time-consuming, methane yield is negligible.

Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (авторское свидетельство SU 1049537). Согласно известному техническому решению известна синтрофная ассоциация, содержащая кислотогенную группу микроорганизмов, в состав которой входят Sareina maxima и Sareina ventriruli, а также метаногенная группа, в состав которой входят Methanosareina mazei и Methanobacterium thermoantotrophicum.The closest analogue of the developed technical solution can be recognized (copyright certificate SU 1049537). According to a known technical solution, a syntrophic association is known containing an acidogenic group of microorganisms, which includes Sareina maxima and Sareina ventriruli, as well as a methanogenic group, which includes Methanosareina mazei and Methanobacterium thermoantotrophicum.

Недостатком способа все же следует признать недостаточный для промышленного применения выход биогаза, обусловленный, вероятно, неоптимальным подбором культур бактерий в предложенной ассоциации.The disadvantage of this method should be recognized as insufficient biogas yield for industrial use, probably due to the non-optimal selection of bacterial cultures in the proposed association.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного способа, состоит в оптимизации процесса метанового сбраживания навозных стоков.The technical problem solved by the developed method is to optimize the process of methane digestion of manure waste.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного способа, состоит в повышении скорости образования биогаза при одновременном увеличении его выхода и повышении содержания метана в биогазе.The technical result obtained by the implementation of the developed method consists in increasing the rate of biogas formation while increasing its yield and increasing the methane content in biogas.

Для повышения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ сбраживания навозных стоков. Согласно разработанному способу в навозные стоки вводят ассоциацию, содержащую культуры Corynebacterium species, Pseudomonas species и Arthrobacter simplex, перерабатывающие навоз в органические кислоты, и метаногенерирующие культуры Methanobacterium omelianskii и Methanococcus mazei, причем соотношение указанных метаногенерирующих к перерабатывающим навоз культурам составляет 0,5:2 до 2:1, а общее количество вводимой в навозный сток влажностью от 92 до 98 вес.% биосуспензии микробной ассоциации с общим титром указанных культур от 105 до 108 (КОЕ/мл) составляет от 1 до 10 вес.%. Процесс проводят в анаэробных условиях при перемешивании среды в периодическом или непрерывном режиме, обеспечивая время сбраживания навозного стока от 7 до 15 суток. Желательно проводить процесс при поддержании рН среды в диапазоне 6,5-7,8 и при температуре в диапазоне 36,0-37,5°C, причем большие значения указанных параметров обеспечивают на конечной стадии процесса. Предпочтительно при засеве используют соотношение культур Methanobacterium omelianskii : Methanococcus mazei=2:1-0,5:2, a также соотношение культур Corynebacterium species : Pseudomonas species : Arthrobacter simplex=2:1:0,5-1:1:1. Обычно в сбраживаемый навозный сток добавляют комплекс микроэлементов, содержащий соли металлов Cu, Zn, Fe, Mg, Se, Co, Cr. Для увеличения выхода метана в сбраживаемый навозный сток до засева или в процессе сбраживания добавляют предварительно измельченные до размера частиц 1-10 мм растительные отходы в количестве от 5 до 35 вес.% от массы сбраживаемого навозного стока. В частности, добавляют резаную солому, измельченную ботву сельскохозяйственных культур, измельченные остатки растительных кормов сельскохозяйственных животных и т.д.To increase the specified technical result, it is proposed to use the developed method of fermentation of manure waste. According to the developed method, an association containing cultures of Corynebacterium species, Pseudomonas species and Arthrobacter simplex, which process manure into organic acids, and methanogenous cultures of Methanobacterium omelianskii and Methanococcus mazei are introduced into manure effluents, the ratio of these methanogenizing to processing being 0.5 to 2 2: 1, and the total amount of moisture introduced into the manure runoff from 92 to 98 wt.% Biosuspension of microbial association with a total titer of these cultures from 10 5 to 10 8 (CFU / ml) is from 1 to 10 wt.%. The process is carried out under anaerobic conditions while stirring the medium in a batch or continuous mode, providing a time for fermentation of manure runoff from 7 to 15 days. It is desirable to carry out the process while maintaining the pH of the medium in the range of 6.5-7.8 and at a temperature in the range of 36.0-37.5 ° C, and large values of these parameters provide at the final stage of the process. Preferably, when sowing, the ratio of cultures of Methanobacterium omelianskii: Methanococcus mazei = 2: 1-0.5: 2, as well as the ratio of cultures of Corynebacterium species: Pseudomonas species: Arthrobacter simplex = 2: 1: 0.5-1: 1: 1, is used. Usually, a complex of microelements containing metal salts Cu, Zn, Fe, Mg, Se, Co, Cr is added to the fermented manure runoff. To increase the methane yield in the fermented manure runoff before planting or during the fermentation process, vegetable wastes pre-crushed to a particle size of 1-10 mm are added in an amount of 5 to 35 wt.% By weight of the fermented manure runoff. In particular, chopped straw, chopped tops of crops, chopped residues of plant feed of farm animals, etc. are added.

