Energie z odpadních produktů. Přeměna odpadu na energii a výroba energie z odpadu. Rošt pro vrstvené spalování

Potřeba řešit problém využití tuhého domácího odpadu a čištění kapalných odpadů z měst a vesnic již dlouho dozrála, technologie, které to řeší komplexně, však dosud neexistovaly. Všechno, co bylo lidstvu nabídnuto, bylo drahé nebo neúčinné.

Navrhovaná technologie podle našeho názoru postrádá tyto kritické nedostatky a má jednu hlavní a zásadní výhodu.

Technologie Emax (přihlášeno k patentu) je komplex vzájemně propojených technologických oblastí, které zajišťují zpracování tuhého a tekutého odpadu z domácností, zemědělských a průmyslových odpadů různými způsoby:

1. Místo pro zpracování pevného odpadu

Systém sběru odpadu (případně s předběžným hrubým tříděním)

2. Sekce pro zpracování kapalného odpadu sestává z

Nádrže pro akumulaci odpadních vod a filtraci plynů z pecí;

Systémy plastových vanových van s podpůrnými systémy pro intenzivní růst speciálních rostlin;

3. Místo pro sběr a zpracování zelené hmoty:

Skladovací kapacity;

Zařízení na drcení biomasy;

3. Silová sekce:

Reaktor s kontinuálním napájením bioplynu;

Držáky plynu;

Každý z modulů tvořících systém je ve výrobě široce známý, ale v takové kombinaci se nepoužívají.

Kromě toho existuje zásadně nový vývoj, jehož implementace umožňuje kombinovat tyto čtyři sekce do jednoho cyklu, na jehož vstupu jsou odpadky a odpadní vody a na výstupu:

Cenná zelená hmota, kterou lze použít k výrobě krmiv, papíru, nábytku i k plnění bioplynových reaktorů.

Elektřina a teplo

Kyslík.

Ekonomická ziskovost je zajištěna téměř ve všech oblastech technologie - poplatky za likvidaci tuhého odpadu, za příjem splašků, prodej přebytečného bioplynu, elektřiny a tepelné energie, prodej přebytečné biomasy.

Varianty použití technologie Emax.

Provozování skleníkových zařízení.

Standardně je nainstalován biomodule Emax, jejíž velikost se počítá v závislosti na potřebě elektřiny a tepla. Smlouvy jsou uzavírány se společnostmi, které shromažďují a odstraňují odpadky, a společnostmi, které čistí septiky. Pro potřeby skleníku se používá biohumus a kapalná biohnojiva. Stavební náklady mohou být relativně zanedbatelné, zejména pokud jsou stávající budovy částečně využívány. Zisk plyne z likvidace odpadu a úspor energie pro zařízení.

Provozní komplex hospodářských zvířat

Standard Biomodule Emax, velikost se počítá na základě objemu odpadu. V tomto případě je nutné zředit příliš koncentrovaný výživný roztok (hnůj). V této souvislosti se vyčištěná voda vrací do skladovacích nádrží a používá se při péči o zvířata. Výnos bioplynu ve srovnání se standardním bioplynovým reaktorem využívajícím přímo zemědělský odpad více než 10krát. V tomto případě lze zvenku importovat pouze TKO, ale jejich objem se zvyšuje v důsledku zvýšené koncentrace roztoku. Výroba elektřiny bude přebytečná; je zapotřebí prodejní trh. To lze vyřešit částečným využitím biomasy pro krmení hospodářských zvířat. Podle našeho názoru je to ekonomicky nejvýhodnější možnost použití technologie.

Čistírna městských odpadních vod

Má smysl vyrobit biomodulu Emax se svislou polohou budovy. Nadmořská výška a celková velikost se počítají na základě objemu kapalného odpadu. Je zapotřebí další systém pro sběr a skladování CO2, protože v noci není do skříňové lázně dodáván plyn. TKO dovážejí komunální podniky, je nutné postavit velkoobjemovou pec s turbínou. Ve skutečnosti se bude jednat o městskou teplárnu se systémem čištění emisí a pevného odpadu jako nosiče tepla. Systém produkuje velké množství tepla a elektřiny. Je vyžadován velký prodejní trh. Je tu otázka vypouštění čisté vody, vermikompostu. Objemy pecních slizů jsou stále významné. Náklady na návrh, konstrukci, provoz jsou značné. Zisk je však také velmi vysoký.

Městský blok nebo malé město

V případě použití Emax jako zdroje dodávek energie pro samostatně postavené sídliště nebo obytnou oblast může být umístění biomoduly Emax vertikální nebo horizontální, v závislosti na mnoha faktorech - nákladech na půdu, dostupnosti finančních prostředků, estetické preference vývojáře. V nově postavených obytných budovách je nutné provést další vodovod, do kterého budou připojeny koupelny bytů, baterie, zavlažovací místa trávníku atd. Je možné, že v zimním období bude nedostatek kapacity systému. Lze to vyřešit akumulací bioplynu v létě nebo přivedením dalších objemů paliva v zimě. Společnost obsluhující vypořádání může získat značné zisky z prodeje elektřiny a tepla nikoli za velkoobchod, ale za maloobchodní ceny, nebo snížit tarify pro veřejné služby a zpřístupnit bydlení občanům.

Budova soukromého domu

Dům o rozloze 120–150 m2 vyžaduje kanalizace a pevný odpad nejméně pro čtyři osoby. Systém zajišťuje dostatečnou výrobu buď elektřiny a částečně tepla, nebo tepla a částečně elektřiny. Zde je také vhodné posílat vyčištěnou vodu do koupelen domu a topného systému. Pokud jsou na statku domácí hospodářská zvířata, je možný plný vlastní energetický zdroj.

Samostatně stojící městské obchodní zařízení

Biomodul Emax se doporučuje postavit pouze v případě, že budovu navštěvuje velký počet lidí. V tomto případě je možné konstrukci částečně poskytnout jeden nebo jiný typ energie na úkor jejího vlastního odpadu. Je však možné mírně snížit náklady na veřejné služby zastavením sběru odpadků a použitím recyklované vody na toaletách.

Poskytování krmiv pro farmy pro chov hospodářských zvířat v geoklimatické katastrofě

Biomodul Emax je výrobcem vysoce výživného krmiva nezávislého na sluneční aktivitě, jehož pěstování nevyžaduje dodatečné náklady na vytápění a osvětlení. Ekonomická výkonnost není významným faktorem.

Silniční doprava (jako šílenství)

Mletá biomasa je naložena do kompozitní nádrže a motor běží na bioplyn, který se generuje přímo za jízdy vozidla.

Možná výroba související s technologií

Výroba digestorů Dianova;

Výroba vanových van a mobilních linek pro formování vanových van;

Výroba linek Emax pro individuální bytovou výstavbu;

Výroba kotlů na tuhý odpad;

Výroba plynových generátorů;

Přibližný výpočet výroby některých produktů pro splašky v osadě 1000 lidí denně.

Pokud bude úspěšná, existuje pravděpodobnost vytvoření ekosystémů, které zajistí fungování jakýchkoli sídel, od minimálních - farmy, osady, až po největší městské aglomeráty, jako je Moskva a New York, které budou „živit“ vše, co tato města vytvářejí, a na oplátku rozdejte energii, čistou vodu a kyslík.

Město vybavené takovými ekosystémy s uzavřeným cyklem zapsanými do jeho struktury je samo o sobě živým ekosystémem, který poskytuje občanům energii, čistou vodu, čistý vzduch a odstraňování všech druhů znečištění. Takové ekosystémy se začínají ve světě rozvíjet, ale produktivita stávajících možností je stále zanedbatelná, protože nemá tak jedinečnou míru růstu biomasy, a tudíž recyklaci odpadu, a tedy generování zisku na jednotku nákladů, protože navrhovaný komplex.

Příjem energie od živých bytostí pro mnoho lidí vyvolává primitivní asociace - s koněm nesoucím břemeno nebo křečkem otáčejícím malé dynamo přes kolo. Někdo jiný si bude pamatovat školní zkušenost s elektrodami zaseknutými v oranžové barvě, které tvoří jakousi „živou baterii“ ... Práce našich mnohem menších „bratrů“ - bakterií je však v tomto ohledu mnohem efektivnější!

„Problém s odpadky“ v planetárním měřítku je mnohem významnější, než by se průměrnému člověku mohlo zdát, a to navzdory skutečnosti, že to není tak zjevné jako jiné ekologické hrůzy, o kterých lidé rádi mluví ve všech druzích „skandálů-senzací- vyšetřování “. 26 milionů tun ročně - to je pouze Moskva a pouze domácí odpad! A i když vše pilně třídíme a poté recyklujeme, množství organického odpadu se z toho nesníží, protože tvoří asi 70% veškerého odpadu vyprodukovaného lidstvem. A čím rozvinutější ekonomika země, tím více organického domácího odpadu. Žádné zpracování nemůže tuto děsivou masu porazit. Vedle komunálního odpadu však existují obrovské objemy průmyslového odpadu - splaškové, potravinářské. Mají také znatelné množství organické hmoty.

Mikrobiologie je slibným směrem v boji proti organickému odpadu, který zaplaví planetu. Co lidé nejí - mikrobi sežerou Samotný princip je znám již dlouho. Dnes je však problém jeho efektivní využití, na kterém vědci pokračují v práci. Krmení napůl snědeného hamburgeru choroboplodnými zárodky ve sklenici je snadné! Ale to nestačí. Potřebujeme technologii, která umožní bakteriím rychle a efektivně zpracovat tisíce a miliony tun odpadu bez zbytečných nákladů, bez drahých struktur a katalyzátorů, které svými náklady anulují konečnou účinnost tohoto procesu. Bohužel, většina technologií, které dnes používají bakterie k recyklaci odpadu, je buď nevýhodná, neproduktivní nebo obtížně škálovatelná.

Například jednou z poměrně dobře známých a dobře vyvinutých technologií pro zpracování odpadu pomocí bakterií je metoda výroby bioplynu známá mnoha zahraničním farmářům. Hospodářská zvířata se hnijí pomocí mikrobů, které uvolňují metan, který se shromažďuje ve velkém bublinovém sáčku. Systém pracuje a produkuje plyn vhodný pro vytápění stejné farmy prostřednictvím elektřiny generované generátorem plynové turbíny nebo přímo ze spalování. Ale takový komplex nelze čistě technologicky změnit. Vhodné pro farmu nebo vesnici, ale ne pro velké město. Navíc v městském odpadu existuje na rozdíl od hnoje mnoho toxických složek. Tyto toxické látky končí v plynné fázi stejným způsobem jako užitečný methan a výsledná „směs“ je vysoce kontaminovaná.

