Биогазовая станция с производством биогаза и компоста из биоотходов

Некоторые установленные станции

2011 Электростанция на био-массе, Kassel-Lohfelden

• - Потребление био-отходов: 23.000 т/г
• - 8 Биохимических сушильных реакторов по 280 м³
• - 1 Водосборник на 950 м³
• - 1 Газовый двигатель "Otto"

2011 Электростанция на био-массе, Uelzen

• - Потребление: 11.000 т/г (с возможностью увеличения до 18.000 t/a)
• - 4 Биохимических сушильных реактора по 350 м³
• - 1 Водосборник на 800 м³
• - 2 Газовых двигателя "Otto" с электромощностью 190 кВт

2014 Электростанция, на био-массе, Дания

• - Мощность: 28.000 т/г
• - Органическое вещество из смешанных отходов
• - 5 Биохимических сушильных реакторов и 4 сушильные камеры
• - Подписание контракта 25.06.2014

Производство биогаза и компоста

Преимущества использования метода:

Способ сухого ферментирования / био-газ

• -  Оптимальное извлечение газа при мин-ной длительности цикла! Высокая производительность субстрата до 16,5 раз увеличения объема сухой ферментации в год!
• -  Минимальное потребление электроэнергии от 1 до 3 %!
  1. Низкий уровень потребления термоэнергии от 10 до 15 %!
  2. Надежная дегазация био-шлама и дальнейшая очистка от запаха!
• -  Уровень распада био-шлама : от III до IV !
• -  Отсутствие избыточной влаги!
• -  Недорогая и простая интеграция установки на территории работающего завода или станции!
• -  Применение малокалорийного горючего газа

Преимущества сухой ферментации  к влагосодержащей:

• Небольшое потребление воды, отсутствие пульпы
• Незначительное потребление энергии
• Низкий уровень амортизации
• Незначительное влияние примесей и переокисления
• Модульные, расширяемые элементы завода
• Отстойник меньшего размера на базе более высокой калорийности субстратов
• Эффект взаимодействия при использовании с\х техники и машин по работе с отходами
• Простое штабелирование при хранении био-шлама

Био-газ и компост

Технологический и производственный процесс

Система получения компоста работает на базе модульной конструкции и подходит любому типу предприятия. Камера выдержки и разложения имеет годовую производительность ~ 1.250 - 8.200 Mg. Пик получаемых объемов отходов приходится на осенний и весенний периоды.

1.Прием био-отходов

На переработку поступают такие материалы как:

• Био-отходы (пищевые, садовые, парковые): разные источники, отдельные поставщики
• Зеленые отходы (отдельные поставки коммунальных и промышленных предприятий): содержание контейнеров, рыночных свалок

Не обрабатываются:

• Материалы, не указанные в распоряжении о перечне отходов (AVV), или материал, не пригодный для данной установки.
• Шлам очистных сооружений. Но, он может быть использован для компостирования отдельно. Для этого предлагается рассмотреть соответствующую технологию.

Переработка других органических материалов (производственные отходы предприятий пищевой промышленности, отходы субпродуктов мясокомбинатов и т.д.) организуется дополнительно при согласовании.

2.Подготовка

Перед фазой интенсивного разложения био-масса проходит механическую обработку в камере. Важность этой процедуры связана с созданием максимальной поверхности воздействия, где будут развиваться бактерии и микроорганизмы в процессе важно гниение.

Обеспечить однородность различных исходных материалов, определить параметры вентиляции. Измельченные зеленые отходы, добавляют для структурирования смеси. Смешивание разных видов сырья происходит посредством их прохождения через шредерный измельчитель. Он обеспечивает мягкую обработку отходов и хорошее разделение волокон древесных материалов. В результате получают однородную сырьевую массу.

В качестве структурного материала также может быть использован отсев обогащенной компостной фракции, если будет недостаточно других видов структурных элементов.

3.ИнтенсивноЕ разложение в камерах

Интенсивное разложение происходит в закрытых камерах, непроницаемых для воздуха и жидкости. Камеры выполнены из бетона и снабжены изоляцией. Это позволяет внутренним процессам проходить независимо от изменений и условий окружающей среды.

Интенсивное разложение проходит 4 фазы :

Фаза1: Достижение рабочей
температуры ~ 45°C

Фаза 2: Основная фаза расщепления при температуре 45-50°C

Фаза 3: Гигиеническая очистка материала при 60°C, удаление отработанного воздуха, период ~ 3 дня. (Опционально предоставляется инструкция по тестированию камеры.)

Фаза 4: Охлаждение свежего компоста и извлечение избыточной влаги (уровень влаги для периода выдержки / отстоя после окончания интенсивного разложения составляет ~ 45 %)

В период интенсивного разложения и посредством контролируемой подачи воздуха, в течение кратчайшего  времени  происходит  микробиологическое разложение органической субстанции. Продуктом распада являются газовые и парообразные вещества, преимущественно CO2 и H2O. В процесс не включаются трудно разлагающиеся вещества. Свежая, требующая ферментации биомасса доставляется колесным погрузчиком в камеру разложения. Высота слоя на перфорированном настил основания устанавливается в соответствии с весом засыпаемого объема, размером составляющего вещества и уровнем влаги.

Поскольку пространство под перфорированной панелью основания разделено вдоль / поперек длины камеры отдельными сигментами (от 6 до 15) воздушных каналов, части смеси разложения могут вентилироваться раздельно.

Дальнейшее преимущество системы состоит в том, что вентилировать можно и частично наполненную камеру. Во избежание нагрузки испарений, получаемые отходы должны быть тщательно обработаны и загружены в камеру в течение первого дня. Исключение составляют зеленые отходы, которые складируются отдельно от обрабатываемой массы и домешиваются по мере необходимости, сохраняя структурность бродильной смеси.

После того, как камера заполняется до передней опорной плиты, закрывается установленная внутри запорная решетка и происходит наполнение следующего пустого пространства. Затем ворота камера закрываются, и находящееся по периметру уплотнение закрывает камеру герметически.

Интенсивность вентиляции в период активного разложения автоматически управляется компьютером с учетом потребности кислорода и температуры рабочей смеси.

Программа по управлению вентиляцией, установка по обогащению и очистке воздуха

Территория получения отходов и переработки, а также площадки с внутренним транспортом находятся под управляемым воздухообменом и фильтрационной системой от одного до трех уровней для вытяжки любых возможных выбросов. Откачанный и наполненный газами воздух направляется в процесс разложения.

Отработанный при вентилировании камер разложения воздух насыщен водным паром, CO2 и зловонными запахами. Сначало он проходит через воздухо-водо-теплообменник (W/L), затем подается на био-фильтрацию. 

Большой биофильтр оборудован измерительным апаратом TOC, делающим замеры по содержанию и количеству примесей, вызывающих запахи. Данные регистрируются постоянно, что позволяет в любое время определить состав выбросов.

Повышение температуры воды охлаждения снимается в открытом испарительном воздухоохладителе с выводом разницы температур в атмосферу. В процессе получения компоста производственные помещения могут использовать энергию, производимую в камере разложения (по выбору заказчика). Применение биологически генерируемого тепла существенно снижает расходы по эксплуатации.

Воспринимаемые человеческим обонянием и выделяемые бродящей смесью испарения являются водорастворимыми. Следовательно, их вывод возможен посредством охлаждения в отводящем водухе. Накапливаемая в воздушном потоке вода конденсата собирается и в обогащенной форме используется как расходная вода (по выбору заказчика).

Приток воздуха может предварительно нагреватьтся через теплообменник воздух-воздух. Или, происходит прямое соединение теплого и влажного отводящего потоков. Это сокращает фазу настройки смеси (особенно в холодное время года) и гарантирует гигиенизацию материала по краевым полям и основанию камеры.

Возможность возникновения инфильтрационных вод, которые могут собираться в первые дни процесса компострования вследствие перфорированного настила, контролируется отводящим насосом, направляющим влагу в водосборный колодец. Остюда биологически нагруженные инфильтрационные воды подаются на ороше-ние камеры с последующим выпариванием. Внешний инфильтрат, который нужно ликвидировать снаружи камеры, технологически недопустим.

На базе закрытого процесса интенсивного разложения, из био и зеленых отходов через 7-10 дней созревает свежий компост. В течние этого времени достигается потеря массы в размере 25-50 %, что зависит от состояния флоры и типа смеси. В среднем потеря массы составляет 35%. Получаемый свежий компост при соблюдении рекомендаций по использованию может применяться сразу или складированный в буртах подвергается дополнительному брожению.

Электронная обрабока данных, управление

Процес разложения в течение 7-10 дневной активной фазы постоянно мониторится и управляется компьютерной системой наблюдения. Параметры смеси, которые должны быть достигнуты, сравниваются с действительными на данный момент характеристиками, которые можно регулировать автоматически. Программируемый логический контроллер работает самостоятельно, ведя весь процесс разложения в каждой камере.

Модульная конструкция установки позвляет утстановить для каждой отдельной камеры разложения и каждой загрузки свои параметры по достижению веса, объема, температуры и состава готовой смеси. Все текущие данные о состоянии активной субстанции регистрируются и оценивается программой управления. Выдача данных производится на монитор или принтер.

Кроме этого ведется регулярная статистика рабочих процессов. Отклонение от запланированных параметров получаемой смеси можно определить и проанализировать заранее. Условия для каждой отдельной камеры выводятся на табло управления, расположенное на каждой камере, а также регистрируются в центральной системе головного компьютера. Возможные нарушения в конкретной камере и при каждой отдельной загрузке анализируются с последующими рекомендациями по оптимизации процесса разложения. Учет температурных характеристик каждой загрузки технологически подтверждает гигиенизацию каждой камеры.

4.Склад / дополнительное брожение, последующая обработка

Сформированный свежий компост отправляется на дополнительное перегнивание / отстой и, через короткий промежуток времени, может быть утилизирован как свежий продукт при соблюдении требований федеральной надзорной комиссии по работе с био-отходами.

Дополнителный этап разложения / перегнивания как правило предусматривает наличие открытой площадки, оборудованной защитой от инфильтрационных вод. Для дальнейшего процесса компост укладывают трехугольными буртами высотой 2,5 м. Перемешивание осуществляеться по необходимости. Для определения момента перемешивания производится постоянный контроль температуры в буртах. Рыхление и переброс осуществляет аппарат или колесный погрузчик после предварительного смачивания буртов. Увлажнение является особенно необходимым при снижении уровня влаги ниже 40%. Содержание влаги компоста при извлечении из камеры соответствует 45%, что является результатом работы компьютерной системы и контролируемых ей процессов.

5.Выбросы, испарения, вредные газы

Ведение процесса, период и степень разложения

Компьютерное управление каждой камеры делает возможным оптимальный процесс компостирования для каждой загрузки с учетом индивидуальных потребностей сырья. Регулирующие параметры помогают выставить необходимые для разложения время и условия, программируя получение конкретного состава компоста. В зависимости от загруженного сырья варьируются: время пребывания в камере от 7 до 10 дней, температурный режим и связанный с этим выход CO2, а также плотность материала и его воздухопроницаемость. После пребывания в камере и не зависимо от загруженого сырья, достигается II уровень разложения. Последующее складирование и дополнительная обработка в течение 10-12 недель, как правило, повышают степень разложения до IV.