« Получение биогаза и его использование для обогрева теплиц»

Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательное учреждение  п. Могот, Тындинского района, Амурской области.

Автор работы: Коротеев Роман, 9 класс

Руководитель: Кузьмина О.В. учитель биологии- химии

« Получение биогаза и его использование для обогрева теплиц»

В северных районах, к которым относится и поселение Могот, короткое лето и  холодные весна и осень, поэтому выращивать овощи приходится в теплицах, причем с мая до середины июня и  с середины августа их приходится отапливать. Топить печь в теплицах приходиться дровами, а на ночь подбрасывать  в печь уголь. При сгорании 1 килограмма древесины выделяется 7.5-8 кубических метров газообразных продуктов сгорания, а угля и того больше. Не трудно подсчитать, сколько углекислого газа выбрасывается в атмосферу только при отоплении одной теплицы..

Передо  мной встал вопрос, а можно ли отапливать теплицы по -другому – сохраняя энергию и не загрязняя атмосферу. Изучение данного вопроса навело меня на мысль об использовании биогаза на дачном участке.

Актуальность использования  биогаза обусловлена сложившимся противоречием между необходимостью их использования в современном хозяйстве и недостаточным уровнем информированности населения о способах использования энергии биомассы в качестве нетрадиционных источников энергии  

Это противоречие актуализирует проблему исследования: Каковы способы использования энергии биомассы в небольших приусадебных  хозяйствах?

Объект исследования: энергетические возможности органических отходов.

Предмет исследования: получение биогаза из органических отходов как возможность обеспечения энергией приусадебные хозяйства.

Цель работы: реализация способа получения биогаза из органических отходов в приусадебном  хозяйстве.

Гипотеза исследования: выращивание овощей будет экономически более выгодным и энергетически независимым, если в качестве источника топлива использовать энергию биомассы.

Задачи работы:

1. получение биогаза в смонтированной опытной камере;
2. оценка целесообразности использования биогаза в небольших приусадебных хозяйствах на основании произведенного расчета топлива,
3. разработка модели  использования получаемого биогаза для отопления теплиц

Для проведения исследования использовалась методика, описанная в практикуме по экологии, авторы Федорова А.И.. и Никольская А.Н.

Для определения объема выхода газа использовались метки, которые были нанесены на резиновую камеру воздушного шарика до начала опыта.

В смонтированной опытной камере для получения биогаза результаты оказались следующими:

Таблица 1

Таблица 2

На основании данных таблиц 1и2 можно сделать следующие выводы:, среднее время «работы» биомассы растительного происхождения  составляет  около трех недель, активная «работа» биомассы начинается на 6-8-е сутки и продолжается с ежесуточным выходом газа в объеме в среднем 10-15% от объема камеры с биомассой использование свиного навоза ( наиболее доступный для нашей местности субстрат)  дает больший выход биогаза  и меньшее время ферментации органических остатков.

Вышеуказанный метод получения биогаза можно испытать для утилизации отходов в личных хозяйствах, на дачах, построив дайджестер из кирпича, цемента, глины и обложив его толстым слоем чернозема. Последнее будет способствовать большему нагреванию емкости и изоляции от ночного охлаждения.

Исходя из полученных результатов, можем рекомендовать изготовление дайджестеров в дачных хозяйствах. Минимальный объем – 100 л (10 ведер), выход газа  при использовании свиного  навоза в качестве субстрата 14 суток в среднем 70 л. Накопление газа можно производить в любых резиновых емкостях (шины, велокамеры, грелки) или в пустых баллонах, используемых для дачных плит. Учитывая, что газ в таких стальных баллонах хранится под давлением в 1 атмосферу, сбор газа при  нормальных условиях не составит труда.

Таким образом, произведя расчеты  с использованием данной формулы мы видим,  что при сгорании 60 кг и 90 кг угля в месяц используемые для отопления 1 теплицы в атмосферу выделяется 255 литров углекислого газа, при сжигании такого же количества биогаза 180 литров углекислого газа, т.е. на 70 литров меньше.

А если учитывать что удельная теплота сгорания биогаза в  2.7 раз больше , то его для отопления теплицы необходимо значительно меньше, следовательно выбросы углекислого газа значительно сокращаются.  Кроме этого решается проблема с утилизацией растительных отходов и свиного навоза, а так же проблема обогащения почвы удобрениями, которая очень остро стоит в нашей местности.

Используемая литература

1. Вронский В.А. Экология. Словарь–справочник- Ростов-на-Дону, Феникс, 2002 г.
2. Голубкина Н.А., Шашина М.А. Лабораторный практикум по экологии -М: Форум-Цифра-М, 2003 г.
3. Голдин А.  Океаны энергии – пер. с англ. Оксфорд-пресс 1983 г.
4. Гончар В.И. //Нетрадиционные возобновляемые источники энергии в Энергетической программе СССР – География в школе. 4/90 – М.: Педагогика 1990 г.
5. Кондаков А.М. Альтернативные источники энергии – География в школе. 4/88 – М.: Педагогика 1988 г.
6. Кононов Ю.Д. Энергетика и экономика. Проблемы перехода к новым источникам энергии– М.: Наука, 1981
7. Энергетические ресурсы мира- под редакцией Непорожнего П.С., Попкова В.И. – М.: Энергоатомиздат. 1995 г.
8.  ФедороваА.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды // учебное пособие для вузов – М. Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 2003 г.