Ресурсоефективні технології поводження з органічними відходами переробки зернових та олійних культур на підприємствах групи компаній «Dnipro Agro Group»

Abstract

Актуальність теми. Інтенсивний розвиток агропромислового комплексу (АПК) України призводить до значного накопичення багатотоннажних органічних відходів (лузги соняшника, висівок, мучки та пилу) безпосередньо на обмежених майданчиках переробних підприємств. Нераціональне поводження з цією біомасою створює високі екологічні ризики: деградацію ґрунтів , забруднення підземних і поверхневих вод через утворення кислого фільтрату та забруднення атмосфери парниковими газами і токсичними сполуками внаслідок схильності відвалів до самозаймання. У зв’язку з цим виникає гостра екологічна потреба трансформації лінійних матеріальних потоків у замкнені цикли циркулярної економіки на підприємствах великих холдингів, таких як «Dnipro Agro Group». Об’єкт дослідження – процеси техногенного навантаження на навколишнє середовище, що виникають у процесі накопичення та утилізації органічної біомаси переробки зернових та олійних культур. Предмет дослідження – інженерно-екологічні параметри, технологічні рішення та еколого-економічні показники процесів рециклінгу й когенераційного спалювання рослинних відходів агропромислового комплексу. Мета роботи – зниження техногенного навантаження підприємств АПК на компоненти довкілля шляхом розробки та обґрунтування комплексних ресурсоефективних і екологічно безпечних інженерних рішень з утилізації органічних відходів переробки біомаси.

Для досягнення мети вирішено такі завдання: 1) Оцінено структуру відходів зернопереробної та олійно-жирової галузей і характер їхнього негативного впливу на довкілля. 2) Розглянуто методологію оцінки рівня безвідходності за допомогою інтегрального коефіцієнта (Kб) та методики визначення фізико-хімічних параметрів біомаси (вологість, зольність, дисперсність). 3) Розраховано технологічні параметри пресування суміші лузги та висівок для отримання кондиційного біопалива. 4) Обґрунтовано альтернативний екологічний напрямок матеріального рециклінгу висівок для виробництва теплоізоляційних будівельних еко-плит. 5) Визначено конструктивні параметри когенераційної установки на біомасі тепловою потужністю 4,5 МВт, об’єми утворення димових газів та параметри системи пиловловлювання. 6) Оцінено комерційну та екологічну ефективність інвестиційного проєкту модернізації виробництва. Методи дослідження: омплексний аналіз масового балансу матеріальних потоків; методи математичного моделювання процесів безвідходності; інженерні та термодинамічні розрахунки теплогенеруючого та пресового обладнання; методи дисперсійного аналізу та пиловловлювання для розрахунку екологічних аспіраційних трактів. Aktualnist temy. Intensyvnyi rozvytok ahropromyslovoho kompleksu (APK) Ukrainy pryzvodyt do znachnoho nakopychennia bahatotonnazhnykh orhanichnykh vidkhodiv (luzghy soniashnyka, vysivok, muchky ta pylu) bezposeredno na obmezhenykh maidanchykakh pererobnykh pidpryiemstv. Neratsionalne povodzhennia z tsiieiu biomasoiu stvoriuie vysoki ekolohichni ryzyky: dehradatsiiu gruntiv , zabrudnennia pidzemnykh i poverkhnevykh vod cherez utvorennia kysloho filtratu ta zabrudnennia atmosfery parnykovymy hazamy i toksychnymy spolukamy vnaslidok skhylnosti vidvaliv do samozaimannia. U zviazku z tsym vynykaie hostra ekolohichna potreba transformatsii liniinykh materialnykh potokiv u zamkneni tsykly tsyrkuliarnoi ekonomiky na pidpryiemstvakh velykykh kholdynhiv, takykh yak «Dnipro Agro Group». Obiekt doslidzhennia – protsesy tekhnohennoho navantazhennia na navkolyshnie seredovyshche, shcho vynykaiut u protsesi nakopychennia ta utylizatsii orhanichnoi biomasy pererobky zernovykh ta oliinykh kultur. Predmet doslidzhennia – inzhenerno-ekolohichni parametry, tekhnolohichni rishennia ta ekoloho-ekonomichni pokaznyky protsesiv retsyklinhu y koheneratsiinoho spaliuvannia roslynnykh vidkhodiv ahropromyslovoho kompleksu. Meta roboty – znyzhennia tekhnohennoho navantazhennia pidpryiemstv APK na komponenty dovkillia shliakhom rozrobky ta obgruntuvannia kompleksnykh resursoefektyvnykh i ekolohichno bezpechnykh inzhenernykh rishen z utylizatsii orhanichnykh vidkhodiv pererobky biomasy.

Dlia dosiahnennia mety vyrisheno taki zavdannia: 1) Otsineno strukturu vidkhodiv zernopererobnoi ta oliino-zhyrovoi haluzei i kharakter yikhnoho nehatyvnoho vplyvu na dovkillia. 2) Rozghlianuto metodolohiiu otsinky rivnia bezvidkhodnosti za dopomohoiu intehralnoho koefitsiienta (Kb) ta metodyky vyznachennia fizyko-khimichnykh parametriv biomasy (volohist, zolnist, dyspersnist). 3) Rozrakhovano tekhnolohichni parametry presuvannia sumishi luzghy ta vysivok dlia otrymannia kondytsiinoho biopalyva. 4) Obgruntovano alternatyvnyi ekolohichnyi napriamok materialnoho retsyklinhu vysivok dlia vyrobnytstva teploizoliatsiinykh budivelnykh eko-plyt. 5) Vyznacheno konstruktyvni parametry koheneratsiinoi ustanovky na biomasi teplovoiu potuzhnistiu 4,5 MVt, obiemy utvorennia dymovykh haziv ta parametry systemy pylovlovliuvannia. 6) Otsineno komertsiinu ta ekolohichnu efektyvnist investytsiinoho proiektu modernizatsii vyrobnytstva. Metody doslidzhennia: ompleksnyi analiz masovoho balansu materialnykh potokiv; metody matematychnoho modeliuvannia protsesiv bezvidkhodnosti; inzhenerni ta termodynamichni rozrakhunky teploheneruiuchoho ta presovoho obladnannia; metody dyspersiinoho analizu ta pylovlovliuvannia dlia rozrakhunku ekolohichnykh aspiratsiinykh traktiv.