Věda však nestojí na místě - jednou z nejslibnějších technologií, která nyní zajímá vědce z celého světa (včetně těch nejznámějších britských), je používání takzvaných „elektroformujících bakterií“, které jsou jedním z nejlepších pojídačů odpadu a současně produkují toto nepříjemné z lidského hlediska procesní elektřiny. Na povrchu buněčné membrány takové bakterie je cytochromový protein, na kterém se vytváří elektrický náboj. V procesu metabolismu bakterie „vysype“ elektron na povrch své buňky a generuje další - a tak znovu a znovu. Mikroorganismy s takovými vlastnostmi (například geobakter) jsou známy již dlouho, ale jejich elektrické schopnosti se v praxi nevyužívají.

Co dělají mikrobiologové? Andrey Shestakov, výzkumný pracovník na katedře mikrobiologie, biologické fakulty, Moskevské státní univerzity a vedoucí laboratoře mikrobiální biotechnologie, o tom hovořil pro „Computerra“:

"Vezmeme anodovou elektrodu, pokryjeme její povrch buňkami elektrogenerujících mikroorganismů, místo vodíku ji umístíme do živného média, které potřebujeme zpracovat (odpadky," odpadkové řešení "- pro jednoduchost se obejdeme bez dílů), a během metabolismu těchto buněk budeme z každé z nich dostávat elektrony a protony.

Dále je vše stejné jako v běžném palivovém článku - článek se vzdá elektronu a protonu, protony se posílají přes membránu pro výměnu protonů do katodové komory k druhé elektrodě této baterie a přidávají kyslík ze vzduchu “ u výfuku „dostáváme vodu a odebíráme elektřinu do externího okruhu. Toto se nazývá "mikrobiální palivový článek", MTE, mikrobiální palivový článek. "

Nebude nadbytečné pamatovat si, jak je klasický palivový článek vodík-kyslík uspořádán a jak funguje. Dvě elektrody, anoda a katoda (například uhlíkové a potažené katalyzátorem - platinou), jsou umístěny v nádobě, rozdělené na dvě části protonovou výměnou membrány. Dodáváme vodík do anody z vnějšího zdroje, který disociuje na platině a vzdává se elektronů a protonů. Membrána neumožňuje průchod elektronů, ale je schopna procházet protony, které se pohybují k jiné elektrodě - katodě. Také dodáváme kyslík do katody z vnějšího zdroje (nebo jednoduše ze vzduchu) a ten produkuje reakční odpad - čistou vodu. Elektřina je odstraněna z katody a anody a použita k zamýšlenému účelu. S různými variacemi se takový design používá v elektrických vozidlech a dokonce i v přenosných zařízeních pro nabíjení smartphonů mimo zásuvku (například jsou vyráběny švédskou společností Powertrekk).

V malé nádobě v živném médiu je anoda s mikroby. Od katody je oddělen membránou pro výměnu protonů vyrobenou z Nafionu - pod touto značkou tento materiál vyrábí společnost BASF, která není tak dávno známá všem svým audiokazetám. Tady to je - elektřina skutečně vytvořená živými mikroby! V laboratorním prototypu z něj svítí jedna LED pomocí pulzního převodníku, protože LED vyžaduje pro zapálení 2–3 volty - méně, než produkuje MTE. Ačkoli to trvá dlouho, než se dostanete do laboratoře mikrobiální biotechnologie na Moskevské státní univerzitě v hlubokém suterénu s prašnými a divokými chodbami, nejde vůbec o úložiště předpotopního sovětského vědeckého vybavení, jako je tomu u drtivé části Ruská věda dnes, ale je dobře vybavena moderní dováženou technologií.

Jako každý palivový nebo galvanický článek, i MFC produkuje malé napětí - asi jeden volt. Proud přímo závisí na jeho rozměrech - čím větší, tím vyšší. Proto se v průmyslovém měřítku předpokládá, že poměrně velké instalace budou zapojeny do série v bateriích.

Podle Shestakova začal vývoj v této oblasti zhruba před půl stoletím:

„Mikrobiální generátory“ se v NASA začaly vážně studovat v šedesátých letech, ne tolik jako technologie na výrobu energie, ale jako efektivní princip recyklace odpadu v uzavřeném prostoru kosmické lodi (i když, pokud je to možné, pokusil se chránit vesmír před úlomky a nehanebně pokračoval ve znečištění Země…!) Ale technologie se zrodila a poté byla po mnoho let ve skutečnosti v kómatu, který ve skutečnosti jen málo lidí potřebovalo. Před 4–5 lety však dostal druhý vítr - protože to byla značná potřeba ve světle milionů tun odpadků, které zaplavily naši planetu, i ve světle vývoje různých souvisejících technologií , což pravděpodobně umožňuje, aby mikrobiální palivové články nebyly laboratorním exotickým „stolním formátem“, ale skutečnými průmyslovými systémy, které vám umožní zpracovat značné objemy organického odpadu.

Dnešní ruský vývoj v oblasti MFC je výsledkem společného úsilí Fakulty biologie Moskevské státní univerzity a M-Power World, rezidentky ve Skolkově, která získala grant na takový výzkum a poskytla mikrobiologický vývoj pro outsourcing specializovaných odborníků , tedy pro nás. Náš systém již funguje a poskytuje skutečný proud - úkolem současného výzkumu je najít nejúčinnější kombinaci bakterií a podmínek, za kterých by bylo možné MTC úspěšně rozšířit v průmyslových podmínkách a začít je používat v průmyslu zpracování a recyklace odpadu. . “

Zatím není pochyb o tom, že by stanice na MFC byly na stejné úrovni jako již prokázané tradiční zdroje energie. Nyní vědci stojí před úkolem efektivně recyklovat bioodpad a nedostávat energii. Stalo se, že právě „bakterie generující elektrolyt“ jsou nejvíce „nenasytné“, což znamená, že jsou účinné. A elektřina, kterou v tomto procesu generují, je ve skutečnosti vedlejším produktem. Je třeba jej odstranit z bakterií a „spálit“ provedením nějaké užitečné práce, aby se maximalizovala intenzita bioprocesu. Podle výpočtů se ukazuje, že to bude stačit závodům na zpracování odpadu založeným na mikrobiálních palivových článcích, aby se obešly bez externích zdrojů energie.

V Shestakovově laboratoři však nesledují jen „smetí“, ale také další - čistě energii. Biogenerátor mírně odlišného typu se nazývá „palivový článek bioreaktoru“ - je postaven na odlišných principech než MFC, ale obecná ideologie získávání proudu ze živých organismů samozřejmě zůstává. A nyní je již zaměřen především na výrobu energie jako takové.

Je zajímavé, že pokud nyní mnoho vědců na světě pracuje na mikrobiálních palivových článcích jako prostředku ničení odpadků, pak pouze v Rusku. Nebuďte tedy překvapeni, pokud jednoho dne nebudou vodiče z vaší domácí zásuvky vést k obvyklým hydroelektrickým turbínám, ale k bioreaktoru odpadků.

Ministerstvo školství a vědy Ruské federace

Federální státní rozpočet vzdělávací instituce

vyšší odborné vzdělávání

"Ruština státní univerzita

Ropa a plyn pojmenované po I. M. Gubkinovi "

Katedra průmyslové ekologie

Specialita: 241000

Posouzení _____________ (_____)

Datum ________________

____________________________

podpis učitele

Kurz podle disciplíny

„Moderní problémy chemických ropných a plynových technologií“

Na téma: „Zpracování tuhého domácího odpadu na výrobu tepla a elektřiny“

Student: V.B.Avrorv

Skupina:

Moskva 2015

Úvod

Lidská životní aktivita je spojena s výskytem obrovského množství různý odpad... Prudký nárůst spotřeby v posledních desetiletích vedl k významnému nárůstu objemu domácího odpadu.

Nekontrolovaná likvidace odpadu ucpává a ruší přírodní krajinu kolem nás, je zdrojem škodlivých chemických, biologických a biochemických přípravků do životního prostředí. To představuje určitou hrozbu pro zdraví a život obyvatel.

Řešení problému recyklace odpadu má v posledních letech zásadní význam.

V podmínkách neustálého zhoršování stavu životního prostředí roste potřeba zajistit co nejvyšší neškodnost technologických procesů a bezpečnou likvidaci odpadu.

1. Základní definice pevného odpadu

1.1 Definice, klasifikace, složení TKO

Pevný domácí odpad (pevný odpad, domácí odpad) - předměty nebo zboží, které ztratily své spotřebitelské vlastnosti. TKO se také dělí na odpad (biologická STK) a vlastní domácí odpad (nebiologická STK umělého nebo přírodního původu) a ten se na úrovni domácnosti často označuje jednoduše jako odpadky.

Podle morfologického znaku se MSW v současné době skládá z následujících komponent:

Biologický odpad:

Kosti
Odpad z potravin a zeleniny (odpad, odpad)

Syntetický odpad:

Staré pneumatiky

Zpracování celulózy:

Papír - noviny, časopisy, obalový materiál
Dřevo

Ropné produkty:

Plasty
Textil
Kůže, guma

Různé kovy (neželezné a železné)

Sklenka

Smeot

Frakční složení pevného odpadu (hmotnostní obsah složek procházejících síty s buňkami různých velikostí) ovlivňuje jak sběr a přepravu odpadu, tak technologii jejich následného zpracování a třídění. Složení TKO se v různých zemích a městech liší. Závisí to na mnoha faktorech, včetně blahobytu obyvatel, podnebí a vybavení. Složení odpadu je významně ovlivněno systémem sběru ve městě skleněných nádob, sběrového papíru atd. Může se lišit v závislosti na ročním období, povětrnostních podmínkách. Na podzim tedy dochází ke zvyšování množství potravinového odpadu, což souvisí s velkou spotřebou zeleniny a ovoce ve stravě. A v zimě a na jaře je obsah malých předčasných odchodů (odhady ulice) snížen. Postupem času se složení MSW poněkud mění. Podíl papíru a polymerních materiálů se zvyšuje.

1.2 Množství generace TKO

Tuhý komunální odpad tvoří většinu veškerého spotřebního odpadu. Každý rok se množství pevného odpadu na celém světě zvyšuje o 3%. Země SNS ročně vyprodukují 100 milionů tun tuhého komunálního odpadu. A téměř polovina tohoto objemu pochází z Ruska.

Největší problém představuje tuhý komunální odpad - TKO, který tvoří asi 8–10% z celkového množství vzniklého odpadu. Je to dáno složitým složením TKO a distribuovanými zdroji jejich vzniku.

V Rusku je podíl městského obyvatelstva 73%, což je mírně pod úrovní evropských zemí. Navzdory tomu se však koncentrace tuhého odpadu ve velkých ruských městech nyní prudce zvýšila, zejména ve městech s počtem obyvatel 500 tisíc a více. Zvyšuje se objem odpadu a snižují se územní možnosti jejich využití a recyklace. Odvoz odpadu z místa jeho vzniku do míst likvidace vyžaduje stále více času a peněz.

V současné době se ve většině případů odpad jednoduše shromažďuje k ukládání na skládky, což vede k odcizení prázdných oblastí v předměstských oblastech a omezuje využití městských oblastí pro výstavbu obytných budov. Společná likvidace různých druhů odpadu může také vést k tvorbě nebezpečných sloučenin.

Podle Rosprirodnadzor se v Rusku ročně vyprodukuje asi 35–40 milionů tun tuhého komunálního odpadu a téměř veškerý tento objem se likviduje na skládkách tuhého odpadu, na autorizovaných a neoprávněných skládkách a pouze 4–5% se podílí na recyklaci. Důvodem je především nedostatek potřebné infrastruktury a samotné podniky - zpracovatelé, kterých je v zemi jen asi 400. Měli byste také věnovat pozornost skutečnosti, že počet speciálně vybavených míst pro likvidaci odpadu - skládky tuhého odpadu v celé zemi je asi jeden a půl tisíce (1399), což je několikanásobně méně než dokonce na povolených skládkách což je o něco více než 7 tisíc (7153). A počet neoprávněných skládek, které je třeba považovat za minulé škody na životním prostředí, které se již hromadily v posledních desetiletích, k srpnu letošního roku rovněž překračuje uvedené číslo 2,5krát a činí 17,5 tisíce. Všechny uvedené objekty nakládání s pevným odpadem zaujímají plochu více než 150,0 tisíc hektarů.

1.3 Legislativa v oblasti pevného odpadu

V souladu s „Základy státní politiky v oblasti rozvoje životního prostředí Ruské federace na období do roku 2030“, schválené prezidentem Ruské federace 28. dubna 2012. Pr-1102, hlavními směry nakládání s odpady jsou prevence a omezování vzniku odpadů, rozvoj infrastruktury pro jejich neutralizaci a postupné zavádění zákazu zneškodňování odpadů, které neprošly tříděním a zpracováním za účelem zajištění ochrany životního prostředí bezpečnost při skladování a likvidaci.

Jeden z hlavních zákonů - „O produkci a spotřebě odpadu“ ze dne 24. června 1998 (s posledními změnami na začátku tohoto roku), který zakotvuje základní principy státní politiky v oblasti nakládání s odpady (s výjimkou radioaktivní odpad), postup pro určení jejich vlastnictví a základy kontroly životního prostředí. Tento regulační právní akt navíc přiděluje organizaci činností v oblasti nakládání s odpady do působnosti místních samospráv. To naznačuje i další federální zákon - č. 131 „O obecných zásadách organizace místní samosprávy v Ruské federaci“. Postup sběru tuhého odpadu, místa pro jeho třídění a zneškodňování, hygienické normy a pravidla pro zlepšení jsou tedy určeny místními úřady.

Významnou část regulačního rámce upravujícího tuto oblast tvoří takové zákony, jako jsou: federální zákon „o ochraně životního prostředí“ (ze dne 10. ledna 2002), federální zákon „o ochraně atmosférického vzduchu“ (ze dne 4. května, 1999), federální zákon „O hygienickém epidemiologickém blahobytu obyvatelstva“ (30. března 1999), pozemkový zákon Ruské federace a další.

Stejně jako četná metodická doporučení, SanPiNs, SP a SNiPs (například SP 31-108-2002 „Odpadkové žlaby obytných a veřejných budov a staveb“; SanPiN 2.1.7.1322-03 „Hygienické požadavky na umístění a likvidaci výroby a spotřební odpad “atd.).

Současná situace v Ruské federaci v oblasti vzdělávání, využívání, odstraňování, skladování a odstraňování odpadu vede k nebezpečnému znečištění životního prostředí, nerozumnému využívání přírodních zdrojů, značným ekonomickým škodám a představuje skutečnou hrozbu pro zdraví moderních i budoucích generací. země.

2. Recyklace pevného odpadu

2.1 Sběr tuhého odpadu

Sanitární čištění obytných oblastí a čtvrtí od pevného domovního odpadu je soubor opatření pro jejich sběr, odstraňování, neutralizaci a likvidaci.

Čištění obytných oblastí od pevného odpadu se skládá z různých operací. Dokud se nevyvinul jediný systém, a existuje poměrně velká rozmanitost různé způsoby a způsoby sběru, odstraňování a odstraňování pevného odpadu.

V zásadě jsou přijaty dva způsoby sběru - jednotný a samostatný. Při jednotné metodě se veškerý odpad sbírá do jednoho odpadkového koše, u samostatné metody se TKO sbírá podle druhu odpadu (sklo, papír, neželezné kovy, odpad z potravin atd.) Do různých odpadkových košů. Toto schéma vyžaduje speciální vozidla pro odvoz sebraného pevného odpadu, ale umožňuje vám sbírat suroviny pro recyklace, potravinový odpad, významně snižuje objem odpadu vyžadujícího likvidaci.

Sběratelé a kontejnery pro dvory jsou instalovány v mikrodistriktech na zvláštních místech, která jsou umístěna v domácích dvorech, z bočních stěn budov nebo mezi budovami, ale s povinným plotem se zelenými plochami nebo nízkými stěnami. Odpadkové koše a pavilony by měly být umístěny mezi obytnými budovami takovým způsobem, aby poskytovaly obyvatelům maximální pohodlí při používání odpadkových košů, zajišťovaly pohodlný průchod při odvozu odpadu, vylučovaly možnost znečištění půdy a ovzduší a zajistily dodržování předpisů s moderními estetickými požadavky.

Jednou z oblastí nakládání s odpady je separovaný sběr a zpracování druhotných surovin na použitelné produkty.

Systém tříděného sběru odpadu a druhotných surovin vyřeší problém s likvidací odpadu, přiláká do této oblasti činnosti drobné podnikání a zvýší efektivitu sanitárního čištění města. Toto je nejúčinnější řešení problému snižování množství odpadu ukládaného na skládku. Aby se zvýšila účinnost systému pro sběr a zpracování druhotných surovin, je třeba pracovat na vytvoření moderních technologií zpracování pro výrobu konkurenceschopných produktů. Systém odděleného sběru a recyklace by měl být dobře řízenou strukturou, která bude průběžně fungovat s využitím moderních metod regulace a kontroly.

Nejpřijatelnější možností pro likvidaci odpadu je třídění odpadu na frakce (oddělené skladování). V tomto případě jsou náklady na recyklaci výrazně sníženy a nepoužité zbytky netvoří více než 15% z celkové hmotnosti (evropská praxe).

Odvoz tuhého odpadu se provádí na speciálně vybaveném místě - skládce tuhého domácího odpadu, recyklaci odpadu nebo spalovně. Specializovaná společnost specializující se na sběr a přepravu odpadu musí uzavřít dohodu se všemi podniky, které recyklují, recyklují nebo likvidují domácí odpad. Pouze v tomto případě bude jeho činnost legální.

2.2 Druhy zpracování

Recyklace - znovu použít nebo recyklace výrobního odpadu nebo odpadu. Nejrozšířenější recyklační, terciární atd. Zpracování na jednom či druhém měřítku materiálů, jako je sklo, papír, hliník, asfalt, železo, textilie a různé druhy plastů. Od starověku se také v zemědělství používá organický zemědělský a domácí odpad.

Mezi hlavní typy nakládání s odpady patří:

Skladování odpadu - údržba odpadu v zařízeních na likvidaci odpadu za účelem jeho následného zakopání, zneškodnění a využití;

Pohřeb odpadu - izolace odpadu, který nepodléhá dalšímu použití ve zvláštních skladovacích zařízeních, aby se zabránilo vniknutí škodlivých látek do životního prostředí;

Neutralizace odpadu - zpracování odpadu, včetně jeho spalování a dekontaminace ve specializovaných zařízeních, aby se zabránilo škodlivým účinkům odpadu na lidské zdraví a životní prostředí.

Využití odpadu - využití odpadu k výrobě zboží (výrobků), výkonu práce, poskytování služeb a k výrobě elektřiny;

Zařízení na likvidaci odpadu je speciálně vybavená konstrukce určená k likvidaci odpadu (skládka, skladování kalu, skládka atd.).

2.2.1 Likvidace odpadu

Volba místa pro skládku tuhého odpadu se provádí na základě funkčního zónování území a rozhodnutí o územním plánování; posledně jmenované jsou prováděny v souladu se SNiP. Skládky se nacházejí mimo obytnou oblast a v izolovaných oblastech, což zajišťuje velikost pásma hygienické ochrany.

Skládka tuhého odpadu je komplex ekologických struktur určených pro skladování, izolaci a neutralizaci tuhého domácího odpadu, který poskytuje ochranu před znečištěním ovzduší, půdy, povrchových a podzemních vod a zabraňuje šíření hlodavců, hmyzu a patogenů. Odpad z obytných budov, veřejných budov a institucí, obchodních podniků, veřejného stravování, odhadů z ulic, zahrad a parků, stavební odpadky a některé druhy pevných průmyslových odpadů třídy nebezpečnosti III - IV.

Typicky se staví skládka, kde jíly a těžké hlíny mohou sloužit jako základna. Pokud to není možné, je k dispozici vodotěsná základna, což má za následek značné dodatečné náklady. Plocha pozemku je vybírána na základě jeho životnosti (15-20 let) a v závislosti na objemu uloženého odpadu může dosáhnout 40-200 hektarů. Skladovací výška odpadu je 12-60 m.

Skládka pevného domácího odpadu se obvykle skládá z následujících částí:

Přístupová cesta, po které se provádí přívod pevného odpadu a zpětný pohyb prázdných popelářských vozidel;

Ekonomická zóna určená k organizaci provozu skládky;

Prostor pro skladování tuhého odpadu, kde je odpad umístěn a zakopán; skladovací prostor je propojen s hospodářskou zónou dočasnou místní komunikací;

Napájecí vedení z externích elektrických sítí.

