Ile biogazu produkuje fermentacja osadu?
Utworzono Dzisiaj
Ile biogazu produkuje fermentacja osadów ściekowych?
Zapytaj o wydajność biogazu, a otrzymasz liczbę bez podstawy. Na tonę osadu? Na metr sześcienny komory fermentacyjnej? Na kilogram lotnych substancji stałych podanych lub rozłożonych? Każdy z tych sposobów jest uzasadnioną metodą wyrażania tej wartości i każdy daje bardzo inny wynik, dlatego studia wykonalności tak często różnią się od danych z instalacji nawet dwukrotnie.
Najbardziej użyteczną i najbardziej uniwersalną podstawą jest ilość gazu wytworzonego na kilogram rozłożonych lotnych substancji stałych, ponieważ oddziela to osiągnięcia biologiczne od ilości dostępnego surowca. Na tej podstawie fermentacja osadów komunalnych daje około jednego metra sześciennego biogazu na kilogram rozłożonej masy, przy zawartości metanu 55–65 procent.
1. Ile gazu na kilogram lotnych substancji stałych?
Około 0,8 do 1,2 metra sześciennego biogazu na kilogram zniszczonych substancji stałych, przy czym jeden metr sześcienny na kilogram jest zwykle stosowaną wartością planistyczną.
· Wartość planistyczna: Około 1,0 metra sześciennego biogazu na kilogram zniszczonych substancji stałych jest powszechnie stosowane dla osadów komunalnych.
· Zawartość metanu: Biogaz z osadów ściekowych zawiera zazwyczaj 55-65 procent metanu, a większość pozostałej części to dwutlenek węgla oraz śladowe ilości siarkowodoru, azotu i pary wodnej.
· Zawartość energii: Przy 60 procentach metanu biogaz niesie około 21-23 megadżuli na metr sześcienny, co odpowiada około 6,0-6,5 kilowatogodzinom.
· Gaz na metr sześcienny komory fermentacyjnej: Przy typowym obciążeniu, dobrze prowadzona fermentacja mezofilowa wytwarza około 0,5-1,0 metra sześciennego biogazu na metr sześcienny objętości komory fermentacyjnej dziennie.
· Dlaczego podstawa ma znaczenie: Podawanie wartości na tonę doprowadzonego osadu ukrywa zarówno zawartość substancji stałych, jak i osiągnięty stopień rozkładu - zawsze przeliczaj na kilogram zniszczonych substancji stałych przed porównaniem.
2. Co to oznacza dla rzeczywistej oczyszczalni?
Przykład obliczeniowy jest wart więcej niż zakres. Weźmy oczyszczalnię o równoważniku 100 000 mieszkańców z fermentacją osadów zmieszanych.
· Produkcja osadów: Przy około 100 gramach suchej masy na równoważnik liczby mieszkańców na dobę, oczyszczalnia wytwarza około 10 000 kilogramów suchej masy na dobę.
· Frakcja lotna: Przy 65 procentach suchej masy organicznej to około 6500 kilogramów suchej masy organicznej dostarczanej dziennie.
· Rozkład: Przy 45 procentach rozkładu, około 2900 kilogramów suchej masy organicznej jest rozkładanych dziennie.
· Produkcja gazu: Przy jednym metrze sześciennym na kilogram, daje to około 2900 metrów sześciennych biogazu dziennie, z czego około 1750 metrów sześciennych to metan.
· Równoważnik energetyczny: Około 17 500 kilowatogodzin dziennie energii brutto, co odpowiada ciągłej mocy cieplnej blisko 730 kilowatów, lub około 290 kilowatów mocy elektrycznej w jednostce kogeneracyjnej.
3. Co zwiększa lub zmniejsza wydajność?
Skład surowca, obróbka wstępna, temperatura, czas retencji i stabilność procesu. Pięć zmiennych wyjaśnia większość różnic między instalacjami.
· Osad pierwotny a osad czynny: Osad pierwotny jest bardziej biodegradowalny i daje wyższą wydajność na kilogram rozłożonej masy; osad czynny (nadmierny) jest trudniejszy do rozłożenia.
