Технология получения биогаза

МИНИСТЕРСТВО ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА РСФСР

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

АКАДЕМИЯ КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА им. К.Д. ПАМФИЛОВА

Утверждаю

Директор

АКХ им. К.Д. Памфилова

В.В. Шкирятов

Ноября 1989 г.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ
ПОЛУЧЕНИЯ БИОГАЗА С ПОЛИГОНОВ
ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

Отдел научно-технический информации АКХ

Москва 1990

Настоящий технологический регламент содержит основные положения, которые должны учитываться при разработке проектов сооружения систем сбора и утилизации биогаза, образующегося на полигонах (свалках) в результате анаэробного разложения твердых бытовых отходов. Технологический регламент является дополнением к «Инструкции по проектированию и эксплуатации полигонов для твердых бытовых отходов», утвержденной Минжилкомхозом РСФСР 21.08.81, в части получения биогаза.

На основе проведенных исследований и патентного поиска разработаны технология сбора биогаза, конструкции газовых скважин, аппарата по очистке и осушке биогаза. Даны рекомендации по трассировке и расчету газопроводов, подбору вентиляторов, электродвигателей, материалов и запорной арматуры.

Технологический регламент разработан отделом санитарной очистки городов АКХ им. К.Д. Памфилова (кандидаты техн. наук Н.Ф. Абрамов, Е.М. Букреев, инж. А.Ф. Проскуряков) и предназначен для специалистов жилищно-коммунального хозяйства, занимающихся вопросами обезвреживания и захоронения твердых бытовых отходов.

Процесс разложения твердых бытовых отходов (ТБО), на 55 - 70 % состоящих из органических соединений, протекает во многом идентично процессу сбраживания сильно загрязненных сточных вод или осадка очистных сооружений городской канализации. В результате этого процесса образуется биогаз, имеющий теплоту сгорания 18900 - 25100 кДж/м³ (4500 - 6000 ккал/м³) и следующий усредненный состав, %: метан - 50 - 65, диоксид углерода - 30 - 45, сероводород - 0,2 - 0,8, азот, кислород, водород - 1 - 2, ароматические углеводороды, сложные эфиры - до 1. Средняя влажность биогаза - 35 - 40 %.

Очисткой от балласта, сероводорода и осушкой теплоту сгорания биогаза можно увеличить до 27200 - 31400 кДж/м³ (6500 - 7500 ккал/м³), или до 80 % теплоты сгорания природного газа.

Полученный на полигонах ТБО биогаз может использоваться в качестве топливного материала для коммунально-бытовых целей и сельского хозяйства, а также для выработки электроэнергии. Одновременно утилизация биогаза с полигонов позволяет улучшать экологическую обстановку на них, уменьшить загрязнение атмосферы и практически исключить самовозгорание отходов.

Технологический регламент содержит технологии и оптимальные данные получения и утилизации биогаза с действующих и закрытых полигонов ТБО.

СОСТАВ ПРОЕКТА

Состав проекта системы сбора и утилизации биогаза с полигона ТБО включает ведомости документов и чертежей основного комплекта, ссылочных и прилагаемых документов, основных комплектов, спецификаций, согласований, потребности в материалах; пояснительную записку с обоснованием принятых решений и гидравлическим расчетом газопроводов; спецификацию оборудования; технические условия на прокладку газопроводов; технические условия на противокоррозионную защиту (при необходимости); план полигона с нанесенных скважинами, трассами газопроводов, а также потребителями биогаза; сводный геодезический план; технологический план трассы; продольные профили газопроводов; типовые и рабочие чертежи отдельных узлов газопроводов, скважин, оборудования по очистке и осушке биогаза; смету расходов; расчеты себестоимости получения 1 м³ биогаза и срока окупаемости капитальных вложений.

Проект системы сбора и утилизации биогаза выполняется в соответствии с техническим заданием, СНиП 2.04.08-87 и «Правилами безопасности в газовом хозяйстве».

Проекты газопроводов выполняются на топографических планах и масштабах, предусмотренных ГОСТ 21.610-85.

Пояснительная записка содержит разделы: технологический, санитарно-технический, электротехнический, гидравлический расчет газопроводов, технико-экономический.

При проектировании систем сбора и утилизации биогаза для действующих или вновь организуемых полигонов перечисленными материалами дополняется соответствующие разделы состава проекта, предусмотренного пунктом 1.1 «Инструкции по проектированию и эксплуатации полигонов для твердых бытовых отходов» (М., Стройиздат, 1983).

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОГАЗА

Технология получения биогаза включает две технологические схемы: получение биогаза с эксплуатируемых полигонов и получение биогаза с закрытых полигонов.

Перед разработкой проекта системы сбора и утилизации биогаза с эксплуатируемого полигона определяют состав и свойства поступающих на него ТБО, вместимость и срок эксплуатации полигона, схему и максимальную высоту складирования отходов, рН вытяжки из отходов, гидрогеологические условия земельного участка, а также составляют уравнение водного баланса полигона. На основании перечисленных материалов подготавливают количественный прогноз образования биогаза с 1 т ТБО и дают заключение о целесообразности его утилизации.

Перед разработкой проекта системы сбора и утилизации биогаза с закрытого полигона на нем бурят скважины, определяют состав биогаза и его свойства, степень разложения ТБО, содержание в них органики, рН, влажность. Так как содержащееся в ТБО органическое вещество имеет различную интенсивность разложения, необходимо определять общее органическое вещество и активное органическое вещество. С учетом этих данных, а также анализа климатических условий расположения полигона дают заключение о целесообразности разработки проекта.