Skládky jsou nízko zatížené (2–6 t / m²) a vysoce zatížené (10–20 t / m²). Roční objem přijatého odpadu se může pohybovat od 10 tisíc do 3 milionů m³. Technologie skladování pevného odpadu na skládkách zajišťuje instalaci vodotěsných clon k ochraně podzemní vody a každodenní vnější izolaci k ochraně atmosféry, půdy a přilehlých oblastí. Všechny práce na skladování, zhutňování a izolaci pevného odpadu na skládkách se provádějí mechanicky.

Organizaci práce na skládce určuje technologické schéma provozu skládky, vypracované v rámci projektu. Hlavním dokumentem plánování práce je plán provozu vypracovaný na rok. Plánováno měsíčně: počet přijatých TKO s uvedením N karet, na kterých je odpad uložen, vývoj půdy pro izolaci TKO. Organizace práce na skládce musí zajistit ochranu životního prostředí, maximální výkon prostředky mechanizace a bezpečnosti.

Post-rekultivační využití území skládek tuhého odpadu je možné v různých směrech - lesnické, rekreační (skluzavky, stadiony, sportovní hřiště), stavební inženýrstvízakládání obchodních nebo průmyslových. Ve fázi návrhu skládky by měla být zohledněna povaha takového využití a náklady na rekultivaci.

2.2.2 Likvidace odpadu

Tepelné metody. Metody likvidace tepelného odpadu zahrnují spalování a pyrolýzu.

Spalování odpadu je jednou z nejrychlejších a nejradikálnějších metod likvidace pevného odpadu. Provádí se ve speciálních destruktorových pecích při teplotě 900–1000 ° C, při kterých jsou zničeny téměř všechny organické pevné, kapalné a plynné sloučeniny. Odpad s vlhkostí do 60%, obsahem popela do 60% a obsahem hořlavých složek (organických látek) více než 20% hoří bez přidání paliva. Kromě toho se díky značné produkční kapacitě odpadu (4–8 mJ / kg) odpadu při jeho spalování vytváří energie, kterou lze využít v národním hospodářství.

Současně je v procesu spalování nutné skladovat pevné produkty nedokonalého spalování (struska a popel) a čistit emise do atmosférického vzduchu. V průměru bylo v důsledku spalování 1 tuny komunálního pevného odpadu téměř 300 kg strusky a 6 000 m3 kouřové plyny, z nichž 30 kg popela zůstává v čistírně. Struska a popel obsahují značné množství křemíku (až 65%), alkalických kovů a kovů alkalických zemin, hliníku, železa, olova, zinku atd. Popel může navíc obsahovat dioxiny - polychlorované dibenzodioxiny a polychlorované dibenzofurany. Tyto látky (může jich být více než 210, v závislosti na počtu atomů chloru a jejich umístění v molekule) mají karcinogenní, hepatotoxický, neurotoxický účinek, potlačují imunitní systém, mohou procházet placentou a hromadit se v mateřském mléce. Nejtoxičtější a nejnebezpečnější pro lidské zdraví je 2,3, 7, 8-tetrachlorodibenzodioxin. Tyto látky jsou také nebezpečné z důvodu jejich extrémní stability v životním prostředí. Proto je nutné ukládat popel stejným způsobem jako toxický průmyslový odpad, tedy na speciální skládky. Struska může být skladována na vylepšených skládkách nebo dokonce použita například při stavbě ke zlepšení terénu. Pozitivní je, že plocha pro skladování strusky a popela je 20krát menší než na skládkách pevného odpadu.

Spaliny vznikající při spalování obsahují kromě popela (2-10 g / m3), oxid uhličitý - CO2 (15%), oxid uhličitý - CO (0,05%), oxid siřičitý (S02 ), oxidy dusíku, HCl, HF, stejně jako polychlorované dibenzodioxiny a dibenzofurany. Při spalování 1 tuny odpadu může vzniknout 5 μg dioxinů, z nichž většina je spojena s popelem a menší část zůstává ve spalinách. Dioxiny mohou být obsaženy jak v samotném odpadu, tak i během ochlazování spalin po spalování odpadu. Při spalování při teplotě 1 000 ° C jsou dioxiny obsažené v odpadu zničeny. Když jsou však kouřové plyny ochlazeny na 250–350 ° C, mohou být vytvářeny z organického uhlíku a chloridů v přítomnosti vodní páry a iontů mědi. Proto je bezpodmínečně nutné vyčistit spaliny před jejich vypuštěním do atmosférického vzduchu. K zachycení popela se používají elektrostatické odlučovače a vakové filtry, které umožňují snížit koncentraci popela v emisích z 2000–10 000 na 10–50 mg / m3 ... Pro čištění plynem se používají suché a mokré metody, jejichž účinnost je v průměru téměř 70, respektive 90%.

Spalovny musí být umístěny nejméně 300 m od obytných oblastí. Velkokapacitní pece a související konstrukce (pro nakládání s odpadem, jeho míchání, čištění emisí do atmosférického vzduchu atd.) Se nazývají spalovny odpadu nebo továrny.

Neutralizace tuhého domácího odpadu ve spalovnách tedy při dodržení hygienických a hygienických požadavků na jejich zařízení a provoz má hygienickou, epidemiologickou a ekonomickou výhodu, která spočívá ve skutečnosti, že k neutralizaci dochází radikálně a rychle. Není třeba odstraňovat odpadky daleko za městem, to znamená, že jsou sníženy náklady na dopravu, není vyžadována významná plocha přistátlze použít teplo, páru a strusku. To je důvod rozšířeného využívání spalování odpadu ve světě.

Pyrolýza. Proces pyrolýzy tuhého komunálního odpadu se provádí ve vysokoteplotních reaktorech při teplotě téměř 1640 ° C za podmínek nedostatku kyslíku a nevyžaduje jejich předběžnou přípravu. Vysoká teplota zajišťuje zničení téměř všech komplexních organických látek, jejich přeměnu na jednoduché hořlavé (hořlavý plyn, oleje podobné olejům) nebo nehořlavé (struskové) sloučeniny. Během pyrolýzy tuhého komunálního odpadu nevznikají žádné emise do životního prostředí. Tento způsob likvidace odpadu je z hygienického a ekonomického hlediska velmi slibný.

Chemické metody. Chemické metody neutralizace tuhého domácího odpadu zahrnují jejich hydrolýzu v přítomnosti kyseliny chlorovodíkové nebo sírové při vysokých teplotách za účelem získání ethylalkoholu, vitamínů skupiny B, PP, D a dalších důležitých produktů. Odpad z hydrolýzy lze navíc použít ve formě biopaliv a organických hnojiv. Když se tato hnojiva aplikují na pole černozemské zóny, výtěžek brambor se dvakrát zvýší ve srovnání s poli ošetřenými jinými komposty. Metoda hydrolýzy poskytuje bezodpadovou výrobní technologii v souladu s požadavky na ochranu sanitárního prostředí.

Mechanické metody... K mechanickým metodám neutralizace pevný odpad zahrnuje výrobu různých bloků (velkoobjemové brikety, stavební materiály) jejich lisováním a použitím speciálních pojiv. V současné době je mechanické třídění domovního odpadu jednou z hlavních předcházejících operací pro úplné využití a skutečné zneškodnění odpadu.

2.2.3 Nakládání s odpady pro recyklovatelné materiály

MSW by měly být považovány za technogenní formace, které lze charakterizovat jako druh nosičů obsahujících prakticky volné složky různých kovů a jiných materiálů vhodných pro použití v metalurgii, strojírenství, stavebnictví, v chemickém průmyslu, energetice, zemědělství a lesnictví atd. atd.

Hlavní směry používání recyklovatelných materiálů jsou uvedeny v tabulce 1.

Tabulka 1. Hlavní směry použití recyklovatelných materiálů

Druh odpadu	Produkty a služby
Sběrový papír	Papír, lepenka, měkké střešní materiály, tepelně izolační materiály, dřevovláknité desky, obkladové dlaždice
Dřevo	Dřevotříska, dřevovláknitá deska, technologické štěpky, palivové brikety, aktivní uhlí, dřevopolymerové desky
Opotřebované pneumatiky	Gumová drť pro výměnu primárních surovin, střešních materiálů, technických výrobků, přidává se do asfaltobetonových směsí při pokládání silnic, desky pro zpomalení, gumové rohože
Textil	Tažení, odpalování, podlahové materiály, vlákna, regenerovaná vlna, tepelné a zvukové izolační desky
Polymery	Polymerní fólie, nábytkové doplňky, sokly, rohy, polymerní nádobí (kbelíky, plechovky, sklenice atd.)
Žárovky obsahující rtuť	Rtuťový koncentrát, netoxické sloučeniny (síran rtuťnatý) pro následnou likvidaci
Šrot	Neželezné kovy (hliník, měď, zinek), železné kovy (ocel, litina)

Zvažme některé typy zpracování.

Většina kovů může být recyklovatelná. Nepotřebné nebo zkažené předměty, takzvaný kovový šrot, jsou předávány do sběrných míst pro recyklovatelné materiály k následnému přetavení. Ziskové je zejména zpracování neželezných kovů (měď, hliník, cín), běžných technických slitin a některých železných kovů (litina).

Ocelové a hliníkové plechovky jsou přetaveny tak, aby vznikl vhodný kov. Tavení hliníku z plechovek na nealkoholické nápoje současně vyžaduje pouze 5% energie potřebné k výrobě stejného množství hliníku z rudy a je jedním z nejziskovějších typů recyklace.

Procesory, mikroobvody a další rádiové komponenty jsou recyklovány - extrahují se z nich drahé kovy (hlavní cílovou složkou je zlato). Rádiové části jsou nejprve tříděny podle velikosti, poté rozdrceny a ponořeny do aqua regia, v důsledku čehož všechny kovy jdou do roztoku. Z roztoku se zlato vysráží určitými vytěsňovači a redukčními činidly, zatímco jiné kovy se vysráží separací. Někdy po drcení jsou rádiové komponenty žíhány.

Odpad z papíru různých typů se spolu s běžnou celulózou používá k výrobě buničiny, suroviny pro papír, po mnoho desetiletí. Ze smíšeného nebo horšího odpadního papíru lze vyrobit toaletní papír, balicí papír a lepenku. Bohužel v Rusku existuje pouze v malém měřítku technologie na výrobu vysoce kvalitního papíru z vysoce kvalitního odpadu (zbytky tiskáren, použitý papír pro kopírky a laserové tiskárny atd.). Odpadní papír lze také použít ve stavebnictví na výrobu tepelně izolačních materiálů a v zemědělství - místo slámy na farmách.

Recyklaci plastů lze vidět na příkladu PET.

Stávající metody recyklaci odpadu z polyethylentereftalátu (PET) lze rozdělit do dvou hlavních skupin: mechanické a fyzikálně-chemické.

Hlavní mechanickou metodou pro zpracování odpadu z PET je drcení, které se používá pro nestandardní pásky, odlévání odpadu, částečně natažená nebo nevytažená vlákna. Toto zpracování umožňuje získat práškové materiály a třísky pro následné vstřikování. Je charakteristické, že během mletí se fyzikálně-chemické vlastnosti polymeru prakticky nemění. Při mechanickém zpracování PET obalů se získávají vločky, jejichž kvalita je určena stupněm kontaminace materiálu organickými částicemi a obsahem dalších polymerů (polypropylen, polyvinylchlorid), papíru z etiket v něm.

Fyzikálně-chemické metody zpracování PET odpadu lze klasifikovat následovně:

zničení odpadu za účelem získání monomerů nebo oligomerů vhodných pro výrobu vláken a filmů;
přetavení odpadu za účelem získání granulí, aglomerátů a produktů vytlačováním nebo vstřikováním;
reprecipitace z roztoků k získání prášků pro potahování; získávání kompozitních materiálů;
chemická modifikace k výrobě materiálů s novými vlastnostmi.

Každá z navrhovaných technologií má své vlastní výhody. Ale ne všechny popsané metody zpracování PET jsou použitelné na odpad z obalů potravin. Mnoho z nich umožňuje zpracovávat pouze nekontaminovaný technologický odpad, přičemž neovlivněné nádoby na potraviny zůstávají zpravidla silně znečištěné bílkovinami a minerálními nečistotami, jejichž odstranění je spojeno se značnými náklady, což není vždy ekonomicky možné pro zpracování středního a malého rozsahu.

Hlavním problémem při recyklaci není nedostatek recyklačních technologií - moderní technologie mohou recyklovat až 70% celkového množství odpadu - ale separace recyklovatelných materiálů od zbytku odpadu (a separace různých složek recyklovatelných materiálů ). Existuje mnoho technologií k oddělení odpadu a recyklovatelných materiálů. Nejdražší a nejobtížnější z nich je těžba recyklovatelných materiálů z již vytvořeného obecného odpadu ve zvláštních podnicích.

3. Příjem tepla a elektřiny z pevného odpadu

Tuhý komunální odpad je palivo, jehož výhřevnost je srovnatelná s rašelinou a některými značkami hnědého uhlí. Vzniká tam, kde je nejvíce zapotřebí tepla a elektrické energie, tj. ve velkých městech a má zaručenou předvídatelnou obnovu, dokud existuje lidstvo.

V poslední době byl trvale pozorován celkový růst výroby energie z odpadu, což se předpovídá do budoucna, zatímco podíl výroby elektřiny mírně stoupá (obr. 1). Hrubé výpočty tuhého odpadu s výhřevností, například 10 MJ / kg, ukazují, že celkové jednotkové náklady na stavbu závodu se zvýšením jeho kapacity ze 100 na 300 tisíc tun tuhého odpadu ročně klesnou přibližně o 25 -35%.

Obrázek 1. Výroba elektřiny a tepla v Evropě.

V zahraničí příjmy z prodeje vyrobené energie primárně závisí na druhu a kvalitě prodané energie. Například v Rakousku je elektřina nakupována za cenu 45 eur / MWh se zaručenou dodávkou spotřebiteli a 25 eur / MWh, pokud dodávka elektřiny závisí na provozním režimu dodavatele. Tarify za dodávku tepla jsou 10, respektive 6 eur / MWh (11,6 a 7 eur / Gcal).

Zaručenou dodávku tepla a elektrické energie z podniku, který spaluje tuhý odpad (a tím i zvýšení ceny za jeho realizaci), lze zajistit například při spolupráci s městskou CHP. Na pokyn moskevské vlády vyvinuli specialisté JSC VTI technické návrhy na vytvoření domácích standardních komplexů pro energetické využití tuhého odpadu. Při jejich vývoji byla zohledněna skutečnost, že jak ukazují výpočty a zahraniční zkušenosti, nejefektivnějším z hlediska využití energie odpadu je podnik s roční dodávkou elektrické energie 100 tisíc MWh a více (s instalovaný elektrický výkon více než 15 MW). Takový podnik lze oprávněně považovat za TPP využívající pevný odpad.

V současné době byla vyvinuta hlavní zásadní technická řešení, která již nyní umožňují vytvořit plnohodnotný prototyp moderního domácího TPP pro tuhý odpad s instalovaným elektrickým výkonem 24 MW (360-420 tisíc tun tuhého odpadu ročně) , což je moderní podnik s dokončeným technologickým procesem, tepelným zpracováním odpadu a tradičním parním cyklem na výrobu elektřiny. Jednotková kapacita každé ze dvou technologických linek na spalovaný odpad je přibližně 180 tisíc tun pevného odpadu ročně.

TPP používá pro dálkové vytápění zesítěný tepelný okruh a kondenzační turbínu s řízeným mezilehlým odběrem páry. Toto schéma je nejpružnější z hlediska využití páry. V závislosti na ročním období a poptávce spotřebitelů energie umožňuje TPP vyrábět od 10 do 25 MWh elektřiny a od 0,57 do 1,9 Gcal tepelné energie za hodinu.

3.1 Příjem tepelné energie

Úkolem ekologického zpracování tuhého odpadu z domácností je ekologické spalování tuhého odpadu a jiného hořlavého odpadu za vzniku tepelné energie s minimálním dopadem na životní prostředí, s maximální účinností, minimálními náklady na pracovní sílu a maximálním využitím nehořlavého odpadu pevný odpad a systém likvidace popela.

V bloku bunkrů se tuhý domácí a průmyslový odpad přijímá bez třídění jak ze speciálních vozidel, tak z univerzálních nákladních vozidel. Velké kovové vměstky jsou odděleny od odpadu ve fázi příjmu a jemné částice jsou odděleny od popela po spálení odpadu. Kapalný hořlavý a kapalně zatopený odpad se ukládá do samostatných nádob. Potom je tříděný spalitelný pevný odpad rovnoměrně přiváděn ke spalování do spalovací jednotky. Pro zajištění vysoké účinnosti neutralizace probíhá proces spalování odpadu ve dvou fázích:

Spalování v protiproudé rotační peci;

Dopalování spalin ve vířivém přídavném spalování.

Spaliny jsou chlazeny v kotli na odpadní teplo za vzniku přehřáté páry. Vyrobená pára je dodávána městským podnikům a je používána pro vlastní potřeby elektrárny jako zdroj tepla pro absorpční tepelná čerpadla a pro vytápění městské topné sítě nebo topných skleníků. Poté spaliny odcházejí do čisticí jednotky spalin, kde se provádí mokré čištění spalin od prachu a škodlivých nečistot.

Koncentrované odpadní vody ze systému čištění plynů a odpadní vody ze splachování technologických zařízení se používají k chlazení popela odváděním páry do požárně technické jednotky. Popel a kal ze spalovací jednotky a čisticí jednotky spalin se používají v jednotce pro likvidaci popela pro výrobu stavebních materiálů. Vysoce těkavé složky (K, Na, C, Cl, S) a těžké kovy (Zn, Cu, Cd, Pb) přecházejí z přetaveného popela do systému čištění plynu. Sbírá také sekundární prach se zvýšeným obsahem těžkých a neželezných kovů (včetně ve formě kalu v CBA). Hmotnost původního popela a plynů po roztavení je rozdělena v následujících poměrech: struska - 60%, sekundární popel z odpařování těkavých látek a v důsledku mechanického unášení - 9,0%, spaliny - 29%, kov - 2%. Granulovaná struska ve formě částic do velikosti několika mm je vysoce odolná proti rozpouštění ve vodě a slabým kyselinám. Tato struska je vhodná pro stavbu silnic a výrobu stavebních materiálů.

Obecně jednotka na likvidaci popela jako součást spalovny zajišťuje zpracování až 90% původní popelové hmoty na ekologicky nezávadné produkty. Dioxiny obsažené v původním popelu zcela chybí ve strusce získané po roztavení.

Obrázek 2. Blokové schéma jednotky na odstraňování popela.

Jednotka využití popela obsahuje 1 - napájecí zdroj, 2 - vzduchový kompresor, 3 - plazmatron, 4 - vodní čerpadlo, 5 - násypka na popel se systémem přívodu popela, 6 - tavicí reaktor, 7 - systém odtoku taveniny a granulace strusky, 8 - přídavné spalování odpadu plyny, 9 - přijímač zbytků popela, 10 - odstředivé bublinkové zařízení, 11 - vakový filtr, 12 - odsávač kouře, 13 - potrubí.

3.2 Získání elektřiny

Existuje několik možností kombinace MSZ a energetického zařízení k získání různých nosičů energie. Spalovny odpadů jsou budovány jako kotelny (UK) a CHP (UTETS):

Kotelna a spalovna; konečným produktem je tepelná energie.

CHP se spalováním tuhého odpadu; konečným produktem je teplo a elektřina (nebo jen elektřina)

o kogenerační jednotky spalující tuhý odpad na základě CCGT;

o TPP spalující tuhý odpad na bázi plynových turbín;

o CHPP na bázi CCGT, spalování společně s TKO fosilního paliva (nebo palivem z TKO).

UK jsou vybaveny kotli na odpadní teplo s parametry páry, zpravidla s tlakem 1,4-2,4 MPa a teplotou až 250-3000 C, s vrstveným spalováním paliva na speciálních roštech různých systémů (včetně „fluidního“ lože). Někdy se v kotlích na odpadní teplo používá horká voda.

UTEC je vybaven turbínovými generátory s turbínami pro různé účely:

Kogenerační zařízení na výrobu elektřiny s těžbou nízkotlaké páry a tepla jak pro vlastní potřebu MSZ, tak pro zásobování externích spotřebitelů prostřednictvím elektrických a tepelných sítí měst;

Výrobní zařízení s vysokotlakým odběrem páry, zajišťující technologické a komunální potřeby podniků,

A také čistě kondenzující, vyrábějící pouze elektřinu.

Pro co největší jasnost, zvláštnosti implementace každého z kombinačních schémat, uvádíme ruské a zahraniční zkušenosti s používáním popsaných technologií a také slibný vývoj v této oblasti.

V prvním stupni se pevný odpad přeměňuje na plynný spalitelný produktový plyn a ve druhém stupni se výsledný plyn spaluje v parním nebo horkovodním kotli. Celkový tepelný účiník je přibližně 95%. Při provozu mini-CHP na odpad tak může být několik velkých domů vybaveno teplou vodou a vytápěním. Z toho by nejracionálnější instalace zařízení měla být v oblasti města, kde jsou problémy s přepravou odpadu a kde je potřeba další tepelné energie. Jednou z možností je použití jednotky k modernizaci starých uhelných elektráren. Před spálením odpad projde primárním tříděním a drcením na požadovanou lineární velikost kusů - do 20 až 20 cm.

Navrhovaná technologie poskytuje přijatelnou úroveň tvorby dioxinů. Maximální teplota (1 000 - 1 200 stupňů) a doba hoření ve zplyňovací zóně zaručují zničení dioxinů. Po první fázi spalování nedochází k žádným emisím do atmosféry, protože veškerý produktový plyn jde do hořáku za účelem výroby tepla. Nízké lineární rychlosti toku plynu v reaktoru a jeho filtrace přes lože původního zpracovaného materiálu zajišťují extrémně nízké odstraňování prachových částic produktovým plynem. Ve výsledku je možné významně snížit kapitálové náklady na čištění plynu a energetická zařízení. Spalování ve dvou fázích tak může drasticky snížit tvorbu dioxinů a zajistit přijatelné úrovně.

Pokud jde o výsledný popel, navrhuje se technologie, která umožňuje zpracování popela na chemicky neutrální, mechanicky dostatečně stabilní produkt, který lze bez obav použít i během výstavby. Z popela se získávají keramické kuličky, ve kterých existuje trojnásobná fyzikálně-chemická ochrana vstupu těžkých kovů do životního prostředí. Stupeň vyluhování těžkých kovů z takových koulí je tisíckrát nižší než ze samotného popela. Tím se popel převede do bezpečného stavu, protože prosté přimíchání do cementu jednoduše znamená oddálení negativních účinků, protože cementové bloky jsou krátkodobé.

4. Problémy zpracování pevného odpadu

Problémy se zpracováním pevného odpadu spočívají v mnoha oblastech.

Dnes jsou hlavním zdrojem kompenzace nákladů na odvoz a likvidaci pevného odpadu platby od obyvatel. Kromě toho je zcela zřejmé, že stávající tarify za zneškodňování komunálního odpadu jsou nedostatečně nízké a nejsou schopny ani pokrýt náklady na zneškodnění a zneškodnění odpadu. Nedostatek finančních prostředků na recyklaci je kompenzován dotacemi ze státního rozpočtu, ale bydlení a komunální služby nemají peníze na vývoj systému odděleného sběru, jaký se v Evropě již dlouho používá. Navíc dnes není sazba za nakládání s pevným odpadem diferencovaná - vůbec nezáleží na tom, zda sbíráte odpad samostatně nebo jednoduše skládkujete vše do jednoho společného kontejneru - za likvidaci odpadu budete platit stejně.

Dalším problémem systému nakládání s pevným odpadem, který v naší zemi existuje, je poměrně omezený trh s druhotnými surovinami - mnoho recyklátorů odpadu čelí problémům při prodeji surovin, které byly získány z odpadu.

Obyvatelstvo v současnosti prakticky není informováno o problému nakládání s pevným odpadem a obyvatelstvo Ruska neví nic o možnostech systému tříděného sběru.

Všechny metody nakládání s odpady mají navíc své klady a zápory.

Nejstarší a nejznámější - likvidace, výstavba a údržba skládky je mnohem jednodušší a levnější než zřízení spalovny (WIP) nebo závodu na recyklaci odpadu (MPZ). To je možná hlavní výhoda skladování odpadu na skládce. Existuje poměrně málo nevýhod:

jsou zabrány velké pozemní oblasti (kromě samotné skládky je třeba zohlednit také okolní pásmo hygienické ochrany). V naší době je půda poblíž velkých měst drahá a má smysl ji utratit za čistší účely; a výstavba skládky ve velké vzdálenosti není ekonomicky proveditelná;
s touto metodou se užitečné složky odpadu prakticky neextrahují - to, co bylo vynaloženo na spoustu materiálu, práce a energie, je jednoduše pohřbeno v zemi;
obtíže s rekultivací území. Nejvíc přeplněná skládka dříve či později vyčerpá svou kapacitu. Poté by měla být pokryta zemí, na povrchu by měly být vysazeny stromy. Ale toto území po velmi dlouhou dobu nebude vhodné pro téměř žádné užitečné aplikace... Anaerobní (tj. Bez přístupu vzduchu) procesy probíhají ve vrstvách odpadu - a jsou velmi dlouhé. Skládka tuhého odpadu tedy zabírá nejen během období provozu, ale i po jeho ukončení významné pozemní oblasti.

Spalování odpadu vyžaduje značné investice. Teoreticky lze odpad považovat za palivo a spalovny za teplárny. V praxi to není tak dobré.

Za prvé, kalorická hodnota odpadu, který nebyl separován, je velmi nízká - jinými slovy, nemusí vůbec spalovat na vzduchu (záleží na obsahu nehořlavých frakcí v TKO a vlhkosti, která se mění vlivem počasí podmínky) - může být nutné další spalování, sušení, použití skutečných paliv, použití plynné směsi bohaté na kyslík jako oxidačního činidla (místo vzduchu).

Zadruhé, odpadní spaliny ze spalovny obsahují značné množství škodlivých nečistot, pevných i plynných nebo výparů. Například, moderní odpad Může zahrnovat významné množství organické látky obsahující chlór, jejíž spalování tvoří látku, jako je dioxin, který je klasifikován jako superekotoxické látky, tj. supertoxické látky. V tomto ohledu je nutné důkladné vícestupňové čištění výfukových plynů a použití zvláště vysokých teplot, aby se vyloučilo neúplné spalování odpadu (při úplném spalování se tvoří méně toxické látky).

A konečně, spalování stále neodstraňuje problém odpadu - nespálitelná struska zůstávající v pecích, popel zachycený v čistírnách tvoří 10% objemových a 30% hmotnostních původního množství pevného odpadu, který „vstoupil“ do spalovny brána. Tuto strusku a popel je třeba někam uložit. Často jen na skládku, i když je možné použít strusku jako plnivo do tvárnic atd.

Nevýhodami spalovacího zařízení jsou tedy vysoké náklady na zařízení, technologie spalování a čištění plynu je mnohem komplikovanější ve srovnání s konvenčními teplárnami a špatná extrakce užitečných složek. Dokonce i při nejrůznějších tricích (předtřídění, výhodné využití generovaného tepla a strusky) jsou spalovny zřídka ziskové. Přes všechny nedostatky však na světě funguje více než tisíc spaloven - i když v poslední době došlo k určitému trendu snižování jejich počtu.

Hlavním problémem stávajících metod zpracování recyklovatelných materiálů není nedostatek recyklačních technologií, ale separace recyklovatelných materiálů od zbytku odpadu (a separace různých složek recyklovatelných materiálů). Existuje mnoho technologií k oddělení odpadu a recyklovatelných materiálů. Všechny z nich jsou nákladné a nejdražší a nejobtížnější z nich je těžba recyklovatelných materiálů z již vytvořeného obecného odpadu ve zvláštních podnicích.

Hlavní problémy spojené s používáním pevného odpadu jako paliva pro výrobu energie pro Rusko a zejména pro Moskvu jsou následující:

1. Efektivní využití tepla vzniklého při spalování odpadu a především problém spojený s prodejem vyrobené energie. Nestabilita výroby elektřiny v důsledku sezónních a denních výkyvů v množství a kvalitě tuhého odpadu, jakož i při odstávkách technologických linek ztěžuje jeho prodej do energetických sítí.

2. Nejnaléhavějším problémem v současné době je efektivní přeměna energie pevného odpadu na elektrickou energii. absolutní elektrická účinnost nepřesahuje 14-15%, zatímco v zahraničí mají nově uváděné spalovny tuhého odpadu absolutní elektrickou účinnost asi 22%.

6. Perspektivy zpracování pevného odpadu

Současně existují dva možné směry pro modernizaci tohoto systému nakládání s odpady:

1) vytváření podmínek pro minimalizaci vzniku odpadu, tj. technologická modernizace ekonomiky založená na nejlepších dostupných technologiích;

2) zapojení odpadu, včetně objemů nashromážděných v předchozích letech, do ekonomického využití jako druhotné materiální a energetické zdroje, tj. rozvoj průmyslu likvidace odpadu v Rusku.

Využití pevného odpadu, včetně průmyslového odpadu podle druhu odpadu z domácností, jako paliva s využitím energie při jeho přeměně na elektřinu a teplo; mechanické a chemické čištění plynů opouštějících kotle; zavedení nových spalovacích technologií, včetně takzvaných fluidních pecí; prospěšné využití řady složek odpadu, včetně strusek, popela, kovů - to vše má velký význam z hlediska úspory fosilních paliv, materiálů, ale hlavně ochrany přírody, ovzduší a vodních nádrží v Moskvě a Moskevská oblast postupným uzavíráním stávajících skládek a odmítáním přidělit novou půdu pro jejich organizaci.

Spolu s obecně přijímanými (tradičními) schématy spalování pevného odpadu využívajícími tepelnou a elektrickou energii v napájecích systémech měst, včetně Moskvy, existují bohaté zkušenosti evropských zemí s řešeními okruhů vedoucími ke kombinovaným zdrojům napájení. V rámci těchto zdrojů se spolu s technologickými linkami pro neutralizaci tuhého odpadu s výrobou energie používají nejen energetická zařízení ve formě parních generátorů, ale také plynové turbíny (GTU), plynové turbíny s kombinovaným cyklem (CCGT).

Zkušenosti z provozu mnoha zahraničních podniků v oblasti tepelného zpracování tuhého odpadu ukazují, že moderní TPP využívající tuhý odpad je podnik šetrný k životnímu prostředí. To potvrzují výsledky studií provedených v moskevských speciálních závodech v době jejich spuštění a následného provozu. Koncentrace regulovaných látek v plynných produktech spalování pevného odpadu nepřekračuje normativní hodnoty EU, což zajišťuje ekologicky bezpečný provoz těchto podniků. Výsledné zbytky popela a strusky mohou být zpracovány na inertní produkt pro následné použití, například při stavbě silnic, na území samotného TPP.

Ke zvýšení trhu s recyklovatelnými materiály ve vyspělých zahraničních zemích se dnes používají různé mechanismy ovlivňování - požadavky na povinné používání recyklovatelných materiálů při zavádění nového zboží (v procentech) a přednostní půjčky podobným průmyslovým odvětvím. V evropském systému zadávání veřejných zakázek jsou rovněž poskytovány výhody těm podnikům a organizacím, které vyrábějí nebo dodávají zboží a výrobky, které jsou vyráběny z druhotných surovin nebo s využitím recyklovaných materiálů.

Vyhlídky na využití tuhého odpadu z domácností v Ruské federaci jako druhotných zdrojů energie jsou spojeny s přijetím legislativních dokumentů zaměřených na výrazné snížení ukládání na skládky, přinejmenším pro velká města, a zvýšení zájmu energetických společností o rozvoj obnovitelných zdrojů energie a aktivní zavádění nových technologií v oblasti zpracování.

Závěr

Proces likvidace tuhého domácího odpadu by měl být zvolen v každém jednotlivém případě s přihlédnutím ke všem vlastnostem odpadu, terénu a jejich množství.

Složitost řešení problémů s využitím komunálního odpadu je vysvětlena nutností používat složité kapitálově náročné zařízení a nedostatkem ekonomického opodstatnění každého konkrétního řešení.

Shrneme-li vše, co bylo napsáno výše, můžeme s jistotou říci, že navzdory stávajícím technologiím pro racionální využívání odpadu je hlavním důvodem neefektivní práce při odstraňování pevného odpadu to, že problémy ochrany životního prostředí, využívání zdrojů a neustálého rozvoj systému nakládání s odpady stále není prioritou řídících orgánů v naší zemi.

Můžeme jen doufat, že stát v blízké budoucnosti podnikne kroky nezbytné k vytvoření nového, ekologičtějšího a efektivnějšího systému nakládání s pevnými odpady.

Seznam doporučení

Pevný domácí odpad [elektronický zdroj]. - https://ru.wikipedia.org Wikipedia je encyklopedie zdarma.
Situace se spotřebitelským odpadem v Rusku a v oblasti Kostroma [Elektronický zdroj] - Úřad Federální služby pro dohled nad přírodními zdroji (Rosprirodnadzor) v oblasti Kostroma.
Federální zákon Ruské federace ze dne 24. června 1998, č. 89-F3 (ve znění ze dne 25. listopadu 2013) „O produkci a spotřebě odpadu“ [Elektronický zdroj]. - ConsultantPlus: Verze Prof .. - Elektronická data a prog. - CJSC „Consultant Plus“. - Moskva. - 2001-2014.
Federální zákon Ruské federace ze dne 10. 1. 2002 č. 7-FZ „O ochraně životního prostředí“ [elektronický zdroj]. - ConsultantPlus: Verze Prof .. - elektronická data a prog. - CJSC „konzultant Plus“. - Moskva. - 2001-2014.
Sběr a likvidace pevného domácího odpadu [elektronický zdroj] .–http: // allformgsu. ru /
Technologie likvidace pevného odpadu [elektronický zdroj] .–http://waste-nn.ru/tehnologiya-zahoroneniya-tbo/ 2011–2014 - „Ministerstvo ekologie a přírodních zdrojů oblasti Nižnij Novgorod“.
E.I. Goncharuk, V.G. Bardov, S.I. Garkavius, A.P. Yavorovsky a další - vyd. E.I. Honcharuk. K.: Health, 2006 .-- 792 s.
Khmelnitsky A.G. / Využití druhotných surovinových zdrojů jako surovin pro průmysl / Komunální a průmyslový odpad: metody neutralizace a recyklace. - Novosibirsk, 1995 .-- 167 s.
Baruzdina Y. / Recyklovatelné výrobky - zelené světlo / Tuhý domácí odpad / květen 2010 .-- 65c.
Sachkov A.N., Nikolsky K.S., Marinin Yu.I. / O vysokoteplotním zpracování pevného odpadu ve Vladimíru / Ekologie měst. - M.: 1996 .-- 331 s.
Stubenvoll J., Bohmer S., Szednyj I. Stand der Technik bei Abfallverbrennungsanlagen. Studie im Auftrag des Bundesministerium fur Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft.Vídeň, září 2002, 164 stran.
Metoda ekologického zpracování tuhého domácího odpadu s výrobou tepelné energie a stavebních materiálů a spalovna pro její implementaci (RU 2502017) - patent.
Kopylov A.E. Ekonomické aspekty výběru podpůrného systému pro využívání obnovitelných zdrojů energie v Rusku // Energetik. 2008. č. 1. 45c.

Bioplyn je zdrojem úrodnosti zeleninové zahrady. Z dusitanů a dusičnanů obsažených v hnoji a otravě vašich plodin se získává čistý dusík, který je pro rostliny tak nezbytný. Při zpracování hnoje v zařízení zemřou semena plevelů a při hnojení zahrady methanem (zpracovaným v hnoji a organickým odpadem) vám bude trávení plevele trvat mnohem méně času.

Bioplyn - příjem z odpadu. Potravinový odpad a hnůj, které se hromadí na farmě, jsou bezplatnou surovinou pro bioplynovou stanici. Po zpracování odpadu získáte hořlavý plyn a vysoce kvalitní hnojiva (huminové kyseliny), které jsou hlavními složkami černé půdy.

Bioplyn je nezávislost. Nebudete závislí na dodavatelích uhlí a plynu. Navíc ušetříte peníze za tato paliva.

Bioplyn je obnovitelný zdroj energie. Metan lze použít pro potřeby rolníků a farem: na vaření; pro ohřev vody; pro vytápění obydlí (s dostatečným množstvím surovin - bioodpad).

Kolik plynu můžete získat z jednoho kilogramu hnoje? Na základě skutečnosti, že vaření jednoho litru vody spotřebuje 26 litrů plynu:

S pomocí jednoho kilogramu skotu lze vařit 7,5-15 litrů vody;

S pomocí jednoho kilogramu vepřového hnoje - 19 litrů vody;

S pomocí jednoho kilogramu ptačího trusu - 11,5-23 litrů vody;

Jeden kilogram luštěninové slámy uvaří 11,5 litru vody;

S pomocí jednoho kilogramu brambor - 17 litrů vody;

S pomocí jednoho kilogramu rajčat - 27 litrů vody.

Nespornou výhodou bioplynu je decentralizovaná výroba elektřiny a tepla.

Proces biokonverze umožňuje kromě energie vyřešit další dva problémy. Nejprve fermentovaný hnůj ve srovnání s obvyklou aplikací zvyšuje výnos zemědělských plodin o 10–20%. To se vysvětluje skutečností, že během anaerobního zpracování dochází k mineralizaci a vazbě dusíku. U tradičních metod přípravy organických hnojiv (kompostování) jsou ztráty dusíku až 30–40%. Anaerobní zpracování hnoje čtyřikrát - ve srovnání s nefermentovaným hnojem - zvyšuje obsah amonného dusíku (20 - 40% dusíku jde do amonné formy). Obsah asimilovatelného fosforu se zdvojnásobuje na 50% celkového fosforu.

Během fermentace navíc semena plevelů, která jsou vždy obsažena v hnoji, zcela uhynou, mikrobiální asociace, vajíčka helmintů jsou zničena, nepříjemný zápach je neutralizován, tj. je dosažen současný ekologický účinek.

3. Energetické využití čištění odpadních vod v kombinaci s fosilními palivy.

V zemích západní Evropa již více než 20 let se aktivně podílejí na praktickém řešení problému likvidace odpadu z čistíren odpadních vod.

Jednou z rozšířených technologií pro využití WWS je jejich použití v zemědělství jako hnojiva. Jeho podíl na celkovém množství WWS se pohybuje od 10% v Řecku do 58% ve Francii, v průměru 36,5%. Navzdory popularizaci tohoto typu nakládání s odpady (například v rámci nařízení EU 86/278 / ES) ztrácí na atraktivitě, protože se zemědělci obávají hromadění škodlivých látek na polích. V současné době je v řadě zemí používání odpadu v zemědělství zakázáno, například v Nizozemsku od roku 1995.

Spalování odpadních vod je na třetím místě z hlediska objemu likvidace odpadu (10,8%). V souladu s prognózou se jeho podíl v budoucnu zvýší na 40%, a to i přes relativně vysoké náklady na tuto metodu. Spalování kalu v kotlích umožní vyřešit ekologický problém spojený s jeho ukládáním, získávat další energii během jeho spalování a následně snížit potřebu palivových a energetických zdrojů a investic. Je vhodné použít polotekutý odpad k výrobě energie v kogenerační jednotce jako přísadu do fosilních paliv, například uhlí.

Existují dvě nejběžnější západní technologie pro spalování čištění odpadních vod:

Oddělené spalování (spalování ve fluidním loži (LBB) a vícestupňové pece);

Společné spalování (ve stávajících uhelných kogeneračních jednotkách nebo cementárnách a asfaltech).

Mezi způsoby odděleného spalování je populární použití technologie kapalné vrstvy; nejúspěšnější jsou pece s FSW. Tyto technologie umožňují zajistit stabilní spalování paliva s vysokým obsahem minerálních složek a snížit obsah oxidů síry ve výfukových plynech v důsledku jejich vazby během spalování vápencem nebo kovy alkalických zemin obsaženými v popelu palivo.

Zkoumali jsme sedm alternativních možností pro likvidaci kalů z čistíren odpadních vod, založených na obou nových nekonvenčních technologiích, vyvinutých na základě ruských nebo evropských zkušeností a nemajících praktické využití, stejně jako na hotových technologiích „na klíč“:

1. Spalování v cyklonové peci na základě stávajících, ale nepoužívaných bubnových sušících pecí zpracovatelských zařízení (ruská technologie - „Tehenergohimprom“, Berdsk);

2. Spalování v cyklonové peci na základě stávajících, ale nepoužívaných bubnových kotlů zařízení na zpracování (ruská technologie - Sibtekhenergo, Novosibirsk a Biyskenergomash, Barnaul);

3. Samostatné spalování ve vícestupňové peci nového typu (západní technologie - „NESA“, Belgie);

4. Samostatné spalování ve fluidní peci nového typu (západní technologie - „Segher“ (Belgie);

5. Samostatné spalování v nové cyklonové peci (západní technologie - „Steinmuller“ (Německo);

6. Společné spalování ve stávající kogenerační jednotce spalující uhlí; skladování sušeného odpadu ve skladu.

Varianta 7 předpokládá, že po vysušení až 10% obsahu vlhkosti a tepelném ošetření je čištění odpadních vod ve výši 130 tisíc tun ročně biologicky bezpečné a bude skladováno v prostorách poblíž čistírny. Vzalo v úvahu vytvoření uzavřeného systému úpravy vody v úpravnách vody s možností jeho rozšíření s nárůstem objemu zpracovaného odpadu a nutnost vybudování systému zásobování odpady. Náklady na tuto možnost jsou srovnatelné s náklady na spalování odpadu.

ZÁVĚR

Jedním z hlavních úkolů vyspělých zemí je racionální a ekonomické využívání energie. To platí zejména pro náš stát, kde se vyvinula obtížná situace s palivovými a energetickými zdroji. V souvislosti s vysokými cenami a omezenými zásobami ropy, plynu a uhlí nastává problém s hledáním dalších energetických zdrojů.

Jedním z nejúčinnějších způsobů, jak v budoucnu získat energii, může být použití pevného odpadu jako paliva. Předpokládá se využití tepla získaného spalováním tuhého komunálního odpadu k výrobě elektřiny.

Mezi obnovitelnými zdroji energie založenými na zemědělském odpadu je biomasa jednou ze slibných a ekologických náhražek minerálních paliv při výrobě energie. Bioplyn získaný v důsledku anaerobního zpracování hnoje a odpadu v bioplynových stanicích lze použít k vytápění budov pro hospodářská zvířata, obytných budov, skleníků, k získání energie na vaření, k sušení zemědělských produktů horkým vzduchem, k ohřevu vody a k výrobě elektřinu pomocí plynových generátorů. Celkový energetický potenciál využití živočišného odpadu na základě výroby bioplynu je velmi velký a umožňuje uspokojit roční potřebu tepla v zemědělství.

K získání energie na CHPP se doporučuje použít polotekutou úpravu odpadních vod jako přísadu do fosilních paliv, například uhlí.

SEZNAM DOPORUČENÍ

1. Bobovich BB, Ryvkin M.D. Technologie bioplynu pro zpracování živočišného odpadu / Bulletin Moskevské státní průmyslové univerzity. Č. 1, 1999.

2. Shen M. Kompogaz - metoda fermentace biologického odpadu / „Metronome“, č. 1-2, 1994, s. 41.

3. Posouzení energetického potenciálu nakládání s odpady v Novosibirské oblasti: Ústav energetické účinnosti. - http://www.rdiee.msk.ru.

4. Fedorov L., Mayakin A. Tepelná elektrárna na domácí odpad / „Nové technologie“, č. 6 (70), červen 2006

Většina obvyklých zdrojů energie je neobnovitelná (ropa, plyn). Získávání energie ze zemědělského odpadu vám umožňuje vyřešit dva problémy najednou - zbavit se zbytků odpadu a ulevit těžebnímu průmyslu.

Odpad na výrobu energie lze rozdělit do několika typů.

: hnůj a odpadní vody na chovech hospodářských zvířat, trus kuřete. Energetická náročnost hnoje je na stejné úrovni jako rašelina (21,0 MJ / kg) a je výrazně vyšší než u hnědého uhlí a dřeva (14,7, respektive 18,7 MJ / kg).
Odpadní plodiny:
- polní odpad: sláma, obiloviny, slunečnicové a kukuřičné stonky, zeleninové vrcholy atd .;
- zpracování odpadu: plevy, plevy atd.
Vedlejší produkty průmyslového zpracování zemědělských produktů: bagasa získaná v cukrovarnickém průmyslu, koláče z výroby oleje, odpad z potravinářského průmyslu.

Existuje možnost přímého spalování takového odpadu a jeho opětovné použití jako hnojiva nebo pro druhotné potřeby v podnicích (například sláma v chovu zvířat). Používají se však také jako suroviny pro výrobu biopaliv, která se obvykle dělí do tří skupin:

Kapalina - bionafta (při výrobě se používá odpad obsahující tuk) a bioethanol (můžete použít pšeničnou a rýžovou slámu, bagasu z cukrové třtiny).
Pevná látka - biomasa, palivové pelety a brikety z různých druhů odpadu (kukuřičné tyčinky, sláma, otruby, slupky ze slunečnicových semen, pohankové slupky, kuřecí trus, hnůj).
Plynný Bioplyn lze vyrábět z hnoje, drůbežího hnoje a jiného podobného zemědělského odpadu.

Příjem energie z odpadu je z velké části redukován na výrobu tepelné energie. Ten se zase přeměňuje na jiné druhy energie - mechanickou a elektrickou.

Spalují se palivové brikety a jiná pevná biomasa, kalorická hodnota briket se pohybuje od 19 do 20,5 MJ / kg. Bionafta se používá jako palivo pro spalovací motory, bioethanol je motorové palivo a bioplyn se používá k různým účelům: k výrobě elektřiny, tepla, páry a také jako automobilové palivo.

V Dánsku v 70. letech. došlo k ropné krizi, po níž začali zemědělci poprvé používat slámu jako palivo. Od roku 1995 stát kompenzuje 30% nákladů na zařízení majitelům kotlů na slámu s výkonem do 200-400 kW, pokud jejich účinnost a úroveň uvolňování škodlivých látek splňují požadavky. V Dánsku pracuje na slámě více než 55 kotlů pro ústřední vytápění, více než 10 000 kotlů na vytápění a také několik kogeneračních jednotek a elektráren, které kromě slámy využívají i jiné druhy odpadu.

Co to vyžaduje?

Mnoho podnikatelů zabývajících se zpracováním pneumatik nebo plastů se zajímá o to, zda je možné získat bioplyn spalováním zemědělského odpadu, ale tento druh paliva se získává pomocí jiné technologie. Vyrábí se fermentací vodíku nebo metanu. Suroviny se čerpají nebo vkládají do reaktoru, kde se mísí, a bakterie v zařízení zpracovávají produkty a vyrábějí palivo. Hotový bioplyn stoupá do plynové nádrže, poté je čištěn a dodáván spotřebiteli.

Bioethanol z odpadu se získává fermentací slámy nebo jiného odpadu obsahujícího celulózu. Tato technologie není ve světě příliš populární, ale v SSSR byla docela vyvinuta, v Rusku se také používá. Nejprve se surovina hydrolyzuje, aby se získala směs pentóz a hexóz, a poté se tato hmota podrobí alkoholové fermentaci.

Výroba bionafty ze zemědělského odpadu obsahujícího tuky bude vyžadovat zpracovatelskou jednotku, čerpadla, spojovací potrubí (hadice, potrubí) a nádoby na vyhořelé palivo. Bionafta v jednotce se transesterifikuje z triglyceridů v reakci s jednosytnými alkoholy a poté prochází různými typy čištění (z methanolu a produktů zmýdelnění) a dehydratuje se (voda může vést ke korozi).

Dále je možné zakoupit filtry pro získání kvalitnějšího produktu nebo generátoru, který umožňuje systému pracovat na vyrobené palivo. K vybavení malého zpracovatelského závodu potřebujete minimálně 15 metrů čtverečních plochy. Ceny instalací závisí na výkonu a kapacitě - od několika desítek tisíc rublů po několik milionů.

Tuhé palivo v briketách bude vyžadovat různé vybavení. Za prvé - lis, který bude tvarovat odpadkovou hmotu. V závislosti na druhu suroviny můžete potřebovat také sušičku, mlýnek a látky, které zvyšují viskozitu suroviny, druh lepidla.

Pro velké objemy výroby má smysl instalovat pásový dopravník (dopravník). Průměrná cena vybavení pro malou dílnu je 1,5–2 miliony rublů plus náklady na energii, personál a prostory. Pokud výrobce získá suroviny zdarma nebo pokud za jejich vývoz zaplatí navíc, produkce se vyplatí zhruba za šest měsíců.

Při výrobě pelet se zemědělský odpad drtí a lisuje v lisu na pelety: lignin obsažený v surovině je pod vlivem vysoká teplota lepí je na malé granule.

Důležité! Rozvoj oblasti energeticky náročného využití v zemědělství vyžaduje poměrně velké vládní výdaje a kompenzace, sponzorování vědeckých projektů - tedy finanční podporu. Mnoho států proto vytváří programy na podporu a rozvoj této oblasti.

Například program Horizont 2020 v zemích EU je založen na řadě priorit, z nichž jedna, Sociální výzvy (rozpočet - 31,7 miliard eur), zahrnuje podporu projektů v odvětví zemědělství a biohospodářství, a tedy energeticky náročných recyklace.

Existuje výhoda, zkušenost Ruska a dalších zemí

Otázka výhod využívání energie z odpadu není přímá. Mnoho druhů zemědělského odpadu se používá jako zdroje pro řešení dalších problémů v tomto odvětví (hnojiva, podestýlky atd.), Jinými slovy, při využití nemusí energie získat zpět, například ztráty plodin, což vyžaduje příslušné výpočty. Kromě toho dosud nebyla vyřešena otázka proveditelnosti zpracování z hlediska životního prostředí.

Získávání energie ze zemědělského odpadu však může být docela slibným směrem.

Po pevných biopalivech je velká poptávka: země jako Nizozemsko, Velká Británie, Belgie, Švédsko, Dánsko neustále zahrnují programy finanční podpory pro spotřebitele pelet. Zavádějí se nové standardy kvality pro tento typ výrobků z jiných zemí, které hovoří o plánech na zvýšení dovozu.

Dodavatelem pro tyto země se mimo jiné může stát i Rusko, skandinávské země jsou nejvhodnějším prodejním trhem. Aby to však bylo možné, musí se změnit vnitřní trh země. Rusko ročně vyprodukuje 440 milionů tun odpadu lignocelulózové biomasy, velká část podniků je zemědělská. Tento odpad zpravidla není recyklován.

Výroba bioplynu je relativně drahý podnik, minimální cena za jednu jednotku je 800 tisíc eur, i když v poslední době se objevily tendence ke snižování výrobních nákladů. V moderní Evropě dosahuje státní kompenzace za používání těchto zařízení 90%.

Tyto náklady jsou však do značné míry odůvodněny výslednou energetickou autonomií podniků. Kromě toho podnikatel, který používá bioplyn k výrobě elektřiny v Evropě, jej prodává se zvýšeným tarifem, což je velmi výhodné. To přispívá ke zvýšení počtu podniků využívajících bioplyn.

Domácí bioplynové stanice jsou oblíbené v mnoha evropských zemích. Taková výroba může být přínosem pro farmy, kde jsou suroviny pro zpracování po ruce a není třeba je někde kupovat.

V naší zemi, která se k rozvoji energeticky náročného využití připojila poměrně pozdě, není bioplynové palivo příliš rozšířené, a to i kvůli nedostatečné podpoře federální vlády. Existují však regionální iniciativy, například projekt v regionu Belgorod, a vedou k dobrým výsledkům.

Energeticky náročné využití v zemědělství je nezbytné; může pomoci vyřešit globální problémy ekonomické i environmentální povahy. Pro dosažení pozitivních výsledků v této oblasti by však podnikatelé a stát měli správně vypočítat rizika.