За определяне на национални технически изисквания към съоръженията за


Хомогенизиране и смесване на входящите материали



страница16/19
Дата15.10.2018
Размер8.23 Mb.
#89137
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   19

5.1.9Хомогенизиране и смесване на входящите материали


Една от основните цели за използване на свежи входящи материали (биоотпадъци) за компостиране е да се постигнат максималните възможните нива на влага и в същото време да се осигури достатъчно пространство на порите, за да може да протича адекватно обмяната на газовете в рамките на купа/реда с компост. Идеята е да се постигнат оптимални условия на разграждане, без допълнително обръщане, поливане или всяка друго третиране на материала (биоотпадъците). В закритите/затворените системи с принудително аериране, трябва равномерно и умерено да се подава въздушния поток.

Само хомогенното и цялостно смесване на различните входящи материали позволява постигане на ефективни условия на процеса компостиране. Следователно, съоръжение и оборудване за смесване на материалите (биоотпадъците) трябва да бъде на разположение по всяко време.

За да се постигне оптимизирана микробиологична трансформация, трябва да бъдат установени следните фактори:


  • наличието на свободно достъпна вода;

  • достатъчно и равномерно разпределение на поресто пространство, за продължително аериране и обмен на газовете;

  • добре балансирано съотношение въглерод/азот (C / N).





Фигура 27: Избор на оптимално съдържание на вода по време на процесите на разграждане и узряване



Наличие на свободно достъпна вода

Оптималното съдържание на вода в сместа от входящи материали (биоотпадъци) зависи от капацитета за задържане на вода и структурата/разпространението, и размера на частиците.

В хомогенно смесените материали, е възможно съдържанието на влага да достигне около 70% в свежите материали.

Съдържанието на вода, осигурявайки най-добрите условия за процеса компостиране, намалява с продължаващия процес на разграждане и минерализация: средно от 65% в началната фаза на компостиране до 40/35 % свежа маса при окончателното узряване.


Необходимост от наситен с въздух обем на порите

Минималната пропорция на порите, наситени с въздух обикновено е 30-50% (v/v). Това осигурява достатъчно количество кислород. В допълнение, излишният въглероден диоксид (CO2) и топлина се отделят от купа/реда с компост. Следователно, хранителните отпадъци, прясно окосената трева или други материали (биоотпадъци) с висока обемна плътност (малко свободно поресто пространство) трябва да се смесват с надробени дървесни отпадъци, за да се осигури необходимата механична структурна стабилност. В противен случай не може да бъде постигнато в достатъчна степен, естествено аериране на куповете/редовете с компост, чрез конвекция.

Важно е да се отбележи, че системите за принудително аериране също така могат да не успеят да осигурят минимални оксидиращи условия, ако обемът на порите, наситени с въздух е твърде малък.

Съотношение въглерод/азот (C/N)

Фигура 28: Загубата на азот (N), по време на процеса компостиране, зависи основно от съотношението въглерод/азот (C/N) в сместа от входящи материали
От първостепенно значение е, микробиологично достъпните източници на въглерод (C) и азот (N) да са осигурени в добре балансирано съотношение.

Целта е да се предотвратят:



  • прекомерни емисии на амоняк, причинени от излишъкът на достъпни източници на азот (N);

  • инхибиране на разграждането и образуването на хумус, поради липса на налични източници на азот (N).

Указаната стойност за оптимизирано съотношение на въглерод/азот (C/N), в първоначалната смес от материали (биоотпадъци) е:

C/N = (20) 25-35 (40): 1

Таблицата по-долу предоставя пример за съотношение на въглерод/азот (С/N) в най-важните входящи материали (биоотпадъци).


