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.

Scopul lucrării este de a crește producției de biogaz și de energie electrică în instalațiile de biogaz prin fermentarea comună a gunoiului de grajd cu adaos de săpun derivat din deșeurile de săpun provenite din producția de biodiesel. Pentru a atinge acest obiectiv, au fost rezolvate următoarele sarcini: a fost determinată producerea de biogaz din gunoiul de grajd de bovine cu adaos de săpun pentru un regim periodic de încărcare cu substrat; cu considerarea datelor obținute a fost elaborat modelul matematic al producerii de biogaz pentru un regim cvasi-continuu de încărcare a substratului în fermentator și a fost confirmată adecvarea acestuia. Noutatea lucrării constă în faptul că, în conformitate cu cercetările experimentale la producerea biogazului la modul de încărcare periodică, prin utilizarea acestui model se asigură o predicție a producerii în cantități maxime de biogaz pentru modul cvasi-continuu de încărcare a fermentatorului. Fermentarea metanică a substratului a fost realizată într-o instalație de biogaz de laborator cu un volum efectiv de 30 l la temperatrura de 40°C prin adăugarea a 1,7 kg de gunoi de grajd de bovine și 2,5 kg de apă a unei pietre de săpun cu un volum de 0, 25, 50 și 100 ml, sau 0%, 0,6%, 1,2% și 2,4% din masa substratului. Semnificația rezultatelor cercetării constă în faptul, că la adăugarea de săpunuri la substrat într-un regim de încărcare periodică a fermentatorului se atestă o creștere generală a producerii de biogaz de aproximativ 2 ori fără prezența diauxiei. Fermentarea maximă a gunoiului de grajd de bovine cu un adaos de 0,6% de săpun este de 1,144 l/(Hg DAS), 1,2% de săpun - 1,885 l/(Hg DAS), 2,4% de săpun - 1,3 l/(Hg DAS).

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/(час.кг СОВ), 1,2% соапстока – 1,885 л/(час.кг СОВ), 2,4% соапстока – 1,3 л/(час.кг СОВ). Оптимальное содержание соапстока в субстрате для квазинепрерывного режима загрузки метантенка, при котором выход биогаза будет максимальным (1,91 л/(час.кг 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.