C14 - Colectarea Biogazului

7/17/2019 C14 - Colectarea Biogazului

http://slidepdf.com/reader/full/c14-colectarea-biogazului 1/13

Ovidiu NEMEŞ Tiberiu RUSU Vasile-Filip SOPORAN

Mecanisme de degradare a materiei organice din

depozitele de deşeuri

Degradarea materiei orgai!e pe !ale biologi!" este u

pro!es !omple#$ de durat" %i este puteri! i&lue'at de o mul'ime de

&a!tori at(t iteri !(t %i e#teri) A!e%ti &a!tori sut greu de progo*at

%i de st"p(it$ pri urmare u se pot da date pre!ise privid

me!aismul derul"rii a!estui pro!es)+o&orm datelor di literatur"$ biodegradarea de%eurilor

orgai!e , !odi'iile depo*it"rii , gropi par'ial sau total ameaate

se derulea*" , . etape) Durata de des&"%urare a pro!esului de

degradare varia*" , timp , &u!'ie de stru!tura de%eurilor %i de

!odi'iile de depo*itare)

Porid de la a!este aspe!te$ etapele de des&"%urare a

pro!esului de degradare sut stabilite doar pri!ipial$ deoare!e u

dispuem de date !erte privid stru!tura de%eurilor depo*itate de-a

lugul timpului$ gradul de !ompa!tare al a!estora$ durata de

depo*itare pe se!toare$ !elule et!) De asemeea u se poate pre!i*a

!atitatea de ga*e %i durata pro!esului &"r" a e&e!tua determi"riam"u'ite pe tere %i sub aspe!tul !ompo*i'iei$ st"rii de%eurilor$

etapa , !are se g"se%te guoiul , a!el momet et!)

A%a !um am pre!i*at$ pe par!ursul depo*it"rii sale$ de%eul

par!urge . etape ale pro!esului de biodegradare) A!este etape sut

evide'iate , &igura .)/) Fie!are etap" are aumite !ara!teristi!i

de&iitorii$ dup" !um urmea*"0

1



De%euri %i Te2ologii de Valori&i!are

Fig. 5.3. Structura procesului de producere a biogazului din deşeuri

Etapa I - etapa aerob" are lo! imediat dup" depo*itareade%eului pe plat&orma depo*itului) Substa'ele u%or degradabile

rea!'ioea*" !u o#igeul pre*et deoare!e de%eul u este a!operit !u

u strat impermeabil %i u este tasat) O#igeul se g"se%te , porii

de%eului %i la supra&a'a a!estuia) Ast&el se &ormea*" +O 3) +a urmare

a rea!'iilor de o#idare aerob" temperatura !ompostului !re%te u%or)

A!east" &a*" este relativ s!urt")

Etapa II - este tot o etap" !ara!teristi!" pro!eselor aerobe

di pu!t de vedere !2imi! dar !atitatea de o#ige liber este mai

mi!" %i treptat se de*volt" !odi'iile !ara!teristi!e pro!eselor

aaerobe) Are lo! u pro!es de &ermetare di !are re*ult" a!i*ii

gra%i !e i&lue'ea*" p4-ul de%eului$ respe!tiv a!esta s!ade) 5a*ul

!are se dega" , a!east" etap" este , mare parte +O3)

3




Etapa III - este etapa aaerob" u mai e#ist" o#ige liber$

a!esta &iid !osumat de ba!teriile aaerobe) Sub a!'iuea ba!teriilor

metaogee$ , !odi'ii propi!e$ se produ!e ga*ul meta +46) 7a

,!eputul etapei se produ! !o!omitet +46 %i +O3 dar spre s&(r%itul

etapei$ !atitatea de +O3 s!ade %i !re%te !atitatea de +46) Pe m"sur"

!e a!i*ii orgai!i sut des!ompu%i$ de ba!teriile aaerobe$ !re%te p4-

ul de%eului %i !atitatea de amoia! !e se produ!e$ deoare!e a!estea

u mai rea!'ioea*" , !odi'ii aaerobe)

Etapa IV - este deumit" etapa metai!" stabil" deoare!e ,

a!east" etap" se produ!e !ea mai mare !atitate de ga* meta) A!i*iiorgai!i se des!ompu rapid r"m((d , sistem !a %i ,!"r!"tur"

orgai!" doar !ompu%ii greu biodegradabili)

Etapa V - este etapa de s!"dere a produ!'iei de ga* meta$ ,

de%eu r"m( doar deriva'ii greu biodegradabili)

Primele două etape sut greu de delimitat %i pri urmare elese tratea*" ,mpreu") 8 pri!ipiu durata primelor dou" !i!luri este

de 3 ai) Durata depide de mai mul'i &a!tori ditre !are !el mai

importat lu!ru este temperatura) Temperatura ridi!at" a!!elerea*"

pro!esul de &ermetare , timp !e temperaturile s!"*ute preluges!

pro!esul) Trebuie avute , vedere %i !odi'iile de depo*itare a

de%eurilor$ , sesul !" pro!esul poate &i a!!elerat pritr-o

!ompa!ti*are avasat" , straturi sub'iri %i pri reali*area uor !elulede depo*itare mai mi!i)

Etapele III şi IV durea*" de regul" 5 ani , !odi'ii

ormale$ dar durata a!estora depide , mare m"sur" de umiditatea

stratului de guoi biodegradabil) Pro!etul ridi!at de umiditate

m"re%te pro!esul de biodegradare) De a!eea este bie s" se

moitori*e*e *oa de depo*itare sub aspe!tul !"derilor de

/




pre!ipita'ii) Da!" se dore%te a!!elerarea produ!erii de ga* meta %i

redu!erea !i!lului de ob'iere al a!estuia se poate m"rii gradul de

umiditate pri re!ir!ularea le%iei bogate , substa'e biodegradabile

%i reali*area uui sistem de !aptare a ga*elor re*ultate petru

s!"derea presiuii ga*ului meta di strat)

Etapa V$ etapa &ial"$ depide de modul de des&"%urare a

!elorlalte etape %i poate dura *e!i de ai p(" la stabili*area

de&iitiv" a pro!eselor bio!2imi!e) Teoreti! , a!east" etap"

problema !ea mai importat"$ sub aspe!tul polu"rii mediului$ o

repre*it" emaa'iile de amoia!)8 !o&ormitate !u literatura de spe!ialitate !atitatea de

bioga* !e poate &i produs" utili*(d o to" de guoi varia*" ,

&u!'ie de !ompo*i'ia a!estuia) Petru a putea &a!e !ompara'ii s-a

stabilit !a re&eri'" !atitatea de !arbo legat !2imi! pre*et ,

substa'ele biodegradabile %i se &a! raport"ri la o to" de !arbo

biodegradabil) Teoreti! ditr-o to" de !arbo biodegradabil se potob'ie 19:9 m/ de ga* meta) Pra!ti! vorbid !atitatea de bioga*

este i&lue'at" de o serie de &a!tori iteri %i e#teri$ uii !are

&avori*ea*" &ormarea de ga* meta iar al'ii !are o de&avori*ea*")

+er!et"rile e&e!tuate de spe!iali%ti , '"rile !u tradi'ie , a!est

domeiu$ arat" !a produ!erea de bioga* este i&lue'at" de aumite

parti!ularit"'i lo!ale %i !" se poate estima ob'ierea , medie a /;<

m/ de ga* meta pe toa de guoi meaer)

6




Dup" !um s-a mai ar"tat produ!erea de bioga* depide ,

!ea mai mare parte de stru!tura de%eurilor dar %i de &a!tori !um ar &i0

- pierderea de ga*e , atur" pri eeta%eit"'i$

- pierderi , perioada des!ompuerii aerobe a !ompu%ilor

orgai!i$

- i&iltra'ii de aer , stratul de guoi !e pot !au*a pro!ese

de degradare aerob" &"r" produ!ere de ga* meta$

- posibile i&iltra'ii de aer , re'eaua de !aptare a ga*ului

meta)A!e%ti &a!tori depid de !alitatea opera'iilor de i*olare$

eta%are %i !aptare a ga*ului meta di stratul de guoi meaer)

7u(d , !osiderare to'i a!e%ti &a!tori !are u pot &i estima'i

!u pre!i*ie s-a aus la !o!lu*ia !a ditr-o to" de guoi meaer se

ob'i 3<< m/ de bioga*) Di !au*a imposibilit"'ii !apt"rii , totalitate

a ga*elor produse di a!east" !atitate se pierde apro#imativ .< = %idoar restul poate &i !aptat)

8 !ose!i'" petru proie!tarea sistemului de !aptare a

bioga*ului %i estimarea produ!'iei totale de bioga* se poate lua ,

!al!ul o produ!'ie de 1<< m/ de bioga* pe toa de guoi meaer

depo*itat pe o perioad" de 1. - 3< de ai)

Pri asigurarea uor !odi'ii optime petru des&"%urarea

pro!esului de &ermetare aaerob" pro!esul poate &i redus la . - 1<ai$ &apt !e du!e la !re%terea debitului de ga*) A!easta presupue ,s"

ameaarea !elulelor de depo*itare a guoaielor)

+er!et"rile reali*ate pe pla modial privid stru!tura

!2imi!" a bioga*ului produs di de%eurile urbae au s!os , evide'"

&aptul !a e#ist" varia'ii semi&i!ative , !ompo*i'ia bioga*ului$ !are

au la ba*" urm"torii &a!tori0

.




- stru!tura de%eului$

- !odi'iile de depo*itare$

- etapa de tras&ormare , !are se g"se%te guoiul$

- ivelul presiuii ga*ului , iterior$

- gradul de !ompa!tare al guoiului$

- gradul de i*olare &a'" de p"truderea aerului , iterior$

- pre*e'a substa'elor to#i!e$ o!ive et!)

+a urmare s-a !osiderat util s" se &a!" o aali*" a ga*elor

emaate di di&erite gropi de guoi di 'ar" deoare!e e#ist" aumite

varia'ii ale !ompo*i'iei guoaielor &u!'ie de ivelul de de*voltare %i!ivili*a'ie al ora%ului) S-au &"!ut &or"ri e#perimetale s-au prelevat

probe de ga* %i s-a &"!ut aali*a !romatogra&i!" a ga*ului) S-au g"sit

di&ere'e de !ompo*i'ie !2imi!" !2iar %i petru a!elea%i gropi de

guoi$ petru !" , geeral guoiul meaer u este u material

omoge !i uul &oarte eomoge at(t di pu!t de vedere !2imi! !(t

%i &i*i! dar %i di pu!t de vedere al v(rstei %i al etapei detras&ormare)

8 tabelul .)1 este pre*etat" site*a determi"rilor reali*ate

asupra uor probe de bioga*)

Tabelul 5.1. Compoziţia biogazului

Nr.Crt.

Componentul prezent înbiogaz

Unitatea demăsură

Interalul de aria!ieal componentului

1 5a* meta - +46 = /< - :.3 Dio#id de !arbo - +O3 = 3< - 6</ Amoia! - N46 = . - 6<6 4idroge - 43 = 1 - /. O#ige - O3 = < - .: Argo - Ar = < - <$6; 4idroge sul&urat - 43S = < - <$<19 Sul&a'i = < - <$<1> +lor2idra'i = <$<<3 - <$<<.

:




Metodele de !ole!tare a ga*elor produse , urma &ermeta'iei

guoaielor di&er" , &u!'ie de s!op) Da!" se dore%te eva!uarea

ga*elor ?la ,!2iderea uui depo*it mai ve!2i@ atu!i se reali*ea*" o

colectare umit" pasivă) S!opul a!estei !ole!t"ri este eva!uarea ,

atmos&er" a ga*elor produse petru a evita a!umularea de ga*e

!ombustibile) A!est tip de !ole!tare se pra!ti!" , !a*ul uor

depo*ite ve!2i !are u mai pre*it" iteres e!oomi!) Da!" se

dore%te !ole!tarea %i valori&i!area eergeti!" a ga*elor produse atu!i

avem de a &a!e !u u sistem de !ole!tare a!tiv" a a!estora$ !eea !e

presupue ivesti'ii mai mari)

;




Colectarea pasiă a biogazului

Se ba*ea*" pe presiuea atural" di groapa de guoi sau!elulele de &ermetare)

Fig. 5.4. Sistem de colectare pasivă a biogazului.

9




Pu'urile pasive sut amplasate p(" la ad(!imi de 1< - 1. m

de la ivelul superior al guoiului) U ast&el de pu' de !aptare pasiv"

a ga*ului este pre*etat , &igura .)6)

>




Colectarea actiă a biogazului

8 pri!ipiu$ a!east" metod" u se deosebe%te semi&i!ativ

de !ea pasiv"$ !u pre!i*area !" sistemul de eva!uare a ga*ului &ormat

, stratul de guoi este !uplat la o serie de !odu!te de !ole!tare

!etrali*at" a a!estuia %i !are dispue de u sistem de su&lat" sau

!ompresor$ !are !rea*" o depresiue , sistem %i ast&el &or'ea*"

eva!uarea ga*ului di iteriorul stratului) 8 a!est !a* se pu

probleme mai spe!iale de eta%are a volumului de guoi %i a

sistemului de !odu!te petru a u p"trude aer di e#terior , stratul

de guoi) Di a!este !osidera'ii , !a*ul !ole!t"rii a!tive a ga*elor

trebuie s" se a!orde o ate'ie deosebit" eta%eit"'ii gropii de guoi)

U ast&el de sistem de !ole!tare a!tiv" trebuie s" dispu" deurm"toarele !ompoete0

Pu'uri !ole!toare$

+odu!te de trasport$

Su&lat" sau !ompresor$

Sistem de ,maga*iare a ga*elor !aptate)

Da!" se dore%te reali*area uui studiu privid debitul %i

!ompo*i'ia ga*elor produse , stratul de guoi se poate reali*a o

sod" de moitori*are a ga*ului) A!east" sod" se poate reali*a pri

itrodu!erea ,tr-o sod" de !ole!tare pasiv" a uui tub de mi!i

dimesiui ?diametru de .< mm@ !u ori&i!ii , partea de os %i

reali*area uei eta%"ri la partea superioar" &a'" de soda !u

1<




diametrul de 3<< mm) Tubul !etral !u diametrul de .< mm este

&iletat la partea superioar" %i ast&el se poate mota u sistem de

!aptare a ga*elor)Stabilirea dista'elor ditre sode este di!tat" de ra*a de

a!'iue a uei sode) M"sur"torile e&e!tuate petru a determia

dista'a de a!'iue a uei sode s-au &"!ut , situa'ia sistemelor de

sode legate la o su&lat") S-a determiat pierderea de presiue pe

stratul de guoi$ !osider"du-se !" o sod" a!'ioea*" p(" la o

depresiue miim" de !ir!a 3$. mm !oloa" 43O) Pierderea de

presiue depide , !ea mai mare parte de !ompa!titatea stratului de

guoi) +a urmare re*ultatele u pot &i de!(t i&ormative$ petru !" u

dispuem de date !erte privid stru!tura %i gradul de !ompa!ti*are a

guoiului) +2iar %i , a!ela%i depo*it de guoi au &ost observate

varia'ii mari privid dista'a p(" la !are a s!"*ut depresiuea sub3$. mm !ol) 43O) Dista'a a variat ,tre 3. %i >< m , &u!'ie %i de

,"l'imea stratului de guoi$ de!i dista'a ditre sode va &i dubl"

,tre .< %i 19< m)

Presiuile la gura sodelor varia*" , &u!'ie de etapa de

tras&ormare , !are se g"se%te guoiul$ dar varia'iile sut ,tre

valorile 13; %i /9< mm !ol) 43O)

7iteratura de spe!ialitate di Statele Uite ale Ameri!ii

re!omad" urm"toarea &ormul" petru a determia mai pre!is ra*a de

a!'iue a uei sode0

11




( )

3

v b d b a

3 3 !

bi b! !

R p R l A E

r B 7

M p p2

×µ ρ ×=

× − ×

÷

?1>@

, !are0

" - idi!e de permeabilitate iter" a stratului de guoi$ ,

!m3$

pbi - presiuea bioga*ului , iteriorul !elulei de &ermetare$ ,

PaCm3$

# - ra*a de a!'iue a sodei$ , m$$b - v(s!o*itatea bioga*ului$ , Pa)se!$

r - ra*a iterioar" a !odu!tei sodei$ , m$

p - !aptarea spe!i&i!" a volumului de bioga*$ , m/Cm)2$

%d - desitatea guoiului !ompa!tat$ , gCm/$

&b - debitul de produ!ere a biga*ului$ , m/Cse!$

Ea - e&i!ie'a sistemului de !ole!tare a ga*elor produse$ , =$

'c - lugimea *oei de !aptare a sodei$ , m$

M - !apa!itatea !elulei de &ermetare$ , toe$

pbc - presiuea la !apul sodei$ , PaCm/$

(c - ad(!imea !elulei de &ermetare$ , m)

+al!ulul um"rului de sode se &a!e pe ba*a a dou" !riterii %i

aume0

+riteriul de a!operire a supra&e'ei totale$

+riteriul dista'ei ditre sode de 6< metri)

Supra&a'a de a!'iue a uei sode este supra&a'a !er!ului !u

ra*a de 3< metri$ de!i0

13




3 3

3d /$161:#6<s 13.:$ :m

6 6

π×= = = ?3<@

8mp"r'id supra&a'a total" a depo*itului de guoi la supra&a'"

de a!'iue a uei sode se ob'ie um"rul teoreti! de sode$ &"r" a

'ie seama de e&e!tul de margie)

Stabilirea dimesiuii uei sode se &a!e , &u!'ie de

grosimea stratului de guoi$ iar deasupra solului ,"l'imea s" &ie de

miim u metru) Partea superioar" a tubului de P+V se !urbea*"

petru a u p"trude apa pluvial" , stratul de guoi)

Tubul este prev"*ut !u ori&i!ii la partea i&erioar" petru

!aptarea ga*elor %i eta%at la sol la partea superioar" !o&orm

deseului di &igura .)6) Se re!omad" !a la reali*area tubului s" se

utili*e*e u material re*istet la !oro*iue$ respe!tiv P+V sau o'elio#idabil$ iar diametrul tubului se re!omad" s" &ie de 3<< mm)

1/

C14 - Colectarea Biogazului

Documents

Transcript of C14 - Colectarea Biogazului