Таблица 20: Съотношение въглерод/азот (C/N) на типични входящи материали (биоотпадъци), които се използват за процеса компостиране


Входящи материали / биоотпадъци

Съотношение въглерод/азот (C/N)

Входящи материали / биоотпадъци

Съотношение въглерод/азот (C/N)

Оборска тор

Зелени отпадъци

Течна оборска тор (урина)

2-3

Трева

12-25

Оборска тор от домашни птици, без подложка

10

Смесени фини градински отпадъци

20-60

Компост от оборска тор от едър рогат добитък

10

Растения от картофи

25

Оборска тор от домашни птици + слама

13-18

Надробени обемисти храсти

23-31

Оборска тор от едър рогат добитък с малко слама

20

Смесени листа

30-60

Оборска тор от коне

25

Листа (ясен, габър)

25

Оборска тор от домашни птици + голяма пропорция слама, използвана за подложка

30

Листа (липа, дъб, бреза, топола, бук)

40-60

Биоотпадъци

Иглолистни дървета

30-100

Зеленчуци

10-20

Слама (ечемик, бобови растения)

40-50

Хранителни отпадъци (ресторанти)

12-20

Слама (овес)

60

Биоотпадъци от преработването на плодове и зеленчуци

15-25

Слама (ръж, пшеница)

100

Смесени кухненски отпадъци

20-23

Дървесна кора

100-130

Цветя и смесени растителни отпадъци

20-60

Богати на лигнин дървесни отпадъци

100-150

Кухненски отпадъци

23

Други

Плодове, зеленчуци

35

Торф

30-50

Хартиени отпадъци

120-170

Стърготини

100-500




Хартия и картон

200-500

Източник: Ф. Амлингер (2005 г.)

Формули, използвани за изчисляване на съотношението въглерод/азот (C/N) в първоначалната смес от входящи материали (биоотпадъци)
(А) Изчисляване на полученото съотношение въглерод/азот (C/Nm) при смесване на определени количества (t) от (n) входящи материали, с известно индивидуално съотношение въглерод/азот (C/N1...n)


C/NM

=

(C/N1...n  t1...n)

––––––––––––––

t1...n


C/NM .... съотношение въглерод/азот (C/N) на окончателната смес от входящи материали (биоотпадъци);

C/N1...n .... съотношение въглерод/азот C/N на индивидуалните материали (биоотпадъци) 1 … n;

t1...n .... количество (тона) на индивидуалните материали (биоотпадъци) 1 … n;
(Б) Изчисляване на необходимото количество (tX) на индивидуалните входящи материали (биоотпадъци) с известно съотношение въглерод/азот (C / NX), за получаване на необходимото съотношение въглерод/азот (C/N) в крайна смес от входящи материали (биоотпадъци) за компостиране (C / Nm).


tX

=

tA (C/NM – C/NA)

––––––––––––––



C/NX – C/NM

tX.... необходимо количество на индивидуалните входящи материали (биоотпадъци) с известно съотношение въглерод/азот (C/N), което трябва да бъде добавено в сместа;

C/NX .... съотношение въглерод/азот (C/N) индивидуалните входящи материали (биоотпадъци), което трябва да бъде добавено в сместа;

tA.... количество (тона) на сместа от входящи материали (биоотпадъци), за която се определя съотношението въглерод/азот (C/N;

C/NA .... съотношение въглерод/азот (C/N)на сместа от входящи материали (биоотпадъци), за която се определя съотношението въглерод/азот (C/N;

C/NM .... изискуемо съотношение въглерод/азот (C/N) на окончателната смес от входящи материали (биоотпадъци).

Процедури и техники за смесване и хомогенизиране на първоначалната смес от входящи материали (биоотпадъци)

Смесването на отделните входящи материали (напр. разделено събрани при източника кухненски и хранителни отпадъци с зелени отпадъци от градините и парковете, надробени дървесни отпадъци и храсти), по принцип може да се извършва със същите машини и оборудване, което се използва за механично обръщане и смесване на куповете/редовете с компост (например, челен товарач, оборудване за обръщане на редовете с компост, оборудване за разпръскване на твърда оборска тор). Използването на специфично оборудване за смесване (барабани, винтови смесители и други подобни) е рентабилно (икономически обосновано) само, когато се третират количества биоотпадъци над 50 тона дневно.

