Утилизацию и энергетическое преобразование биомассы с производством биогаза традиционно осуществляют при ферментации отходов животных, в виде моносбраживания, а также с добавлением других видов биомассы.
Однако кроме так называемых биогазовых станций сельскохозяйственного типа, название которых объясняется происхождением сырьевого обеспечения объектов утилизации, биогазовые станции могут и эксплуатируются на ряде других типов органических отходов. В данном материале рассмотрим два типа сырьевого обеспечения для биогазового производства, которые обладают значительным энергетическим потенциалом, а их энергетическое преобразования — еще и значительной экологической составляющей. Речь пойдет о твердых бытовых отходах и сточных водах.
К твердым бытовым отходам (ТБО) относятся домашние отходы, отходы легкой промышленности и строительный мусор. Только в городах ежегодно образуется 400-450 млн т твердых бытовых отходов, причем на одного жителя их приходится 250-700 кг/год. Твердые бытовые отходы имеют следующий состав:
- Пищевые отходы – 20-50%
- Отходы ухода за придомовыми территориями – 12-18%
- Бумага и картон – 20-42%
- Текстиль – 1-6%
- Пластики/пластмассы – 3-8%
- Древесина – 1-8%
- Стекло – 4-12%
- Металлы – 3-12%
- Другие неорганические отходы – 1-20%
Твердые бытовые отходы обычно утилизируют на специализированных полигонах и свалках. Так, количество твердых бытовых отходов, которое захороняется на свалках и полигонах в Нидерландах, составляет 45-55%, США — 62-85%, Канаде — 93-96%.
Сточные воды – любые воды и атмосферные осадки, отводимые в водоемы с территорий промышленных предприятий и населенных пунктов через систему канализации или самотеком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека.
Считается, что на душу населения в среднем приходится 0,375 м3/сутки сточных вод. В составе сточных вод выделяют две основные группы загрязнителей:
- консервативные, то есть, почти не вступающие в химические реакции и практически не поддающиеся биологическому расщеплению (соли тяжелых металлов, фенолы, пестициды и т.д.);
- неконсервативные, то есть такие, которые поддаются процессам самоочищения водоемов.
В состав сточных вод входят как неорганические (частицы почвы, руды и пустых пород, шлака, неорганические соли, кислоты, щелочи), так и органические (нефтепродукты, органические кислоты), в том числе биологические объекты (дрожжи, грибы, бактерии, которые могут относиться к категории болезнетворных).
Метановому сбраживанию, как правило, подлежит осадок сточных вод. В зависимости от типа обработки, отстои городских сточных вод обычно делят на первичный, вторичный и третичный.
Необработанный первичный отстой состоит из твердых веществ, оседающих из сточных вод. Он нестабилен и имеет неприятный запах. Вторичный отстой может быть активированным отстоем с биофильтров очистных сооружений. Твердые вещества, содержащиеся во вторичном отстое, также относительно нестабильны, но не имеют эстетически неприятных свойств, таких как необработанный первичный отстой. Большую часть третичного отстоя составляют неорганические вещества, как известь и глина. Органическая часть третичного отстоя также относительно нестабильная.
Отстой сточных вод содержит значительно количество влаги. Так, например, отстой, который подается с осаждающего бассейна, содержит около 95% влаги.
© Альтернативная энергетика