Исходный навозный сток независимо от типа навоза содержит достаточно незначительные количества органических кислот - веществ, перерабатываемых метанобразующими бактериями с образованием метана, наиболее существенной части биогаза. Поэтому в предлагаемом способе была составлена ассоциация бактерий, содержащая микроорганизмы, способные утилизировать компоненты навозного стока с выделением жирных кислот, а также метанобразующие бактерии, способные утилизировать образующие жирные кислоты с образованием компонентов биогаза. Одновременно с указанной ассоциацией переработку навозных стоков осуществляет и изначально присущая навозному стоку микрофлора. Поскольку навозные стоки, получаемые в результате жизнедеятельности различных сельскохозяйственных животных и птиц, содержат различную, присущую только им, микрофлору, то процесс сбраживания навоза под действием природной микрофлоры не оптимальным образом направлен на получение биогаза, т.е. выход биогаза и содержание в нем метана не оптимальны.The initial manure runoff, regardless of the type of manure, contains rather small amounts of organic acids - substances processed by methane-forming bacteria to form methane, the most significant part of biogas. Therefore, in the proposed method, an association of bacteria was compiled containing microorganisms capable of utilizing the components of manure flow with the release of fatty acids, as well as methane-forming bacteria capable of utilizing the forming fatty acids to form biogas components. At the same time as the said association, the processing of manure was carried out by the microflora originally inherent in manure. Since manure runoff resulting from the life of various farm animals and birds contains different microflora inherent only to them, the process of fermentation of manure under the influence of natural microflora is not optimally aimed at obtaining biogas, i.e. biogas yield and methane content in it are not optimal.

Добавление подобранной микробной ассоциации в виде суспензии с концентрацией клеток от 105 до 108 (КОЕ/мл) в количестве 1-10 вес.% к массе навозного стока позволяет существенно ускорить процесс метанообразования, повысить выход биогаза и содержание метана в нем.The addition of a selected microbial association in the form of a suspension with a cell concentration of 10 5 to 10 8 (CFU / ml) in an amount of 1-10 wt.% To the mass of manure runoff can significantly accelerate the process of methane formation, increase the biogas yield and methane content in it.

В ходе разработки опытным путем была составлена ассоциация из пяти видов микроорганизмов, совместная деятельность которых при реализации экспериментально выбранных условиях проведения процесса метанового сбраживания позволяет получить максимальные результаты генерирования биогаза и его оптимальный состав.In the course of development, an association of five types of microorganisms was compiled experimentally, the joint activity of which, when implementing the experimentally selected conditions for the methane digestion process, allows to obtain maximum biogas generation results and its optimal composition.

В дальнейшем приведено влияние признаков, введенных в формулу изобретения, на достижение указанного технического результата.The following is the effect of the features introduced into the claims on the achievement of the specified technical result.

ПРИМЕР 1EXAMPLE 1

Лабораторный процесс метанового сбраживания проводили, используя реакторные колбы. В реакторную колбу загружали исходный навозный сток КРС (влажностью 97,5%) и герметично ее закрывали, предварительно внося суспензию исследуемого микробного консорциума Methanobacterium omelianskii и Methanococcus mazei, входящего в состав сформированной ассоциации. Рабочий объем колбы составлял 700 мл, количество вносимой микробной суспензии (инокулят) составляло 15 мл (2% к массе навоза). Колбу помещали в термостат. В термостате устанавливали температуру 37,5°C, поддерживая ее автоматически. Перемешивание (слабое) навозного стока в колбе осуществляли с исользованием магнитной мешалки и 3 раза в сутки интенсивным встряхиванием колбы.The laboratory process of methane fermentation was carried out using reactor flasks. The original cattle manure runoff (humidity 97.5%) was loaded into the reactor flask and hermetically closed, previously introducing a suspension of the studied microbial consortium Methanobacterium omelianskii and Methanococcus mazei, which is part of the formed association. The working volume of the flask was 700 ml, the amount of the introduced microbial suspension (inoculum) was 15 ml (2% by weight of the manure). The flask was placed in a thermostat. The thermostat was set to a temperature of 37.5 ° C, maintaining it automatically. Mixing (weak) of manure flow in the flask was carried out using a magnetic stirrer and 3 times a day with intensive shaking of the flask.