Повечето от машините за смесване позволяват на оператора да добавя вода и добавки (като прах от камъни, почва, зрял компост), които по този начин се смесват хомогенно в материала.

Най-често използваният метод при компостирането на открито е разполагането на отделен слой на основните компоненти и добавки по цялата дължина на купа/реда, като след това материалите заедно се смесват с помощта на оборудване за обръщане. Доказано, е че този метод е много ефективен, особено при смесването на тежки материали (утайки от ПСОВ) с надробени обемисти материали.

Най-често разпространеното оборудване за смесване е винтовият смесител, който също така осигурява леко надробяване на материалите.


    1. Активна фаза на разграждане

      1. Определение

В рамките на активната фаза на разграждане (интензивна фаза на разграждане; термофилна фаза) се осъществява интензивно микробно разграждане на лесно разградимите органични вещества.

Активната фаза на разграждане се определя като термофилен етап на процеса, който завършва, когато температурите паднат до постоянно ниво под 45°С.

В добре управляваните процеси на компостиране, общият период на протичане е между 5 до 10 седмици.

Активната фаза на разграждане може да протече в един или два етапа:



  • едноетапна система:

  • цялата термофилна фаза се извършва в една непрекъсната система за компостиране, докато се постигне необходимата стабилност за узряване (типичен пример: компостиране на открито с пасивно или с принудително аериране).

  • двуетапна система:

  • първият етап на разграждане се извършва в техническа, реакторна система за компостиране (например хале, тунел). След определен период от време (въпреки че полученият продукт не отговаря на необходимите критерии за стабилност, за узрял компост), материалите се отстраняват от реактора или тунела и постъпват във втора зона на разграждане, където условията са все още термофилни (> 45 °С). Тези етапи се извършват върху открита площадка с пасивно или активно аериране, или в друга затворена система с принудително аериране.

Най-важните системи за компостиране, използвани в практиката са:

  • компостиране на редове на открито, с пасивно или принудително аериране, с различна честота на обръщане и форми и размери на редовете;

  • компостиране на редове в закрито помещение (хале), с принудително аериране, с различна технологии за предоминантно автоматично обръщане и честота и форма на редовете;

  • компостиране на редове на открито и от части покрити редове, с принудително аериране и покритие с полу-пропускливи мембрани (например „Gore ™ Cover System“);

  • компостиране в контейнер с принудително аериране и с различна честота на обръщане;

  • компостиране в тунел с принудително аериране (периодично);

  • барабанна динамична система компостиране, която може да работи непрекъснато (въпреки това не се използва много често);

В Таблица 21 са представени основните особености на откритите и закритите/затворените реакторни системи за компостиране.
Таблица 21: Сравнение на затворените/закрити реакторни системи и откритите системи за компостиране, експлоатационните параметри и параметрите на разграждане

Контролни параметри

Закрити/затворени системи за компостиране

Открити системи за компостиране

Контрол на процеса

Възможност за технически контрол на параметрите на процеса компостиране като: доставка на кислород (O2), концентрация на въглероден диоксид (CO2) в изходящия въздух, температура, влажност.

Най-важното в затворените системи е поддържането на достатъчно съдържание на вода както и избягване на сухото стабилизиране на ранен етап.

В допълнение всяка седмица до две седмици компоста се обръща, за да се преструктурират куповете/редовете с компост.

Водата се добавя най-вече от пръскачки.

В повечето съоръжения след фазата на обеззаразяване и интензивно разграждане материал се извлича от реактора или тунела за разграждане и се компостира върху твърда повърхност с принудително аериране.


Контролът на процес се осъществява чрез обръщане на редовете/куповете с компост.

Поливането се извършва за предпочитане, чрез пръскане по време на обръщането с инжектори, монтирани на оборудването за обръщане.

Контролът на влажността се осъществява визуално или чрез тест за изстискване в ръка.

Контролът на температурата се осъществява с калибрирани температурни сонди или чрез наблюдение на температурата в реално време посредством безжичен пренос на данните до компютърната система за мониторинг.

По желание: чрез сонди се измерват стойностите на кислород (O2) или въглероден диоксид (CO2).


Зависимост от климатичните условия

По принцип не са зависими от климатичните условия.

Зависят от метеорологичните условия.

В случай на съоръжения с изградени навеси, или ако куповете/редовете с компост са покрити с геотекстилно покритие се осигурява независимост от валежите.

Покритието може да се постави ефективно със специално оборудване за механично навиване


Управление на отпадъчните води

Рециклирайки отпадъчни води обратно в процеса, както и отстраняването на водата, обогатена с отработен въздух чрез биофилтър позволява на закритите/затворените системи, обикновено да произвеждат излишна отпадъчна вода. Като правило, инфилтрата и повърхностните води от зоните за съхранение и откритите зони за узряване - в зависимост от климатичните условия - могат да се използват за поливане по време на интензивната фаза на разграждане.

В случай на покрити площадки за компостиране или на места с малко валежи (<400-600 l/m²) и ако влажността се управлява правилно, значително може да се намали количеството на излишната вода.

В площадките за компостиране на открито, без навес, инфилтрата и повърхностните води, трябва да се събират и съхранява в басейн за задържане или в специален съд.

Отпадъчните води, до голяма степен, се използват за поливане, по време на процеса на компостиране. Излишната вода може да се разпространи върху земята (в случай на одобрение от компетентния орган), или да се достави в пречиствателна станция за отпадъчни води (ПСОВ).


Обеззаразяване

Ефективно термично обеззаразяване при температура> 55°С може да бъде гарантирано за целия материал, в случай на: (а) подходяща влажност и (II) достатъчно аериране (достатъчен обем на порите и стабилна структура) се предоставя през напречното сечение на натрупания материал. Изисква се най-малко едно механично обръщане, за да се осигурят оптималните микробиологични условия на разграждане за целия материал.

Същото е валидно и за системите за компостиране на открито. В допълнение се изискват 3 до 5 обръщания на редовете с компост, по време на високо температурната фаза.

Управление на отработения въздух

Улавянето на отпадъчния въздух, включва следните възможности: (I) рециркулация, (II) третиране на газовете (III) охлаждане (IV) пречистване с биофилтър (V) третиране на излишния амоняк, чрез система от мокър скрубер (VI), доставка на кислород и т.н..

Значителен проблем при затворените системи е това, че се нуждаят от огромно потребление на енергия за осигуряване на необходимите окислителни условия в атмосферата на залата.



Системите, без принудително аериране миришещите вещества и възможните завишени парникови емисии и емисиите на амоняк могат да бъдат предотвратени, чрез непосредствено наблюдение и контрол на следните параметрите (I) състав, (II) влажност, (III) напречно сечение и размер на куповете/редовете (IV) честота на обръщане, (V ) покриване с геотекстил, (VI) избор на местоположение по отношение на чувствителните зони.

Фаза на разграждане

Съкращаване на времето за компостиране и ефективно разграждане на лесно разградимите органични съединения по време на контролираната интензивна/високотемпературна фаза от 2 до 3 седмици (при оптимизирани условия на компостиране, по този начин може да бъде постигнато 50% разграждане на първоначалното органично сухо вещество в случай на типични битови биоотпадъци).

По този начин се намаляват строгите изисквания по време на втората фаза на разграждане и узряване.



При интензивни системи на третиране (оптимизирана смес на материалите, висока честота на обръщане, точно съдържание на вода, управление въздуха и на температурата) може да бъде получен стабилен и добре овлажнен краен продукт след от 6 до 12 седмици.

Ако е налице достатъчно пространство е възможно прилагането на по-малко интензивни и по-умерени процеси. Честотата на обръщане на редовете с компост може да бъде намалена на 7 до 10 дни. В този случай, смесването на входящите материали трябва да бъде направено особено внимателно и размера (височината) на куповете/редовете с компост, трябва да се намали до около 120 cm.



Изискуема площ

Това изискване варира значително и зависи от прилаганите системи за компостиране, по време на интензивната фаза на разграждане, както и фазата на узряване. Диапазонът е от 0,3 до 5,2 m² t-1.

При оптимизирани експлоатационни условия на процеса, площта може да се намали до 1.2 m² t-1..

Необходим персонал

Изискват по-малко работни места, поради мащабната автоматизация на и контрол на процеса.

Един добре обучен оператор на съоръжение за компостиране може да произвежда до 5000 тона компост годишно. Предварително условие е, съоръжението да е оборудвано с добре функциониращи машини и оборудване (самозадвижваща се машина за обръщане, товарач с висок капацитет, машина за пресяване и т.н.)

Управление на емисиите на миризми

Вижте Глава 6.1



Емисиите на миризми могат ефективно да се предотвратят в резултат на засиленото аериране и рециркулация на отработения въздух.

Отработеният въздух или се използва за аериране на редовете с компост по време на фазата на узряване (ефект на биофилтър, снабдяване с топлина и влага) или се третира в биофилтър с или без предшестваща система с мокър скрубер.

Избягването на преждевременното охлаждане или изсушаване (суха стабилизация) е решаваща предпоставка за добре проектирано и ефективно разграждане, по време на основната, интензивна фаза на компостиране).

В противен случай се появят значителни проблеми с емисии на миризми, след извличане на суровия компост от затвореното помещение.



Една добре адаптирана смес от входящите материали, добавянето на зрял компост и почва, балансираното поливане и доставка на кислород, чрез механично обръщане могат ефективно да намалят емисиите на миризми. При рутинни условия на работа, трябва да се спазва отстояние 300 m от чувствителните зони.

Входящи материали

Вижте Глава 4



Голяма гъвкавост на процеса, възможност за третиране на широк спектър от специфични входящи материали (биоотпадъци) по отношение на силно реактивните органични вещества, влагата, структурата и т.н.

По правило са необходими по-малко обемисти и надробени (шредирани) градински отпадъци. Принудителното аериране позволява по-малък обем на порите и по-голямо пространство за зареждане на сухо органично вещество, в сравнение с редовете на открито.



Специализирани програми за обучение дават възможност на персонала на съоръженията за компостиране да управляват входящите материали и целия процес по подходящ начин. Даже по-проблематичните и богати на влага входящи материали, могат да се третират адекватно, без да създават големи проблеми.

Парникови емисии

Виж глава 0.5

Таблица 22 обобщава ключовите преимущества и недостатъци на основните технологии на компостиране.

Таблица 22: Системи и съоръжения за компостиране – основни преимущества и недостатъци; (модифицирано от „Raninger et al.”, 1999 г.




Преимущества

Недостатъци

Автоматизирани системи за обръщане на компоста

  • възможно осигуряването на непрекъснат материален поток;

  • редовно и гъвкаво обръщане на компоста;

  • по-малка площ;

  • възможна е рециркулацията на отработения въздух.

  • по-високи инвестиционни разходи в сравнение с обикновените машини за обръщане;

  • по-високи експлоатационни разходи (енергия, абразия);

  • проблеми с корозията и условията на труд в компресираните системи за аериране;

  • по-малко гъвкавост, в случай на повреда в устройството за обръщане;

  • без контрол на процеса и управление на специфичната смес от входящи материали (биоотпадъци);

  • неадекватен контрол на влажността;

  • големи загуби на енергия и вода в системите за аериране с отрицателно налягане

Тунели и контейнери за компостиране

  • разумно третиране на партидите с компост;

  • контролът на процеса може да бъде адаптиран към специфичните свойства на входящите материали (биоотпадъци);

  • механичните машини и съоръжения са подложени на корозия;

  • възможна е модулна конструкция и планиране на съоръжението

  • едновременно третиране на различни входящи материали (биоотпадъци) и суров компост

  • високи нива аериране с контрол на кислорода (> 14% (о / о) O2); възможна е рециркулация на въздуха;

  • рециклиране на инфилтрата;

  • работа с товарач в спешни случаи;

  • съкратено време на компостиране;

  • процес без отпадъчни води, тъй като водата се разпространява чрез отработеният въздушен поток

  • при добро управление, се намалява експозицията на прах и биоаерозоли

  • изисква високо квалифициран персонал

  • механично обръщане по време на активната фаза на компостиране е възможно само, когато материалът се извлече от контейнера или тунела;

  • изисква се усъвършенствана технология за пълнене и екстракция на материала;

  • проблеми с емисиите на миризми и биоаерозоли, ако стабилизирането на компоста е недостатъчно в момента на извличане от реактора.

Открита площадка със запечатана повърхност и интегрирани канали за аериране.

  • ниски инвестиционни разходи;

  • ниски изисквания за квалификация на работниците.

  • високи нива на емисии от газ;

  • отсъствие на контрол на процеса;

  • много малък контрол на влажността;

  • изисква управление на отпадъчните води.

Компостиране на редове, на открито.

  • подходящо за децентрализирани структури за третиране;

  • третиране/рециклиране близо до мястото на употреба и приложение;

  • най-ниски инвестиционни разходи в сравнение с всички други възможности за компостиране;

  • ниски изисквания за квалификация,

  • рециклиране/оползотворяване на отпадъчните води обратно в процеса или употреба върху земеделска земя

  • производителят на компост се идентифицира с продукта, който произвежда и употребява.

  • ако се третират свежи и влажни биоотпадъци (кухненски отпадъци и подобни), са нужни добавки и по-висок дял на обемисти структурни материали (слама, надробени дървесни отпадъци и храсти, прах от камъни и др.);

  • без улавяне и третиране на отработения въздух (това може да доведе до големи емисии на миризми по време на обръщането на редовете с компост);

  • без или много ограничено автоматизирано управление на процеса;

  • ако площадката за компостиране е без навес, количеството на отпадъчните води зависи от валежите;

  • изисква се минимално разстояние от 300 m до жилищните сгради, къщите, работните места,

      1. Ключови параметри на системите за компостиране

В тази глава са описани основните характеристики на системите за компостиране на открито. Тъй като ключовата технология и типа на използваното оборудване в закритите/затворените реакторни системи за компостиране са едни и същи, както и в съоръженията за механично-биологично третиране (МБТ) на остатъчната фракция от потока битови отпадъци / смесени битови отпадъци, примерното описание на тези системи е включено в практическите инструкции "Национални технически изисквания към съоръженията за механично-биологично третиране".

Данните са взети от различни проучвания, проведени в Австрия през 2004 г., в сътрудничество с австрийската асоциация за компост и биогаз.



Каталог: static -> media -> ups -> tiny -> file -> Press -> Konsultacii -> 2013 -> december
file -> Екология и околна среда
file -> Проект план за действие за опазването на червеногушата гъска (branta ruficollis) в българия за периода 2017 – 2026
file -> Проект план за действие за опазване на белоглавия лешояд (gyps fulvus)
file -> Екология и околна среда
Konsultacii -> Проект! Техническо ръководство за третиране на утайките от градските пречиствателни станции за отпадъчни води
december -> Инструкции за определяне на национални технически изисквания към съоръженията за третиране на биоотпадъците


Сподели с приятели:
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   19




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница