Инструкции за определяне на национални технически изисквания към съоръженията за третиране на биоотпадъците



страница1/9
Дата16.10.2018
Размер0.62 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9


Инструкции

за определяне на национални технически изисквания към съоръженията за третиране на биоотпадъците

(анаеробно разграждане)

СЪДЪРЖАНИЕ

0 Основи на процеса анаеробно разграждане 8

1 Анаеробно разграждане на биоотпадъци: основни технологии. 10

1.1 Видове технологии и процеси 10

1.1.1 Съдържание на сухо вещество 10

1.1.2 Температурен профил 11

1.1.3 Система на зареждане на входящите материали (биоотпадъци) 12

1.1.4 Едноетапни и многоетапни технологии 12

1.1.5 Тип на реакторите 13

1.1.6 Технология на смесване на входящите материали (биоотпадъци) 13

1.1.7 Блок-схема на процеса 13

2 Входящи материали (биоотпадъци) и добавки 15

2.1 Основни входящи материали (биоотпадъци) 15

2.2 Добавки 16

2.3 Етапи на процеса 16

2.3.1 Приемане и предварително третиране на отпадъците 16

2.3.2 Основни изисквания за обеззаразяване / пастьоризиране 18

2.4 Процес на ферментация 20



2.4.1 Зареждане на биореактора (ферментатора) 20

2.4.2 Ферментатори (биореактори) и съпътстващо оборудване 21

2.4.3 Управление и контрол на процеса 25

3 Материален баланс 29

4 Биогаз - качество и употреба 32

4.1 Използване на биогаз в комбинирано производство на топлинна и електрическа енергия 33

4.2 Подобряване на качеството на биогаза 33

5 Съхранение и третиране на ферментационния продукт (остатъчна органична фракция от процеса на анаеробно разграждане) 34

5.1 Производство на компост от течна или твърда остатъчна органична фракция 35

5.2 Информация за крайната употреба на ферментационния продукт (остатъчна органична фракция от процеса анаеробно разграждане) 36

6 Общи изисквания за/към оборудването и съоръженията за анаеробно разграждане 38

6.1 Сгради 38

6.2 Управление на въздействията върху околната среда и здравето на хората 38

6.2.1 Емисии на миризми 38

6.2.2 Други газови емисии 39

6.2.3 Отпадъчни води 39

6.2.4 Третиране на отпадъчните води (инфилтрата) 39

6.2.5 Течна фракция от процеса след частично обезводняване на течната органична фракция 39

6.2.6 Дъждовни води 39

6.2.7 Изисквания за опазване на здравето и защита на работниците 40

7 Речник – основни определения 41

8 Съкращения 44



СПИСЪК НА ФИГУРИТЕ


Фигура 1: Разграждане на органичните вещества при анаеробни условия (източник: Университет за наука и технологии, (източник: „Phoang“, http://home.postech.ac.kr/)). 8

Фигура 2: Система за мокра ферментация във вертикални реактори 11

Фигура 3: Хоризонтална система за суха ферментация, (източник: „Kompogas“) 11

Фигура 4: Система за анаеробно разграждане на партиди (източник: „Bekon“) 12

Фигура 5: Блок-схема на процеса на анаеробно разграждане 14

Фигура 6: Основни групи материали (биоотпадъци), подходящи за компостиране или анаеробно разграждане 15

Фигура 7: Сравнителна схема на различните видове предварително третиране 18

Фигура 8: Примерно оборудване за пастьоризиране (източник: „Bios1 Gmbh“) 19

Фигура 9: Система за зареждане на входящите материали: чрез тръбопровод (източник: „Veltrass“) и чрез челен товарач 20

Фигура 10: Пример за биогаз, образуван на дъното на ферментатора (източник „Valorga“) и механичен смесител 24

Фигура 11: Пример за топлообменник, за предварително нагряване на входящите материали (биоотпадъци) 24

Фигура 12: Възможен материален баланс на технологията за мокра ферментация на биоотпадъците 29

Фигура 13: Възможен материален баланс на технологията за суха непрекъсната ферментация на биоотпадъците 30

Фигура 14: Възможен материален баланс на технологията за суха прекъсната ферментация на биоотпадъците на партиди 31

Фигура 15: Пример за съоръжение с твърда и гъвкава структура за съхранение на биогаз 32

Фигура 16: Пример за непокрити и покрити съоръжения за съхранение на ферментационния продукт (остатъчна органична фракция от процеса на анаеробно разграждане) 34




СПИСЪК НА ТАБЛИЦИТЕ


Таблица 1: Принципен химически процес на аеробен и анаеробен метаболизъм 8

Таблица 2: Потенциал на основните входящи материали (биоотпадъци) за производство на биогаз 16

