Промышленная резка бетона: rezkabetona.su
На главную  Энергоэффективность 

Биогаз

Известно несколько десятков микроорганизмов, которые раскладывают сложные органические вещества на простые жирные кислоты и свыше десятка, которые перерабатывают эти кислоты на метан и СО Если идет речь о биогазе, имеют в виду, что источником его образования являются твердые органические отходы. Но есть так же и другой значительный потенциал получения биогаза путем анаэробной ферментации органических веществ растворённых в сточных водах, в особенности промышленных, где концентрация составляет десятки килограмм ХСК на 1 м3 воды. Больше всего растворённых органических веществ есть в сточных водах всех без исключения пищевых предприятий. В соответствии с данными Института охраны водных ресурсов (Харьков) только предприятия по переработке молока, производству сахара и спирта ежегодно сбрасывают большее 1 млн. тон ХСК. Сюда надо добавить так же стоки от других пищевых производств (мясо, пиво, безалкогольные напитки, вино, дрожжи и др.). Эти отходы загрязняют поверхностные и подземные воды, образовывая угрозу для нормального существования всего живого в воде.

 

Современная технология для локального очищения стоков есть и уже десятки лет внедряется во всех странах мира, она имеет подавляющие преимущества перед классической, которую используют на городских очистительных сооружениях. Это анаэробная биотехнология, которая приспособлена для обезвреживания (биологического распада) органических веществ в анаэробной среде. Эта технология как и внедряется, как локальная, для предшествующего очищения высококонцентрированных стоков непосредственно на тех предприятиях, которые создают эти стоки. Анаэробная технология имеет много преимуществ над аэробной. Некоторые из них перечислены ниже.

 

Затраты электроэнергии снижаются с 2 квт·ч на каждый кг ХСК до 0,25 квт·ч., значит на 86,5% за счет отсутствия аэрации. Условно от анаэробной переработки 2 млн.т органических веществ, которые сбрасываются в Украине в пищевой промышленности, можно получить годовую экономию 3,5 млрд. квт·ч электроэнергии ежегодно. Примечание: ХСК (химическое потребление кислорода), БСК (биологическое потребление кислорода). Эти показатели характеризуют степень загрязненности сточных вод органическими веществами. На 1 кг переработанной ХСК выделяется 0,35 м3 чистого метана или 0,45 м3 биогаза. В масштабе Украины это может составить ежегодно фактически 1 млрд. м3 биогаза, полноценного энергоносителя, который используется во всех случаях, где используется природный газ. Сжигание 1м3 биогаза на современной когенерационной установке дает принцип. возможность получить 2 квт·ч. электроэнергии и 4 квт·ч. тепловой энергии в виде горячей воды.

 

На действующих аэрационных сооружениях из любого 1 кг сброшенного ХСК получается 0,59 кг органической биомассы - отмерших аэробных микроорганизмов. Эта биомасса имеет весьма плохие характеристики с позиции ее утилизации. Она имеет коллоидную структуру и обезвоживается до 10-12% сухого вещества только при использовании дорогих полиэлектролитов. По данным Европейского Агентства охраны окружающей среды утилизация 1 т сухого ила стоит от 60 до 400 Евро. По этой причине избыточная биомасса накапливается на огромных бетонированных свалках, где частично высыхает и вывозится в отвалы, а в основном масса гниет. Например, на городских аэрационных сооружениях Днепропетровска под свалки отведена площадь 140 га. За счет постоянного гниения биомассы загрязняются подземные воды, а в окружающую среду выделяется большое количество парниковых газов (СН4, СО . Метантенки для утилизации избыточного ила фактически нигде не работают. Возникает вопрос - или тратить 2 квт.год. энергии на аэрацию для удаления 1 кг ХСК из сточной воды, а потом тратить дополнительно средства и энергию на сооружение и работу метантенков, или получать биогаз уже на стадии очищения сточных вод. Надо отметить, что при применении анаэробной ферментации получается всего 0,03 кг биомассы на 1 кг снятой ХСК. Остаток органических веществ преобразуется в метан.

 

на данный момент в каждом городе на аэрационные сооружения сбрасывается до 30% сточных вод бытового характера. Остаток это высококонцентрированные, или разбавленные свежей водой стоки промышленных предприятий. В особенности злоупотребляют разбавлением предприятия, где используется весьма дешевая свежая вода из артезианских буровых скважин. Именно по этой причине концентрация сточных вод украинских пивоварен у десятки раз ниже аналогичных предприятий Запада. Но, как не разбавляй, а в канализацию ежесуточно сбрасывается 6000 кг ХСК, если мощность пивзавода составляет 10 млн. декалитров в год. Заводы по производству хлебных дрожжей снимают до 250 кг ХСК на тонне продукции. Где-то посредине по количеству загрязнений находятся молокоперерабатывающие заводы. Нетрудно составить представление, какие резервы экономичности энергоресурсов существуют в наших городах.

 

так же одна черта анаэробной биотехнологии - короткий срок возвращения капиталовложений. В странах Западной Европы за счет экономичности энергии, получения и утилизации биогаза, снижения платы за очистку, окупаемость капиталовложений составляет 1-3 года. Компактность анаэробных станций очистки, полная герметичность и отсутствие запахов, архитектурные формы разрешают сооружать их на территории предприятий даже в густонаселенных кварталах городов. Таких примеров есть тысячи.

 

Среди преимуществ анаэробной биотехнологии крайне не желательно не отметить значительное снижение выбросов в атмосферу метана и СО2, которые являются основными газами, которые служат причиной глобального потепления. Например, снижение эмиссии парниковых газов в перерасчете на углеродный эквивалент составляет фактически 2 млн. тон СО2 на протяжении амортизационного периода эксплуатации дрожжевого завода мощностью 120 тон в сутки.

 

Внедрение анаэробной биотехнологии одновременно решает несколько важных проблем: энергосбережение; разгрузка городских аэрационных станций; снижение эмиссии парниковых газов. На 1 приведена схема сравнительных затрат энергии на 1 кг удаленной ХСК

 

Диаграмма энергосбережения

 

- Аэробный цикл; - Анаэробний цикл

 

Эмиссия тепличных газов: СО2 + СН4 на 1 кг удалённой ХСК
Аэробный цикл: CO2 => 2 кВт·ч * 0.965 = 1.93 кг/кг ХСК CH4 (в единицах CO => 0.58 * 0.25 * 20 = 2.9 кг/кг ХСК
Анаэробний цикл: CO2 => 0.27кВт·ч * 0.965 = 0.26 кг/кг ХСК

 

Диаграмма снижения эмиссии парниковых газов На Украине уже есть опыт внедрения анаэробной биотехнологии. Введенный в эксплуатацию на Яготинском сахарном заводе промышленный модуль, рассчитанный на переработку 1т. ХСК в сутки прошел успешное испытание в сезон переработки сахарной свеклы в 2001 году. На протяжении трех суток после подачи сточных вод на реактор была достигнута полная мощность модуля. Организационно-техническую подготовку выполнили ООО Микробиологические системы (Киев) и ОАО Нефтехиммашпроект (Киев). Основная часть оборудования поставлена фирмой Биотан (Нидерланды). В 2002 г. крупнейший в Украине завод по производству хлебных дрожжей ЗАО Ензим (Львов) начал подготовку к внедрению полномасштабной промышленной станции анаэробного очищения сточных вод. Планируется установить реактор, рассчитанный на мощность переработки до 37 тон ХСК в сутки. Лицензионные узлы будут поставлены фирмой Биотан (Нидерланды), одной из ведущих фирм Западной Европы в области анаэробного очищения сточных вод. Консультативную помощь предоставляет ООО Микробиологические системы (МБС), которая и разработала исходные данные на проектирование.

 

Надо отметить, что качество сточных вод даже на одинаковых по профилю предприятиях может иметь значительные отличия. Поэтому решение о промышленном внедрении можно принимать только после определения качественных характеристик сточных вод и выяснения эфф. их очищение анаэробным способом на пилотном уровне. ООО Микробиологические системы (МБС) уже выполнило несколько пилотних проектов с участием специалистов из Нидерландов и имеет необходимые знания и опыт в распространении анаэробной биотехнологии.

 



Новая страница 1. Борьба кланов или конфликт страт. В чем смысл новых энергоинициати. Перевод котельных в режим мини-ТЭЦ на базе паровинтового расширителя.

На главную  Энергоэффективность 





0.0064
 
Яндекс.Метрика