· Wstępna obróbka: Hydroliza termiczna, dezintegracja ultradźwiękowa lub mechaniczna znacznie zwiększają zarówno stopień rozkładu, jak i wydajność gazu.
· Współfermentacja: Dodanie odpadów spożywczych, tłuszczów, olejów i smarów lub gliceryny znacznie zwiększa produkcję gazu i jest najszybszą drogą do uzyskania większej ilości energii z istniejącej komory fermentacyjnej.
· Temperatura i czas zatrzymania: Wyższa temperatura i odpowiedni czas zatrzymania zwiększają rozkład; krótki czas zatrzymania spowodowany przeciążeniem działa odwrotnie.
· Stabilność procesu: Inhibicja amoniakiem, siarczkami oraz ograniczenie pierwiastków śladowych zmniejszają wydajność, dlatego monitorowanie lotnych kwasów tłuszczowych i zasadowości ma znaczenie.
Podstawa | Typowa wartość | Zastosowanie |
Na kg zniszczonych substancji stałych lotnych | 0,8-1,2 m3 biogazu | Najbardziej uniwersalna podstawa planowania |
Zawartość metanu | 55-65 procent objętości | Określa wartość energetyczną i przydatność dla silników |
Zawartość energii przy 60 procentach metanu | 21-23 MJ na m3, około 6,0-6,5 kWh | Dobór mocy CHP i kotłowni |
Na m3 objętości komory fermentacyjnej na dzień | Około 0,5-1,0 m3 biogazu | Kontrola poprawności wymiarowania komory fermentacyjnej |
Na tonę podawanego osadu | Bardzo zmienny | Porównywalny tylko przy podanej zawartości substancji stałych |
Zapewnienie jakości inżynierskiej i wsparcie projektowe
Każdy zbiornik dostarczony przez Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd. (Center Enamel) jest zaprojektowany zgodnie z normami AWWA D103-09 i EN 1090, z weryfikacją metodą elementów skończonych obciążeń płaszcza, dachu i króćców, spawany w temperaturze 820–930°C pod kontrolą ISO 9001 i ISO 45001, testowany na przebicia przy napięciu 1500 V na stu procentach powierzchni oraz montowany przy użyciu śrub klasy 8.8 i uszczelniacza certyfikowanego przez producenta. Szacunki produkcji gazu są opracowywane na podstawie charakterystyki osadu i założeń dotyczących rozkładu, a objętość komory fermentacyjnej, mieszanie, ogrzewanie i system gospodarki gazowej są dobierane do wynikowego profilu produkcji gazu.
Często zadawane pytania (FAQ)
Ile metanu znajduje się w biogazie z osadów ściekowych?
Zazwyczaj 55–65 procent objętości, przy czym większość pozostałej części to dwutlenek węgla oraz niewielkie ilości pary wodnej, azotu i siarkowodoru. Zawartość metanu decyduje o wartości energetycznej i o tym, czy gaz nadaje się do danego silnika lub kotła.
Ile energii zawiera metr sześcienny biogazu?
Przy 60 procentach metanu, około 21–23 megadżuli, co odpowiada około 6,0–6,5 kilowatogodzin na metr sześcienny. Jednostka kogeneracyjna zazwyczaj przekształca około 35–40 procent tej energii na elektryczność, a pozostała część jest odzyskiwana jako ciepło.
Ile gazu produkuje oczyszczalnia odpowiadająca 100 000 równoważnej liczbie mieszkańców?
Stosując typowe wartości - około 100 gramów suchej masy na równoważnik liczby mieszkańców na dobę, 65 procent substancji lotnych i 45 procent redukcji - oczyszczalnia wytwarzałaby około 2900 metrów sześciennych biogazu na dobę, zawierającego około 1750 metrów sześciennych metanu.
Czy współfermentacja zwiększa wydajność gazu?
Tak, znacząco. Dodawanie odpadów żywnościowych, tłuszczów, olejów i smarów lub gliceryny wprowadza łatwo ulegający rozkładowi materiał i jest zwykle najszybszym sposobem na zwiększenie produkcji gazu z istniejącej komory fermentacyjnej, z zastrzeżeniem wydajności mieszania, limitów amoniaku i równowagi pierwiastków śladowych.
·
WhatsApp