Аналогичные условия проведения процесса были для контрольной колбы, где сбраживание навозного стока проводили без добавления микробной суспензии за счет естественной микрофлоры навоза. Ее также устанавливаемой в термостате с теми же температурными параметрами.Similar process conditions were for the control flask, where the manure was fermented without adding microbial suspension due to the natural microflora of manure. It is also installed in a thermostat with the same temperature parameters.

Как указано ранее, в качестве микробной ассоциации использовали в первом эксперименте консорциум метаногенерирующих культур Methanobacterium omelianskii и Methanococcus mazei. Процесс осуществляли в периодическом режиме в течение 10 суток.As mentioned earlier, in the first experiment, a consortium of methanogenous cultures Methanobacterium omelianskii and Methanococcus mazei was used as a microbial association. The process was carried out in batch mode for 10 days.

При визуальном сравнении хода процесса было отмечено, что уже на 2-е сутки в опытной колбе происходило интенсивное газовыделение и объем биогаза в мерной колбе начал увеличиваться, особенно заметно процесс интенсировался после встряхивания колбы.When visually comparing the process, it was noted that already on the 2nd day in the experimental flask there was intense gas evolution and the volume of biogas in the volumetric flask began to increase, the process intensified especially after shaking the flask.

В контрольной колбе (сбраживание навоза естественной микрофлорой) процесс был заметно менее интенсивным и только на 3-4 сутки было отмечено увеличение объема биогаза в мерной колбе. Титрующий агент в колбы не подавали. Замеры значений pH среды: исходное значение pH - 7,8 для контрольной колбы pH - 7,5, для опытной колбы pH - 7,0 (процесс протекал интенсивнее)In the control flask (fermentation of manure with natural microflora), the process was noticeably less intense and only for 3-4 days there was an increase in the volume of biogas in the volumetric flask. The titration agent was not supplied to the flasks. Measurements of pH values: initial pH - 7.8 for a control flask pH - 7.5, for an experimental flask pH - 7.0 (the process proceeded more intensively)

Как следует из экспериментальных данных, процесс метаногенерации с использованием консорциума микроорганизмов Methanobacterium omelianskii и Methanococcus mazei А-2 протекал более интенсивно и обеспечил больший выход биогаза (за 10 суток периодического процесса 84,3 мг/г сухого навоза в опыте при 31,4 мг/г сухого навоза при контроле).As follows from the experimental data, the methanogenesis process using a consortium of microorganisms Methanobacterium omelianskii and Methanococcus mazei A-2 proceeded more intensively and ensured a higher biogas yield (84.3 mg / g dry manure in the experiment at 31.4 mg / g of dry manure under control).

Так, в частности, в опытной колбе уже на 3-й день выделилось 50 мл биогаза, а в контрольной практически только начал проявляться процесс метанообразования. В 8 день эксперимента (наибольший выход биогаза) в опытном процессе было выделено 325 мл биогаза в сутки, а в контроле - только 130 мл, следовательно, увеличение составило 2,5 раза. За 10 дней проведения процесса в опытном процессе выделилось 1430 мл биогаза, а в контрольном (на навозе) только 580 мл, т.е увеличение составило 2,46 раза. Таким образом, эффективность выбранного консорциума метанобразующих бактерий относительной естественной микрофлоры навоза очевидна.So, in particular, already on the 3rd day 50 ml of biogas were released in the experimental flask, and the methane formation process almost began to appear in the control flask. On the 8th day of the experiment (the highest biogas yield), 325 ml of biogas per day were isolated in the experimental process, and only 130 ml in the control, therefore, the increase was 2.5 times. Over the 10 days of the process, 1,430 ml of biogas was released in the pilot process, and only 580 ml in the control (manure), i.e. an increase of 2.46 times. Thus, the effectiveness of the selected consortium of methane-forming bacteria relative to the natural microflora of manure is obvious.

Пример 2Example 2

Условия эксперимента аналогичны примеру 1, но в качестве микробной ассоциации в реакторную колбу объемом 700 мл (опыт) добавляли 30 мл (4% к массе навоза) суспензии, содержащей дополнительно кроме метаногенерирующих культур Methanobacterium omelianski, Methanococcus mazei в соотношении 1:1, дополнительно 3 культуры, эффективно сбраживающие навоз с образованием органических кислот и др. продуктов синтеза, а именно:The experimental conditions are similar to Example 1, but as a microbial association in a 700 ml reactor flask (experiment) was added 30 ml (4% by weight of manure) of a suspension containing, in addition to methanogenic cultures of Methanobacterium omelianski, Methanococcus mazei in a ratio of 1: 1, an additional 3 crops that effectively ferment manure with the formation of organic acids and other synthesis products, namely:

Corynebacterium species - эффективно перерабатывающий растительные и органические субстраты и используемый при получении компостов,Corynebacterium species - efficiently processing plant and organic substrates and used in composting,

Pseudomonas species - используемый при переработке навоза в удобрение,Pseudomonas species - used in the processing of manure into fertilizer,

Arthrobacter simplex - растущей на растительном сырье с образованием органических кислот, спиртов.Arthrobacter simplex - growing on plant materials with the formation of organic acids, alcohols.

Таким образом, новая предлагаемая микробная ассоциация (консорциум) А-5 содержит Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei, а также Corynebacterium species, Pseudomonas species и Arthrobacter simplex.Thus, the new proposed microbial association (consortium) A-5 contains Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei, as well as Corynebacterium species, Pseudomonas species and Arthrobacter simplex.

Следует отметить, что согласно опубликованным данным при производстве биогаза культуры Corynebacterium species, Pseudomonas species и Arthrobacter simplex ранее не использовали ни по отдельности, ни совместно, хотя указанные культуры для получения других целевых продуктов без участия метанобразующих бактерий ранее использовали.It should be noted that according to published data for the production of biogas, cultures of Corynebacterium species, Pseudomonas species, and Arthrobacter simplex were not previously used separately or together, although these cultures were previously used to obtain other target products without the participation of methane-forming bacteria.

Соотношение культур в ассоциации (консорциум А5) составляло:The ratio of cultures in the association (consortium A5) was:

Метаногенерирующие культуры (Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei): культуры, сбраживающие навоз с образованием органических кислот (Corynebacterium species, Pseudomonas species, Arthrobacter simplex)=1:1 при равной доли указанных культур (1:1:1).Methano-generating crops (Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei): cultures that ferment manure to form organic acids (Corynebacterium species, Pseudomonas species, Arthrobacter simplex) = 1: 1 with an equal share of these crops (1: 1: 1).

Суспензию указанной микробной ассоциации (консорциум А5) добавляли в опытную реакторную колбу в количестве 30 мл на 700 мл навозного стока, содержащего 5,0% сух. веществ и проводили процесс метанового сбраживания при температуре 37°C.A suspension of the indicated microbial association (consortium A5) was added to the experimental reactor flask in the amount of 30 ml per 700 ml of manure runoff containing 5.0% dry. substances and carried out the process of methane fermentation at a temperature of 37 ° C.

В параллельной (контрольной) реакторной колбе процесс сбраживания проводили с применением ранее использованной ассоциации (консорциум «А-2) метаногенерируюших культур (Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei), добавленной в количестве 30 мл суспензии к 700 мл того же навозного стока, содержащей 5,0% сухих веществ.In a parallel (control) reactor flask, the fermentation process was carried out using the previously used association (consortium A-2) of methanogenous cultures (Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei), added in an amount of 30 ml of suspension to 700 ml of the same manure runoff containing 5.0 % solids.

Экспериментально было установлено, что при сбраживании навозного стока влажностью 95% (5% сухих веществ) на третий день эксперимента при использовании консорциума А-5 суточный выход биогаза был в два раза больше, чем при использовании консорциума А-2, на седьмой день соответственно в полтора раза.It was experimentally found that when fermentation of manure runoff with a moisture content of 95% (5% solids) on the third day of the experiment when using the A-5 consortium, the daily biogas output was two times higher than when using the A-2 consortium, on the seventh day, respectively one and a half times.

Всего за 10 суток процесса, было получено: при использовании консорциума (А-2) метаногенерирующих культур (Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei) 3150 мл биогаза, а при использовании консорциума (А-5) содержащего Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei, а также Corynebacterium species, Pseudomonas species и Arthrobacter simplex 4450 мл биогаза. Это свидетельствует о значительно большей эффективности консорциума А5 как по скорости образования биогаза, так и по его количеству.In just 10 days of the process, it was obtained: using a consortium (A-2) of methanogenesis cultures (Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei) 3150 ml of biogas, and using a consortium (A-5) containing Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei, as well as Coryne , Pseudomonas species and Arthrobacter simplex 4450 ml of biogas. This indicates a significantly greater efficiency of the A5 consortium both in terms of the rate of biogas formation and in its quantity.

Эффективность ассоциации, содержащей кроме консорциума метанобразующих бактерий бактерии, утилизирующие компоненты навоза с образованием жирных кислот, по сравнению с использованием только консорциума метанобразующих бактерий, очевидна. Таким образом, новая ассоциация, состоящая из 5 выбранных бактериальных культур, значительно эффективней.The effectiveness of the association, which contains, in addition to a consortium of methane-forming bacteria, bacteria utilizing the components of manure with the formation of fatty acids, compared to using only a consortium of methane-forming bacteria, is obvious. Thus, the new association, consisting of 5 selected bacterial cultures, is much more effective.

Следующие эксперименты проводили в метанотенках большего объема, сравнивая эффективность процесса с применением разработанной микробной ассоциации (консорциум А5) с процессом метанового сбраживания естественной микрофлорой навоза.The following experiments were carried out in larger methanotanks, comparing the effectiveness of the process with the use of the developed microbial association (A5 consortium) with the process of methane digestion with natural manure microflora.

Пример 3Example 3

Проводили процесс метанового сбраживания на пилотной установке в емкости 50 л. Емкость заполняли навозным стоком, содержащим 5% сухих веществ при pH 7,0 и добавляли в емкость 4 дм3 (8% к массе навоза) суспензии предварительно выращенной ассоциации микроорганизмов (консорциум А5), состоящий из культур Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei, Corynebacterium species, Pseudomonas species, Arthrobacter simplex.The methane digestion process was carried out in a pilot installation in a capacity of 50 l. The tank was filled with a manure runoff containing 5% solids at pH 7.0 and a suspension of a previously grown microorganism association (consortium A5) consisting of cultures of Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei, Corynebacterium species was added to a tank of 4 dm 3 (8% by weight of manure) , Pseudomonas species, Arthrobacter simplex.

Соотношение культур в ассоциации (консорциум А5) составляло:The ratio of cultures in the association (consortium A5) was:

Метаногенерирующие культуры (Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei): культуры, сбраживающие навоз с образованием органических кислот (Corynebacterium species, Pseudomonas species, Arthrobacter simplex)=0,5:2. Причем соотношение культур Corynebacterium species, Pseudomonas species, Arthrobacter simplex составляло между собой (2:1:0,5).Methano-generating crops (Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei): cultures that ferment manure to form organic acids (Corynebacterium species, Pseudomonas species, Arthrobacter simplex) = 0.5: 2. Moreover, the ratio of cultures of Corynebacterium species, Pseudomonas species, Arthrobacter simplex was among themselves (2: 1: 0.5).

В навозную среду при засеве дополнительно внесли комплекс микроэлементов Cu, Zn, Fe, Mg, Se, Co, Cr в количестве 10 г при соотношении указанных катионов 10:2:9:0,4:0,6:1,8:1,2. Процесс проводили при температуре 36,5°C, в периодическом режиме в течение 15 суток при периодическом ручном перемешивании среды в емкости. На 10 сутки процесса в опытную емкость для регулирования величины pH добавили титрующий агент (щелочь), доведя pH среды до оптимальной величины=7,7 ед. и подняв температуру в термостате до 37,5°C.A complex of microelements Cu, Zn, Fe, Mg, Se, Co, Cr in the amount of 10 g was added to the manure during sowing at a ratio of these cations 10: 2: 9: 0.4: 0.6: 1.8: 1, 2. The process was carried out at a temperature of 36.5 ° C, in batch mode for 15 days with periodic manual stirring of the medium in the tank. On the 10th day of the process, a titrating agent (alkali) was added to the experimental tank for regulating the pH value, bringing the pH of the medium to the optimum value = 7.7 units. and raising the temperature in the thermostat to 37.5 ° C.

