Утилізацію та енергетичне перетворення біомаси з виробництвом біогазу традиційно здійснюють при ферментації відходів тварин, у вигляді монозброджування, а також із додаванням інших видів біомаси.
Проте окрім так званих біогазових станцій сільськогосподарського типу, назва яких пояснюється походженням сировинного забезпечення об’єктів утилізації, біогазові станції можуть та експлуатуються на ряді інших типів органічних відходів. У даному матеріалі розглянемо два типи сировинного забезпечення для біогазового виробництва, що мають значний енергетичний потенціал, а їх енергетичне перетворення – ще й значну екологічну складову. Йтиметься про тверді побутові відходи та стічні води.
До твердих побутових відходів (ТПВ) відносяться домашні відходи, відходи легкої промисловості а будівельне сміття. Тільки в містах щорічно утворюється 400-450 млн т твердих побутових відходів, причому на одного жителя їх припадає 250-700 кг/рік. Тверді побутові відходи мають наступний склад:
- Харчові відходи – 20-50%
- Дворові відходи – 12-18%
- Папір та картон – 20-42%
- Текстиль – 1-6%
- Пластики/пластмаси – 3-8%
- Деревина – 1-8%
- Скло – 4-12%
- Метали – 3-12%
- Інші неорганічні відходи – 1-20%
Тверді побутові відходи, зазвичай, утилізують на спеціалізованих полігонах та звалищах. Так, кількість твердих побутових відходів, що захоронюються на звалищах і полігонах Нідерландів, становить 45-55%, США – 62-85%, Канади – 93-96%.
Стічні води – будь-які води та атмосферні опади, що відводяться у водоймища з територій промислових підприємств та населених пунктів через систему каналізації або самопливом, властивості яких виявились погіршеними в результаті діяльності людини.
Вважається, що на душу населення в середньому припадає 0,375 м3/добу стічних вод. У складі стічних вод виділяють дві основні групи забруднювачів:
- консервативні, тобто такі, що майже не вступають у хімічні реакції та практично не піддаються біологічному розщепленню (солі важких металів, феноли, пестициди тощо);
- неконсервативні, тобто такі, що можуть в тому числі піддаватись процесам самоочищення водоймищ.
До складу стічних вод входять як неорганічні (частки ґрунту, руди та порожньої породи, шлаку, неорганічні солі, кислоти, луги), так і органічні (нафтопродукти, органічні кислоти), в тому числі біологічні об’єкти (дріжджі, гриби, бактерії, які можуть належати до категорії хвороботворних).
Метановому зброджуванню, як правило, підлягає осад стічних вод. Залежно від типу обробки, відстій міських стічних вод зазвичай ділять на первинний, вторинний та третинний.
Необроблений первинний відстій складається з твердих речовин, що осідають із стічних вод. Він нестабільний і має неприємний запах. Вторинний відстій може бути активованим відстоєм з біофільтрів очисних споруд. Тверді речовини, що містяться у вторинному відстої, також відносно нестабільні, але не мають естетично неприємних властивостей, таких як у необробленого первинного відстою. Велику частину третинного відстою складають неорганічні речовини, як вапно та глина. Органічна частина третинного відстою також відносно нестабільна.
Відстій стічних вод містить велику кількість вологи. Так, наприклад, відстій, що надходить з осаджувального басейну, містить близько 95% вологи.
© Альтернативна енергетика