Using soap waste from biodiesel production to intensify biogas generation during anaerobic digestion of cow dung
Type
Journal article
Language
Russian
Date issued
2022
Author
Polishchuk, V.М.
Shvorov, S.А.
Krusir, G.V.
Didur, V.V.
Pasichnyk, N.A.
Dvornyk, Ye.O.
Davidenko, T.S.
Faculty
Wydział Inżynierii Środowiska i Inżynierii Mechanicznej
Journal
Problemele Energeticii Regionale
ISSN
1857-0070
Volume
53
Number
1
Pages from-to
98-100
Abstract (EN)
The aim of the work is to increase the yield of biogas and the generation of electricity at biogas plants due to the joint fermentation of cattle manure with the addition of soap stock obtained from soap waste from biodiesel production. To achieve this goal, the following tasks were solved: the yield of biogas from cattle manure was determined with the addition of soap stock for a periodic mode of loading the substrate, taking into account the data obtained, a mathematical model of biogas output for a quasi-continuous mode of loading the substrate into the digester was developed and its adequacy was confirmed. The novelty of the work lies in the fact that according to the data of experimental studies of biogas yield at a periodic loading mode using this model, it is possible to predict the maximum biogas yield for a quasi-continuous mode of loading the digester. The significance of the research results lies in the fact that when soap stock is added to the substrate with a periodic mode of loading the digester, a general increase in the biogas yield without diauxy is observed by about 2 times. The optimal content of soap stock in the substrate for a quasi-continuous mode of loading the digester, at which the biogas yield will be maximum, is 1.32%. When electricity is sold at a feed-in tariff, the payback period of a biogas plant is reduced from 8.7 years to 5.0 years.
Abstract (other)
Целью работы является повышение выхода биогаза и выработки электроэнергии на биогазовых установках за счет совместного сбраживания навоза крупного рогатого скота с добавлением соапстока, полученного из мыльных отходов производства биодизеля. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: определялся выход биогаза из навоза крупного рогатого скота с добавлением соапстока для периодического режима загрузки субстрата; с учетом полученных данных разрабатывалась математическая модель выхода биогаза для квазинепрерывного режима загрузки субстрата в метантенк и подтверждалась ее адекватность. Новизна работы заключается в том, что по данным экспериментальных исследований выхода биогаза при периодическом режиме загрузки с использованием данной модели обеспечивается прогнозирование максимального выхода биогаза для квазинепрерывного режима загрузки метантенка. На лабораторной биогазовой установке полезным объемом 30 л при температуре 40°С осуществлялось метановое сбраживание субстрата с добавлением к 1,7 кг коровьего навоза и 2,5 кг воды соапстока объемом 0, 25, 50 и 100 мл, или 0%, 0,6%, 1,2% и 2,4% от массы субстрата. Значимость результатов исследований состоит в том, что при добавлении соапстока к субстрату при периодическом режиме загрузки метантенка наблюдается общее увеличение выхода биогаза без наличия диауксии примерно в 2 раза. Максимальный выход биогаза при сбраживании навоза крупного рогатого скота с добавлением 0,6% соапстока составляет 1,144 л/(часкг СОВ), 1,2% соапстока – 1,885 л/(часкг СОВ), 2,4% соапстока – 1,3 л/(часкг СОВ). Оптимальное содержание соапстока в субстрате для квазинепрерывного режима загрузки метантенка, при котором выход биогаза будет максимальным (1,91 л/(часкг СОВ)), составляет 1,32%. Реализация такой рецептуры субстрата позволяет сократить срок окупаемости биогазовой установки с 8,7 лет до 5,0 лет при продаже электроэнергии, произведенной при сжигании полученного биогаза по "зеленому" тарифу
License
CC-BY - Attribution
CC-BY - Attribution Open access date
March 2022