Download - Fabrici de Biometanizare
Proiect de TwinningPHARE RO/06/IB/EN/06
România – Regiunea Nord-Est
Galicia, Spain
The Netherlands
Bacău,Romania
Twinning project - RO/2006/IB/EN06 - Romania -North East Region
TRATAREA BIOLOGICĂ ANAEROBĂA DEŞEURILOR SOLIDE URBANE
PROCESUL DE BIOMETANIZAREEnrique López
CUPRINS
1. CONCEPTE GENERALE
2. TIPURI DE BIOMETANIZARE
3. DIAGRAMA DE PROCES
4. STUDIUL UNEI FABRICI TIP
5. BILANŢUL MASELOR
CONCEPTE GENERALE
» Transformarea biologică, în absenţa oxigenului, a compuşilor organici complecşi rezultaţi din deşeurile solide urbane , în materie organică biodegradabilă, metan şi dioxid de carbon
MATERIA ORGANICĂ
+ H2O + ELEMENTE NUTRITIVE (N / P)+ BACTERII
BACTERIINOI
+ CO2 + CH4 + NH3 + H2S
absenţa O2
CONCEPTE GENERALE
» Între procesele tradiţionale se află între procesul de separare a ambalajelor uşoare şi procesul de compostare aerob.
» Reprezintă o alternativă, încurajată prin Planul Naţional de Deşeuri Urbane care are ca scop reducerea cantităţii de deşeuri care se trimit către depozitul de deşeuri(RD 1481/2001), şi care se realizează prin valorificarea digestiei anaerobe şi ulterior compostarea.
CONCEPTE GENERALE
» Reduce volumul deşeurilor şi stabilizează activitatea biologică a deşeurilor urbane solide
» Generează un biogaz, un amestec de CH4 şi CO2care poate fi valorificat în una din instalaţiile de ardere
» Reduce timpul de stabilizare a deşeurilor solide urbanepe parcursul fermentării faţă de compostarea aerobă în aerul liber
Avantaje
CONCEPTE GENERALE
» Producerea de NH3 şi H2S, împreună cu metanul, pentru care este necesar o etapă de eliminare pentru a putea fi valorificat.
» Necesită o etapă de maturare aerobă posterioară care să transforme materialul digerat într-o adevărată compensaţie organică, prin formarea şi fixarea nitraţilor (NO3)
» Costuri ridicate ale investiţiei în comparaţie cu procesele tradiţionale de compostare
Neajunsuri
Lipide Polizaharide Proteine
AciziGraşi
Monozaharide Aminoacizi
Acid acetic
H2 + CO2
CH4 + CO2 + NH3 + H2S
HIDROLIZĂ
ACIDOGENEZA
METANOGENEZA
ETAPE ÎN DIGESTIA ANAEROBĂ
» CONCENTRAŢIE RIDICATĂ DE SOLIDE METODA USCATĂ
– % Solide totale < 30%– % Diluant (apă) > 70%
» CONCENTRAŢIE SCĂZUTĂ DE SOLIDEMETODA UMEDĂ
– % Solide totale < 10%– % Diluant (apă) > 90%
TIPURI DE BIOMETANIZARE
CARACTERIZAREA um METODAUSCATĂ
METODA UMEDĂ
% Solide Totale % < 30% < 10%
Indicele de încărcare SVB kg/m3
zi 6 a 7 0,6 a 1,6
Timpul de Reţinere Hidraulică (zile) zile 14<TRH<2
114<TRH<2
1Indicele maxim de generare a gazului (TRH= 21 zile) Nm3/t 130 110
Producerea gazului Nm3 450 – 500 Nm3/t SV intrare
Temperatura de operare proces mezofil º C 35º 35º
Temperatura de operareproces termofil º C 55º 55º
pH 6.5 a 7,5 6.5 a 7,5
Parametri Procesului
Curba caracteristică a unui digestor
130
10
110
2010
TRH (zile)
Nm
3 /t D
SU
intra
te
Curba teoretică de producere a biogazului
metoda uscatămetoda umedă
DIAGRAMA PROCESULUI METODA USCATĂ
INTRAREA
DSU
SISTEMEBALISTICE
SITĂ CU VIBRANŢIE
MĂRUNŢIREA
DIGESTIA ANAEROBĂ
DESHIDRATARE
COMPOSTARE
COMPACTARE
CERNERE
CENTRIFUGARE
PRETRATAMENT USCAT
ASPIRAREAPELICULEI
SITA TAMBUR
SEPARAREAMAGNETICĂ
GAZ
DIAGRAMA PROCESULUI METODA UMEDĂ
INTRAREADSU
SISTEME BALISTICE
SITE CU VIBRANŢII
ASPIRAREAPELICULEI
REZERVOARE
CU
MALAXOR
DEZNISIPATOR
SITE
DIGESTOR CENTRIFUGE COMPOSTARE
PRETRATAREA USCATĂPRETRATAREA
UMEDĂ
DESHIDRATARE
SEPARAREMAGNETICĂ
GAZ
CUPRINS
1. CONCEPTE GENERALE
2. TIPURI DE BIOMETANIZARE
3. DIAGRAMA PROCESULUI
4. STUDIUL UNEI FABRICI TIP
ZONA DE GAZ
ZONA DE VALORIFICARE A
GAZULUI
ZONA DE DIGESTIE
ZONA DE RECEPŢIE
ZONA DE COMPOSTARE
ZONA DE PRETRATARE
ZONA DE DEZODORIZARE
PRETRATAREA
Obiective
» Eliminarea elementelor inerte nebiodegradabile care potcauza dificultăţi în procesul de digestie anaerobă, datoritădiferenţei de densitate, având în vedere amestecul DSU-Apă, se formează interfaze care se acumulează îndigestor
– Inerte grele: nisip, sticlă, ceramică– Inerte uşoare: plastice
» Foloseşte principii mecanice de separare: Diferenţa dedensitate (elemente balistice, flotaţie), granulometria (sitetambur, site cu vibranţie, site)
TIPURI DE PRETRATARE
Pretratarea Uscată
Aplicată cantităţilor de DSU făra să fie amestecate cudiluanţi, cu o umiditate între 40- 50%Este aptă pentru digestie prin metoda uscată şi prinmetoda umedă înainte de a fi amestecat cu diluant
Pretratarea Umedă
Aplicată cantităţilor de DSU amestecate cu diluanţi,cu oconcentraţie de solide totale mai mică de 10%Este aptă pentru metoda umedă într-o etapă de separareposterioară realizării amestecului cu apa din proces.
PRETRATAREA METODA UMEDĂ
Sursă Descărcat de sita tambur din fabrica de sortare
Granulometria < 80 sau 90 mm
Compoziţia deşeului
Materie organică, plastice, metale, lemn, textile, hârtie şi carton, fracţia verde
Umiditatea În jur de 50%
INTRAREAÎN PROCES
SEPARATOR BALISTIC
DEŞEU REZIDUALGREU – RULANT
Ambalaje de plastic şi cartonOrganic voluminos
ORGANICPLAN - UŞOR
Organic uşorHârtie - CartonPlastic peliculă
SITA VIBRANTĂ TIP PLASĂ
CADEDEŞEUL REZIDUAL
Nisip, ceramică, sticlăBaterii, ace
ORGANIC PENTRUBIOMETANIZARE
plasa sitei de la 12 la 20 mm
BANDA BALISTICĂ ŞI SITA
Deşeul rezidual de la SităInerte grele fine
Deşeul rezidual de la separatorul balistic
Inerte rulante
A COMPOSTAJE
LIXIVIADOS
Tehnologia Metodei Uscate
Grup de pompe
Digestor
CompactorSită
Centrifugă
Gazometru
Torţă
Reţea de GN
Generareelectricitate
Centrală
REZERVOARE CU MALAXOR
Aportul de apă la proces şi amestecul forţat cu DSU prin agitaţie mecanică cu acţiune de mărunţire
Sursă Pretratare uscată
Granulometria ieşirea către digestor
< 40 mm
% MS rezultat În jur de 10%
A COMPOSTAJE
LIXIVIADOS
Tehnologia Metodei Uscate
Grup de pompe
Digestor
CompactorSită
Centrifugă
Gazometru
Torţă
Reţea de GN
Generareelectricitate
Centrală
DIGESTOR
» Material metalic sau de beton armat
» Izolare termică exterioară pentru a reduce transmiterea căldurii în atmosferă şi pentru a menţine faza mezofilă şi termofilă.
CENTRIFUGA DECANTOARE
Intrarea materialului digerat11 – 20 % materie uscată
Ieşirea materialului deshidratat25 – 35 % materie uscată
VALORIFICAREA BIOGAZULUI
GRUPURI DE MOTOARE
GENERATOARE
- PUTEREA ELECTRICĂDe la 350 la 2.500 kW /buc
- UTILIZARE ELECTRICĂ ÎN ALTERNATORULCUPLAT
Re= 40%
- UTILIZARE TERMICĂ ÎN GAZELE REZULTATE ŞI CIRCUITUL DE ÎNALTĂ
TEMPERATURĂ A MOTORULUI
Rt = 45%
Parametru Valoarea de proiectare conform tehnologului şi constructorului
Capacitatea Fabricii (intrarea pe linia de pretratare)
218.000 t/an de deşeuri
Capacitatea de digestie 161.000 t/an de deşeuri
Indicele maxim de incărcătură organică (kg SV/ m3 volum util şi zi)
7,1 – 9
Perioadă de funcţionare 365 zile/an, 24h/zi
Temperatura optimă de fermentare 40 ºC
Timp de păstrare 21 días
Producţia de biogaz 127 m3/t de deşeu intrat
Producţia nominală de biogaz 20.447.000 Nm3/an
Consum specific de biogaz în centrală 7-10 Nm3 /t de deşeu intrat
Indicele de producţie a biogazului (Nm3 / t SV intrat)
445
Conţinutul mediu de metan în biogaz 55%
PCI mediu biogaz 5,5 kwh / Nm3
Producţia de la Digestor 110.542 t / an
Excesul de apă procesul de epurare 53.452 t/an
Schimbul de alimentare a digestorului şifuncţionarea centralei
21 ore/zi, 299 zile/an
Caracteristici Biogaz din Las Dehesas
Debitul Produs
Minim 280 Nm3/h
Maxim 2.000 Nm3/h
Presiunea obţinută
Minim 40 mbar
Maxim 250 mbar
Conţinut în Metan (CH4)
Minim 50 % v
Mediu 55 % v
Maxim 75 % v
Conţinut în Oxigen (O2)
Maxim 0,1 % v
Conţinut în Azot (N2) Maxim 0,5 % v
Conţinut în H2 S Maxim 3.000 ppmv
Conţinut în Amoniac Maxim 1,2 mg/m3
Conţinut în Siliciu maxim 10 mg/m3
CUPRINS
1. CONCEPTE GENERALE
2. TIPURI DE BIOMETANIZARE
3. DIAGRAMA PROCESULUI
4. STUDIUL FABRICII TIP
5. BILANŢUL MASELOR
BILANŢ DE MASE
(date în tone)
TextileLemn şi plutăInerte Grele
Hârtie şi CartonPlasticeMetaleAluminiu şi tetra pack100 t
5515
61112
19
M. Organică
INTRARE PRETRATARE
IEŞIREA PRETRATARE
INTRARE DIGESTOR
76 tM. Organică 49Inerte Uşoare 19Inerte Grele 8
DEŞEU REZIDUAL PRETRATATARE
24 tM. Organică 6Inerte Uşoare 7Inerte Grele 11
COMPOSTARE
r =120 Nm3 biogaz / t intrate de deşeu
BIOGAZ
9.120 Nm3Metan (CH4) 57%
CO2, H2O, H2S 43%53 t
Energia Termică 23.393 kWhtPierderi 7.798 kWh
METAN (CH4)
5.198 Nm3
MOTOARE GENERATOARE
Energia Electrică 20.794 kWhe
PCI = 10 kWh/Nm3
Continutul acestui material nu reprezinta in mod necesar pozitia oficiala a Uniunii Europene.Pentru mai multe informatii si comentarii referitoare la Proiectul Phare: [email protected]
Twinning project - RO/2006/IB/EN06 - Romania -North East Region