Quanto Biogas Produce la Digestione dei Fanghi
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Quanto biogas produce la digestione dei fanghi?
Se si chiede una resa di biogas, si ottiene un numero senza una base. Per tonnellata di fanghi? Per metro cubo di digestore? Per chilogrammo di solidi volatili alimentati o distrutti? Ciascuno di questi è un modo legittimo di esprimerla e ciascuno produce un valore molto diverso, motivo per cui gli studi di fattibilità spesso discordano con i dati di impianto di un fattore due.
La base più utile e più trasferibile è il gas prodotto per chilogrammo di solidi volatili distrutti, perché separa ciò che la biologia ha ottenuto dalla quantità di materia prima disponibile. Su questa base, la digestione dei fanghi municipali produce circa un metro cubo di biogas per chilogrammo distrutto, con un contenuto di metano del 55-65 percento.
1. Quanto gas per chilogrammo di solidi volatili?
Circa da 0,8 a 1,2 metri cubi di biogas per chilogrammo di solidi volatili distrutti, con un metro cubo per chilogrammo come valore di pianificazione usuale.
· Il Valore di Pianificazione: Circa 1,0 metro cubo di biogas per chilogrammo di solidi volatili distrutti è ampiamente utilizzato per i fanghi municipali.
· Contenuto di Metano: Il biogas da fanghi di depurazione è tipicamente composto dal 55-65 percento di metano, con la maggior parte del resto costituita da anidride carbonica più tracce di idrogeno solforato, azoto e vapore acqueo.
· Contenuto Energetico: Con il 60 percento di metano, il biogas trasporta circa 21-23 megajoule per metro cubo, equivalenti a circa 6,0-6,5 kilowattora.
· Gas per Metro Cubo di Digestore: Con un carico tipico, un digestore mesofilo ben gestito produce circa 0,5-1,0 metri cubi di biogas per metro cubo di volume del digestore al giorno.
· Perché la Base Conta: Citare per tonnellata di fango alimentato nasconde sia il contenuto di solidi che la distruzione ottenuta - convertire sempre in per chilogrammo distrutto prima di confrontare.
2. Cosa Significa Questo per un Impianto Reale?
Un esempio pratico vale più di un intervallo. Prendiamo un impianto da 100.000 abitanti equivalenti con digestione dei fanghi misti.
· Produzione di Fanghi: A circa 100 grammi di solidi secchi per abitante equivalente al giorno, l'impianto produce circa 10.000 chilogrammi di solidi secchi al giorno.
· Frazione volatile: Con il 65 percento di solidi volatili, si tratta di circa 6.500 chilogrammi di solidi volatili alimentati al giorno.
· Distruzione: Con una distruzione del 45 percento, circa 2.900 chilogrammi di solidi volatili vengono distrutti al giorno.
· Produzione di gas: A un metro cubo per chilogrammo, si ottengono circa 2.900 metri cubi di biogas al giorno, di cui circa 1.750 metri cubi sono metano.
· Equivalente energetico: Circa 17.500 kilowattora al giorno di energia lorda, equivalenti a una potenza termica continua vicina a 730 kilowatt, o circa 290 kilowatt di potenza elettrica in un'unità di cogenerazione.
3. Cosa aumenta o riduce la resa?
Composizione della materia prima, pretrattamento, temperatura, tempo di ritenzione e stabilità del processo. Cinque variabili spiegano gran parte della differenza tra gli impianti.
· Fanghi primari rispetto a fanghi attivi di supero: i fanghi primari sono più biodegradabili e danno una resa maggiore per chilogrammo distrutto; i fanghi attivi di supero sono più difficili da degradare.
· Pre-trattamento: L'idrolisi termica, la disintegrazione ultrasonica o meccanica aumentano sostanzialmente sia la distruzione raggiunta che la resa di gas.
· Co-digestione: L'aggiunta di rifiuti alimentari, grassi, oli e lubrificanti o glicerina aumenta notevolmente la produzione di gas ed è la via più rapida per ottenere più energia da un digestore esistente.
· Temperatura e ritenzione: Temperature più elevate e una ritenzione adeguata aumentano la distruzione; una ritenzione breve causata da sovraccarico fa l'opposto.
· Stabilità del processo: L'inibizione da ammoniaca, la limitazione di solfuri e oligoelementi sopprimono tutti la resa, motivo per cui il monitoraggio degli acidi grassi volatili e dell'alcalinità è importante.
Base | Valore Tipico | Uso |
Per kg di solidi volatili distrutti | 0,8-1,2 m3 di biogas | La base di pianificazione più trasferibile |
Contenuto di metano | 55-65 percento in volume | Definisce il valore energetico e l'idoneità del motore |
Contenuto energetico al 60 percento di metano | 21-23 MJ per m3, circa 6,0-6,5 kWh | Dimensionamento dell'impianto di cogenerazione e della caldaia |
Per m3 di volume del digestore al giorno | Circa 0,5-1,0 m3 di biogas | Verifica di coerenza del dimensionamento del digestore |
Per tonnellata di fango alimentato | Altamente variabile | Confrontabile solo quando è indicato il contenuto di solidi |
Assicurazione ingegneristica e supporto al progetto
Ogni serbatoio consegnato da Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd. (Center Enamel) è progettato secondo gli standard AWWA D103-09 e EN 1090, con verifica agli elementi finiti dei carichi su scocca, tetto e bocchelli, fusione a 820-930°C sotto controllo ISO 9001 e ISO 45001, testato con rilevatore di continuità a 1500 V sul cento per cento della superficie, e assemblato con bulloni di grado 8.8 e sigillante certificato dal produttore. Le stime di produzione di gas sono elaborate a partire dalla caratterizzazione dei fanghi e dalle ipotesi di degradazione, con volume del digestore, miscelazione, riscaldamento e gestione del gas dimensionati in base al profilo di produzione di gas risultante.
Domande frequenti (FAQ)
Quanto metano è presente nel biogas da fanghi di depurazione?
Tipicamente dal 55 al 65 percento in volume, con la maggior parte del resto composta da anidride carbonica e piccole quantità di vapore acqueo, azoto e acido solfidrico. Il contenuto di metano determina il valore energetico e se il gas è adatto al motore o alla caldaia previsti.
Quanta energia c'è in un metro cubo di biogas?
Con il 60 percento di metano, circa 21-23 megajoule, equivalenti a circa 6,0-6,5 kilowattora per metro cubo. Un'unità di cogenerazione converte tipicamente circa il 35-40 percento di questa energia in elettricità, con il resto recuperato come calore.
Quanto gas produce un impianto equivalente a 100.000 abitanti?
Utilizzando cifre tipiche - circa 100 grammi di solidi secchi per abitante equivalente al giorno, 65 percento di solidi volatili e 45 percento di distruzione - l'impianto produrrebbe circa 2.900 metri cubi di biogas al giorno, contenenti circa 1.750 metri cubi di metano.
La co-digestione aumenta la resa di gas?
Sì, sostanzialmente. L'aggiunta di rifiuti alimentari, grassi, oli e lubrificanti o glicerina introduce materiale facilmente biodegradabile ed è di solito il modo più rapido per aumentare la produzione di gas da un digestore esistente, soggetto alla capacità di miscelazione, ai limiti di ammoniaca e all'equilibrio degli oligoelementi.
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