Таблица 3: Предимства и недостатъци на различните видове смесителни устройства, (източник: „CITEC“, 2004 г.) 22

Таблица 4: Степен на зареждане с органични вещества, в зависимост от технологията на ферментиране 26

Таблица 5: Основни параметри, които се наблюдават по отношение на входящите материали и органичната фракция по време на процеса 26

Таблица 6: Време на хидравлично задържане на материала в реактора, в зависимост от вида на реактора 28

Таблица 7: Очаквано съдържание на метан, в зависимост от основната технология на подобряване качеството на метана 33

Таблица 8: Очаквана ефективност на сепариране на остатъчната органична фракция на твърда и течна фаза, в зависимост от избраната технология 35

Таблица 9: Нива на органичен и неорганичен азот (N) в остатъчната течна/твърда органична фракция 35

Таблица 10: Задължителни параметри за компоста/ферментационния продукт, които трябва да бъдат етикетирани, в съответствие с Наредбата за третиране на биоотпадъците 36


0Основи на процеса анаеробно разграждане


Анаеробно разграждане, е процес на контролирано разграждане на биоразградими материали (биоотпадъци), при контролирани анаеробни условия в отсъствието на кислород. По принцип, процесът изисква задължително предварително подгряване на материалите (биоотпадъците) за поддържане на факултативни анаеробни бактерии, които превръщат (лесно) биоразградимите органични вещества в биогаз и ферментационен продукт (остатъчна органична фракция).

Основните биологични етапи, свързани с разграждането на органичните вещества, са обобщени в следната блок-схема:




Фигура 1: Разграждане на органичните вещества при анаеробни условия (източник: Университет за наука и технологии, (източник: „Phoang“, http://home.postech.ac.kr/)).

Таблица 1: Принципен химически процес на аеробен и анаеробен метаболизъм

АЕРОБНО КОМПОСТИРАНЕ

C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O

освободена енергия = – 2875 kJ/Mol

АНАЕРОБНА ФЕРМЕНТАЦИЯ

C6H12O6  3 CO2 + 3 CH4

освободена енергия = – 132 kJ/Mol

+ ИЗГАРЯНЕ

3 CH4 + 6 O2  3 CO2 + 6 H2O

освободена енергия = – 2671 kJ/Mol

Като цяло по време на целия процес на анаеробно разграждане до получаването на метан протичат три основни реакции/фази:



  • хидролиза;

  • образуване на киселини (acidogenesis/ацидогенеза); и

  • образуване на метан (methanogenesis/метаногенеза).

Въпреки, че процесът на анаеробно разграждане включва три отделни фази, всички биохимични реакции възникват едновременно и са взаимозависими.

Хидролизата е биохимична реакция, при която сложните органични молекули се разграждат до разтворими мономери. Тази реакция се катализира от ензим, който се отделя от хидролитични и ферментационни бактерии (целулаза, протеаза и липаза). Крайните продукти от тази реакция са разтворими захари, аминокиселини, глицерол и дълго верижни карбонови киселини.

Процесът на образуване на киселини (ацидогенеза) се улеснява от микроорганизми, известни като формиращи киселини, които трансформират продуктите от хидролизата в прости органични киселини като оцетна, пропионова и маслена киселина, както и етанол, въглероден диоксид и водород.

По време на фазата на образуване на киселини протичат две химични реакции: ферментация и реакция на образуване на киселини. При ферментацията, разтворимите органични продукти от процеса на хидролиза са трансформират в прости органични съединения, предимно летливи (късоверижни) мастни киселини като пропионова, мравчена, маслена, валерианова киселини и т.н., кетони и алкохоли.

Процесът на образуване на киселини завършва с ферментация на въглехидратите, като в резултат се получават ацетатни съединения, въглероден диоксид (СО2 ) и водород (Н2), които могат да бъдат използвани от бактериите, образуващи метан. Присъствието на водород е от критично значение при образуването на съединения като пропионова и маслена киселина. Тези реакции могат да се осъществят само ако концентрацията на Н2 е много ниска.

Важни реакции по време на етапа на образуване на киселини са превръщането на глюкозата до ацетат, както и превръщането на етанол и бикарбонат до ацетат.



Процесът на образуване на метан (метаногенеза) е реакция при която разтворимите вещества се превръщат в метан с помощта на микроорганизми. Две трети от общото количество метан се получава чрез трансформиране на оцетна киселина или чрез ферментация на алкохоли (например метанол), получен във втората фаза на процеса. Другата една трета от произведеният метан се получава в резултат от намаляването на въглеродния диоксид в сместа посредством водород.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница