Сміттєпереробним підприємствам

Комунальним підприємствам міським очисним спорудженням.

Виробництво біогазу дозволяє запобігти викидам метану в атмосферу. Метан впливає на парниковий ефект в 21 разів більш сильно, ніж С₂, і перебуває в атмосфері 12 років. Уловлювання метану - кращий короткостроковий спосіб запобігання глобального потепління.

 

ТЕХНОЛОГІЯ ДОБУВАННЯ Й УТИЛІЗАЦІЇ БІОГАЗУ

ПОЛІГОНІВ ТПВ

Ефективне управління переробкою відходів дозволяє не тільки запобігти деградації й знищення природних комплексів, але й оздоровити соціально-економічну ситуацію в регіоні. Грамотне управління відходами спричиняє:

• поліпшення екологічної обстановки й здоров'я населення;
• створення нових підприємств і додаткових робочих місць;
• скорочення відчуження земель під смітники.

У зв'язку з різким загостренням енергетичної кризи в Україні, а також погіршенням економічної обстановки, все більш актуальним стає вирішення питань залучення в народне господарство нетрадиційних джерел енергії, одним із яких є біогаз, що утворюється на смітниках і полігонах ТПВ в результаті анаеробного розкладання органічних складових похованих побутових відходів.

Основними джерелами біогазу є такі фракції сміття як харчові відходи, папір, деревина, текстиль.

Склад біогазу, отриманого при розкладанні ТПВ наступний: метан (60%); вуглекислий газ (36%); водень (0,7%); сірководень (1-2%); азот (1,5%); ароматичні вуглеводні (0,5%); галогено-ароматичні вуглеводні (0,2%).

Встановлено, що:

1. Теплотворна здатність біогазу 5,0-5,5 тис.ккал/м³ або 22 Мдж/м³.

2. При розкладанні 1 м³ ТПВ виділяється до 1,5 м³/рік біогазу в перші 15-20 років. Потім інтенсивність його виділення різко скорочується.

3. Кількість електроенергії, яку можна одержати з 1 м³ біогазу дорівнює 1,8 кВт/г.

Площадка складування (полігон), заповнена твердими побутовими відходами, являє собою біохімічний реактор, у якому при анаеробному розкладанні органічних компонентів утворюються метаноутримуючі гази «біогаз».

У більшості розвинених країн світу наявність системи збору й утилізації біогазу є обов'язковою вимогою при будівництві полігонів ТПВ.

При відсутності на полігонах ТПВ газозбірної системи біогаз, що утворюється при розкладанні відходів, потрапляє в навколишнє середовище, заражаючи його шкідливими для людини, тварин і рослин речовинами.

При концентрації біогазу в повітрі понад 15%, воно може самозайнятися й вибухнути. Наслідки вибухів самі різні, але всі вони викликають необхідність відбудовних робіт. Для запобігання цих явищ, і для одержання нетрадиційного поновлюваного джерела енергії пропонується біогаз витягати з полігона ТПВ й утилізувати його як моторне паливо у двигунах-генераторах, а також використовувати його в котельнях для одержання тепла для потреб госпдвору полігону ТПВ.

Організується мережа вертикальних газодренажних свердловин, які з'єднуються лініями газопроводів. Компресорна установка створює в газопроводі розрідження, необхідне для транспортування газів. У такий спосіб газ подається до блоку компримірування й, далі, до блоку утилізації.

До споживача направляється готовий продукт у вигляді тепла або електроенергії.

 

Рисунок 1 - Блок-схема установки для видобутку й утилізації біогазу

 

Як приклад збору й утилізації біогазу полігона ТПВ розглянемо проект інституту "Укркомунндіпрогрес".

Біогаз, що утворився в товщі похованих на полігоні ТПВ, витягається через спеціально пробурені свердловини за допомогою вакуум-насосів і по системі трубопроводів надходить у газозбірні пункти й потім через вологовідділювач і установку очищення в газорегуляторну установку й далі на утилізацію.

До складу комплексу споруджень входять:

- група газозбірних свердловин;

-газозбірні пункти із запірно-регулюючою й контрольно-вимірювальною апаратурою;

- насосна станція з водокільцевими вакуум-насосами в якій розміщені й вологовідділювачів й адсорбери;

- будівлю двигун-генераторної, де виробляється з біогазу електроенергія;

- газорегуляторна установка.

Всі спорудження, крім свердловин і газозбірних пунктів, розташовуються за межами зони складування ТПВ на території госпподвір’я.

Пристрій і принцип збору біогазу.

Для збору й відведення біогазу з товщі ТПВ на полігоні буровим способом споруджують свердловини із кроком 30 м по всій площі полігона, які з'єднуються між собою трубопроводами.

Свердловини буряться на всю глибину шару складованих відходів до протифільтраційного екрана. У якості газовідводних труб використовуються перфоровані поліетиленові труби. Отвори або пропили розташовуються в шаховому порядку. Верхня частина труби довжиною 1,5-2,0 м повинна бути суцільною, без перфорації. Нижня частина свердловини засипається щебенями великих фракцій, потім в неї опускається труба.

Простір між трубою й стінкою свердловини засипається щебенями. Площа навколо свердловини радіусом 1,5 - 2,0 м ізолюється шаром глини товщиною 0,3 - 0,4 м.

Устя свердловини обладнується з/б плитою ПО-2 і камерою, у якій розташовується запірно-регулюючі арматури й пробоввдбірник для контролю хімічного складу біогазу.

1. Зі свердловини біогаз по магістральному трубопроводу, що об'єднує до 9 свердловин, надходить до газозбірних пунктів.

2. Свердловина підключається до магістрального газопроводу за допомогою гумово-тканинного рукава.

3. Насосна станція (дегазаційна установка ДУ) призначена для добування біогазу з товщі сміття шляхом відсмоктування через свердловини й забезпечує його стабільне надходження на установку утилізації.

Вакуум-насоси прийняті з електродвигунами у вибухобезпечному виконанні.

Вакуум-насоси створюють у системі трубопроводів незначне зниження тиску (близько 10 см водяного стовпа), достатнє для того, щоб газ дифундував зі сміттєвої товщі в газозбірники й на подолання місцевих опорів газопроводів.

4. У будівлі насосної встановлені вологовідділювачі й установка для очищення біогазу (адсорбер і фільтр).

Вологовідділювач – горизонтальна циліндрична ємність із поперечними перегородками.

За рахунок різкого зменшення швидкості газового потоку, волога осаджується на пластинах, стікає в нижню частину ємності й періодично видаляється.

5. Очищення біогазу відбувається в адсорберах - вертикальних циліндрах зі знімною кришкою. Усередині знаходяться контейнери, у які завантажується сорбент. Днище контейнера виконане з металевої сітки з осередками 2 - 4 мм. Завантаження - активоване вугілля АГ-3 (АГ-5) або цеоліт.

Швидкість руху біогазу через шар сорбенту 5 - 7 мм/с; час контакту газу із сорбентом - 5 хв.

6. Для згладжування нерівномірності надходження й споживання біогазу служить газорегуляторна установка (резервуари-накопичувачі) з регуляторами тиску газу.