Download - Fabrici de Biometanizare

Transcript

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

CUPRINS

1. CONCEPTE GENERALE

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

CUPRINS

1. CONCEPTE GENERALE

2. TIPURI DE BIOMETANIZARE

» 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

CUPRINS

1. CONCEPTE GENERALE

2. TIPURI DE BIOMETANIZARE

3. DIAGRAMA DE PROCES

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

ZONA DE PRETRATARE

CAZUL DE STUDIU: METODA UMEDĂ

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

PRETRATARE METODA UMEDĂ

SEPARATOR BALISTIC

DEŞEU REZIDUALGREU – RULANT

Ambalaje de plastic şi cartonOrganic voluminos

ORGANICPLAN - UŞOR

Organic uşorHârtie - CartonPlastic peliculă

SITĂ

PRETRATAREA METODA UMEDĂ

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

PRETRATARE METODA UMEDĂ

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%

SEPARATOR DE NISIP

PRETRATARE METODA UMEDĂ

SEPARATOR DE NISIP

Separarea prin decantare (inerte grele) şi flotaţie (uşoare)

SEPARATOR DE NISIP

Deşeuri reziduale pretratare umedă: Flotante şi grele

POMPAREA ÎN DIGESTOR

PRETRATARE METODA UMEDĂ

POMPARE ÎN DIGESTOR

Pompe de încărcare, recirculare şi extracţie

ZONA DE DIGESTIE

CAZUL DE STUDIU: METODA USCATĂ

A COMPOSTAJE

LIXIVIADOS

Tehnologia Metodei Uscate

Grup de pompe

Digestor

CompactorSită

Centrifugă

Gazometru

Torţă

Reţea de GN

Generareelectricitate

Centrală

COMPOSTARE

LEVIGAT

Tehnologia Metodei Uscate

DIGESTOR

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.

COMPOSTARE

LEVIGAT

Tehnologia Metodei Uscate

DESHIDRATARE

CENTRIFUGA DECANTOARE

Intrarea materialului digerat11 – 20 % materie uscată

Ieşirea materialului deshidratat25 – 35 % materie uscată

ZONA DE COMPOSTARE

COMPOSTARE

Material digerat şi deshidratatpentru amestecul cu materialul structural

RAFINARE

ZONA DE VALORIFICARE A GAZULUI

COMPOSTARE

LEVIGAT

Tehnologia Metodei Uscate

LINIA DE GAZ

Gazometru Torţă

VALORIFICAREA BIOGAZULUI

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