Біогазова установка на твердих побутових відходах

При сортуванні сміття, серед іншого, утворюється велика кількість харчових відходів до 30%-35% від загального об'єму. Харчові відходи при анаеробному бродінні дають біогаз.

Таким чином, сміттєпереробний завод може користуватися біогазом або електрикою при спалюванні біогазу.

Харчові відходи отримані після відділення на сміттєпереробному заводі мають деякі відмінності від інших органічних відходів:

1. Наявність неорганічних з'єднань до 15% від загального об'єму.
2. Морфологія й розмір фракцій.

Тому харчові відходи переробляються за спеціальною двостадійною технологією. Особливість полягає в наявності додаткової ділянки попередньої підготовки харчових відходів.

1. Після розподілу харчові відходи з різним фракційним складом транспортуються до механічного подрібнювача.

2. Утворена в результаті здрібнювання однорідна маса із залишками неорганічних і мінеральних включень надходить на наступну ділянку видалення неорганічних включень.

Видалення неорганічних фракцій (із щільністю меншою, ніж вода) забезпечується за допомогою гідравлічного відстоювання в спеціальному резервуарі. Неорганічні включення щільністю менше 800 кг/м³ спливають у верхній шар і приділяються спеціальним пристроєм.

3. Нейтралізація водяного розчину органічних сполук від вірусів і бактерій провадиться в трубчастому стерилізаторі при температурі близько 700⁰С протягом 1 години.

4. Насосом з резервуара водяний розчин транспортується в критий резервуар, що є акумулятором на період стерилізації.

5. З акумулятора розчин насосом подається на трубчастий стерилізатор на вході якого встановлений теплообмінник. Нагрівання розчину відбувається в теплообміннику й витримується необхідний час у трубчастому стерилізаторі. У такий спосіб розчин циркулює протягом 1 години по замкнутому контуру акумулятор - насос - стерилізатор.

Під час нагрівання в критому резервуарі водяний розчин знижує щільність до 850 кг/м³, що робить більш якісним процес осадження фракцій з більшою щільністю. Для реалізації цього процесу напрямок потоку змінюється під кутом 90⁰, і в нижній частині збираються дрібні частки важких фракцій. Ці частки вивантажуються шнековим транспортером, що встановлений у нижній частині резервуара.

Підготовлений водяний розчин органічних речовин здобуває якість живильного субстрату для мікроорганізмів.

6. Далі субстрат після витримки на ділянці стерилізації транспортується насосом на ділянку гідролізу (реактор гідролізу), у якому він перебуває 8-10 діб. Там створюються спеціальні температурні умови, підвищується вологість і контролюється рівень рН.

7. З реактора гідролізу йде дозована подача у ферментатор, що є найважливішим чинником для збереження бактеріального балансу.

8. Біогаз збирається в зовнішніх газгольдерах, виготовлених з міцного розтяжного матеріалу.

Необхідною умовою протікання реакції є температура розчину 25-28⁰С и ретельне перемішування. Тому резервуар обладнаний внутрішнім настінним радіатором опалення й системою механічного перемішування.

Субстрат містить найпростіші спирти й ацетат, які розчинні у воді.

Отриманий субстрат під тиском завантажується в герметичний ферментатор бродіння, де проходить остаточна стадія переробки гною в біогаз й біодобрива протягом 30 діб.

Необхідною умовою проходження реакції є температура розчину 36-38 С^o і рівномірне завантаження субстрату по всій площі реактора. Подача сировини у ферментатор відбувається 8-12 разів на добу в програмно-тимчасовому режимі за допомогою насоса.

Всередині реактора знаходиться система змішування, що гарантує повне й дбайливе перемішування. Вивантаження перебродженого субстрату відбуваються автоматично з такою ж періодичністю, як і завантаження. Керування роботою всієї біогазової станції провадиться по командах від центрального програмного модуля в програмно-тимчасовому режимі й по датчиках граничних значень.

Вироблений біогаз збирається в газгольдері. Газгольдер використовується як перекриття ферментатора біогазової установки й виконує функцію зберігання газу. Мембрана має високу стійкість до ультрафіолету й озону, і низьку пропускну здатність біогазу. Матеріал стійкий до підпалу і є надзвичайно розтяжним.

Відведення біогазу відбувається по трубопроводу, що оснащений пристроями автоматичного відводу конденсату й запобіжних пристроїв, які захищають газгольдер від перевищення припустимого тиску. Пристрої працюють по датчиках граничних значень.

З газгольдера йде безперервна подача біогазу на когенераційну установку або систему очищення газу. Перероблений субстрат після установки подається на сепаратор. Система механічного розділення працює від 8-12 разів у добу в програмно-тимчасовому режимі й розділяє залишки бродіння після ферментатора на тверді й рідкі біодобрива.

Транспортування твердої фракції біодобрив здійснюється навантажувачем, а транспортування рідкої фракції - за допомогою насоса й трубопроводу в лагуну для зберігання. Тверді добрива можна використовувати на власних полях або підсушувати, запаковувати в мішки й продавати.

 

 

Рисунок 2 - Газгольдер

И однієї тони харчових відходів можна отримати 160-200 м³ біогазу

 

Рисунок 3 – Загальний вигляд біогазової установки на харчових відходах