Пилотный метанотенк с рабочим объемом 50 дм3, представляющий собой бутыль с пробкой, был помещен в термостат (Т=36,5-37,5°C) и имел отвод образуемого биогаза. Ежесуточно (не менее 4 раз в день по 15-20 мин) проводили энергичное встряхивание (перемешивание) сбраживаемого навоза.A pilot methanoten with a working volume of 50 dm 3 , which is a bottle with a cork, was placed in a thermostat (T = 36.5-37.5 ° C) and had a biogas outlet. Every day (at least 4 times a day for 15-20 minutes), vigorous shaking (mixing) of fermented manure was carried out.

Удельный выход биогаза в пилотном опыте составил 220 дм3/кг сухого в-ва навоза, а содержание метана в биогазе составило 64%. В контрольном процессе (сбраживание микрофлорой навоза) выход составил 130 дм3/кг сухого вещества навоза, а содержание метана в биогазе 58%.The specific biogas yield in the pilot experiment was 220 dm 3 / kg of dry manure, and the methane content in biogas was 64%. In the control process (microflora fermentation of manure), the yield was 130 dm 3 / kg of dry matter of manure, and the methane content in biogas was 58%.

Высокая эффективность выбранной ассоциации из пяти культур бактерий относительной естественной микрофлоры навоза очевидна.The high efficiency of the selected association of five cultures of bacteria relative to the natural microflora of manure is obvious.

Пример 4Example 4

Процесс метанового сбраживания навозного стока с влажностью 93% (7% сухих веществ) проводили в реакторе с рабочим объемом 15 м3. В заполненный навозным стоком реактор в непрерывном режиме подавали каждые 6 часов (4 раза в сутки) по 0,3 м3 навозного стока в смеси с измельченными до размера 1-10 мм растительными отходами (кочерыжка, стебли кукурузы). Доля растительных отходов в подаваемой смеси колебалась от 7 до 12 вес.% к массе навозного стока. При этом среднее расчетное время пребывания сбраживаемого навоза в реакторе составляло 12,5 суток. В реакторе поддерживали pH 7,5 и температуру в аппарате 36°C. Перемешивание осуществляли с использованием циркуляционного насоса. Биогаз непрерывно отбирали в газгольдер, измеряя содержание метана в нем.The methane digestion of manure runoff with a moisture content of 93% (7% dry matter) was carried out in a reactor with a working volume of 15 m 3 . The reactor filled with manure was continuously fed 0.3 m 3 of manure every 6 hours (4 times a day) in a mixture with vegetable waste crushed to a size of 1-10 mm (stalk, corn stalks). The proportion of plant waste in the feed mixture ranged from 7 to 12 wt.% To the mass of manure runoff. The average estimated residence time of fermented manure in the reactor was 12.5 days. A pH of 7.5 and a temperature of 36 ° C were maintained in the reactor. Stirring was carried out using a circulation pump. Biogas was continuously taken into the gas tank, measuring the methane content in it.

В навозный сток дополнительно вводили предварительно выращенную суспензию микробной ассоциации с концентрацией клеток 107 КОЕ/мл в количестве 50 дм3 (3% к массе навоза в аппарате). Ассоциация (консорциум А5) состояла из культур Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei, Corynebacterium species, Pseudomonas species, Arthrobacter simplex.An additionally grown suspension of microbial association with a cell concentration of 10 7 CFU / ml in an amount of 50 dm 3 (3% by weight of the manure in the apparatus) was additionally introduced into the manure runoff. The association (consortium A5) consisted of cultures of Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei, Corynebacterium species, Pseudomonas species, Arthrobacter simplex.

Соотношение культур в ассоциации (консорциуме) составляло:The ratio of cultures in the association (consortium) was:

Метаногенерирующие культуры (Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei): культуры, сбраживающие навоз с образованием органических кислот (Corynebacterium species, Pseudomonas species Arthrobacter simplex)=2:1. Причем соотношение культур Corynebacterium species, Pseudomonas species, Arthrobacter simplex составляло между собой (1:1:1).Methano-generating crops (Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei): cultures that ferment manure to form organic acids (Corynebacterium species, Pseudomonas species Arthrobacter simplex) = 2: 1. Moreover, the ratio of cultures of Corynebacterium species, Pseudomonas species, Arthrobacter simplex was among themselves (1: 1: 1).

После выхода на стабильный режим (через 2 недели) ежесуточный объем образуемого биогаза в процессе составлял:After reaching a stable mode (after 2 weeks), the daily volume of biogas formed in the process was:

300-320 м3/сутки биогаза, а выход по метану - в среднем 200 м3/сутки.300-320 m 3 / day of biogas, and methane yield - an average of 200 m 3 / day.

При проведении процесса непрерывного сбраживания на аналогичном навозном стоке без добавления суспензии указанной микробной ассоциации процесс стабилизировался только через 3 недели и ежесуточный объем составлял 120-150 м3 биогаза в сутки при содержании метана в нем 55-57%.When carrying out the continuous digestion process on a similar manure runoff without adding a suspension of the indicated microbial association, the process stabilized only after 3 weeks and the daily volume was 120-150 m 3 biogas per day with a methane content of 55-57%.

В ходе осуществления разработки способа не было выявлено влияние на достижение технического результата конкретных штаммов указанных культур, а также типа навоза - свиной, птичий или крупнорогатого скота.During the implementation of the development of the method, no effect was found on the achievement of the technical result of specific strains of these crops, as well as the type of manure - pork, poultry or cattle.

Хотя используемая ассоциация микроорганизмов так же как и ближайший аналог содержит две группы бактерий: кислотогенерирующую и метаногенерирующую, но используемые в предлагаемой ассоциации виды бактерий, их соотношение, и параметры процесса позволили увеличить выход биогаза при повышенном содержании в нем метана.Although the association of microorganisms used, as well as the closest analogue, contains two groups of bacteria: acid-generating and methane-generating, the types of bacteria used in the proposed association, their ratio, and process parameters made it possible to increase the biogas yield with an increased methane content in it.

Указанные примеры не ограничивают предлагаемый способ.These examples do not limit the proposed method.

Claims (7)

1. Способ метанового сбраживания навозных стоков, отличающийся тем, что в навозные стоки вводят ассоциацию, содержащую культуры Corynebacterium species, Pseudomonas species, Arthrobacter simplex, перерабатывающие навоз в органические кислоты, и метаногенерирующие культуры Methanobacterium omelianskii и Methanococcus mazei, причем соотношение указанных метаногенерирующих:к перерабатывающим навоз культурам составляет от 0,5:2 до 2:1, а общее количество вводимой в навозный сток влажностью от 92 до 98 вес.% биосуспензии микробной ассоциации с общим титром указанных культур от 105 до 108 КОЕ/мл составляет от 1 до 10 вес.%.1. The method of methane digestion of manure wastes, characterized in that an association containing cultures of Corynebacterium species, Pseudomonas species, Arthrobacter simplex, which process manure into organic acids, and methane-generating cultures of Methanobacterium omelianskii and Methanococcus mazei are introduced into the manure waste, moreover: manure-processing crops ranges from 0.5: 2 to 2: 1, and the total amount of moisture introduced into the manure runoff from 92 to 98 wt.% biosuspension of microbial association with a total titer of these crops from 10 5 to 10 8 CFU / ml was is from 1 to 10 wt.%. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят при перемешивании среды в периодическом или непрерывном режиме, обеспечивая время сбраживания навозного стока от 7 до 15 суток.2. The method according to claim 1, characterized in that the process is carried out with stirring the medium in a batch or continuous mode, providing a time for fermentation of manure flow from 7 to 15 days. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят при поддержании рН среды в диапазоне 6,5-7,8, при температуре в диапазоне 36,0-37,5°С, причем большие значения указанных параметров обеспечивают на конечной стадии процесса.3. The method according to claim 1, characterized in that the process is carried out while maintaining the pH of the medium in the range of 6.5-7.8, at a temperature in the range of 36.0-37.5 ° C, and large values of these parameters are provided at the final process steps. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при засеве используют соотношение культур Methanobacterium omelianskii:Methanococcus mazei, равное 2:1-0,5:2.4. The method according to claim 1, characterized in that when sowing use the ratio of cultures of Methanobacterium omelianskii: Methanococcus mazei, equal to 2: 1-0.5: 2. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что при засеве используют соотношение культур Corynebacterium species:Pseudomonas species:Arthrobacter simplex, равное 2:1:0,5-1:1:1.5. The method according to claim 1, characterized in that when sowing use the ratio of cultures of Corynebacterium species: Pseudomonas species: Arthrobacter simplex, equal to 2: 1: 0.5-1: 1: 1. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в сбраживаемый навозный сток добавляют комплекс микроэлементов, содержащий соли металлов Сu, Zn, Fe, Mg, Se, Co, Cr.6. The method according to claim 1, characterized in that a microelement complex containing metal salts of Cu, Zn, Fe, Mg, Se, Co, Cr is added to the fermented manure runoff. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в сбраживаемый навозный сток добавляют предварительно измельченные до размера частиц 1-10 мм растительные отходы в количестве от 5 до 35 вес.% от массы сбраживаемого навозного стока. 7. The method according to claim 1, characterized in that vegetable waste is preliminarily crushed to a particle size of 1-10 mm in an amount of 5 to 35 wt.% By weight of the fermented manure runoff added to the fermented manure runoff.
RU2009138011/21A 2009-10-15 2009-10-15 Method of methane fermentation of manure drains RU2413408C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009138011/21A RU2413408C1 (en) 2009-10-15 2009-10-15 Method of methane fermentation of manure drains

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009138011/21A RU2413408C1 (en) 2009-10-15 2009-10-15 Method of methane fermentation of manure drains

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2413408C1 true RU2413408C1 (en) 2011-03-10

Family

ID=46311015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009138011/21A RU2413408C1 (en) 2009-10-15 2009-10-15 Method of methane fermentation of manure drains

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2413408C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526993C1 (en) * 2013-03-20 2014-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт" Method of producing biogas from animal waste
MD4472C1 (en) * 2015-03-11 2017-10-31 Государственный Университет Молд0 Process for anaerobic production of biogas

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526993C1 (en) * 2013-03-20 2014-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт" Method of producing biogas from animal waste
MD4472C1 (en) * 2015-03-11 2017-10-31 Государственный Университет Молд0 Process for anaerobic production of biogas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jankowska et al. Biogas from microalgae: Review on microalgae's cultivation, harvesting and pretreatment for anaerobic digestion
Fuchs et al. Tackling ammonia inhibition for efficient biogas production from chicken manure: Status and technical trends in Europe and China
Zhu et al. Microalgal cultivation with biogas slurry for biofuel production
Marks et al. New trends in substrates and biogas systems in Poland
CN102173507B (en) Method for comprehensively recycling fecal sewage of large-scale livestock and poultry farms and farmland crop straws
Dębowski et al. The influence of anaerobic digestion effluents (ADEs) used as the nutrient sources for Chlorella sp. cultivation on fermentative biogas production
Singh et al. Bioprocessing of cultivated Chlorella pyrenoidosa on poultry excreta leachate to enhance algal biomolecule profile for resource recovery
Luste et al. Enhanced methane production from ultrasound pre-treated and hygienized dairy cattle slurry
WO2012077250A1 (en) Method and system for producing and supplying biogas using mixed microalgae
Li et al. Toxicity alleviation for microalgae cultivation by cationic starch addition and ammonia stripping and study on the cost assessment
Paiva et al. Recycling of landfill leachate nutrients from microalgae and potential applications for biomass valorization
Kanchinadham et al. Optimization of organic load for co-digestion of tannery solid waste in semi-continuous mode of operation
Cabeza et al. Effects of thermal and enzymatic pre-treatments on the solubilisation of extracellular polymeric substances (EPS) and subsequent anaerobic digestion of microalgae-bacterial biomass
KR101255972B1 (en) Method for promoting production of biogas using pancreatin in an anaerobic digestion process
RU2413408C1 (en) Method of methane fermentation of manure drains
Patinvoh Biological pretreatment and dry digestion processes for biogas production
Tie et al. The effect of calcium hydroxide addition on enhancing ammonia recovery during thermophilic composting in a self-heated pilot-scale reactor
CN112457992A (en) Chlorella mutant strain, culture method thereof and application thereof in livestock and poultry breeding wastewater treatment
Kuusik et al. Anaerobic co-digestion of sewage sludge with fish farming waste
Tran Anaerobic digestion of microalgal biomass: effects of solid concentration and pre-treatment
Matin et al. Solid state anaerobic digestion for biogas production from rice husk
SU1838415A3 (en) Method of biogas producing
Sajbrt et al. A comparison of distillery stillage disposal methods
Goel et al. Anaerobic Treatment of Food Processing Wastes and Agricultural Effluents
Wang et al. Engineered algal systems for the treatment of anaerobic digestate: A meta-analysis

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111016