Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

В целях предотвращения эмиссии метана большую роль играет наличие защитного покрытия хранилищ остатков ферментирую­щей массы. 65 % всех установок, которые были рассмотрены в рамках данной программы измерения параметров биогаза, не обо­рудованы хранилищами для остатков ферментирующей массы с
газонепроницаемым покрытием, вследствие чего большие объе­мы метана могут выделяться в атмосферу. Применяя это коли­чество к одно — и многоступенчатым установкам, выходит, что 84% одноступенчатых и 71 % многоступенчатых БГУ не имеют хранилищ для остатков ферментирующей массы с газонепрони­цаемым покрытием (изображение 3-42). Такое положение дел обо­рачивается также ущербом и в экономическом плане, так как био­газ не поступает на выработку электроэнергии.

Для расчета потенциала остаточного метана в ходе отбора бродильных проб было определено количество метана на одну тонну остатка брожения (материал, получаемый после заверше­ния последней фазы) и представлено в сравнении с выходом ме­тана на БГУ в виде относительного потенциала остаточного газа.

На изображениях 3-43 и 3-44 представлены величины потен­циала остаточного метана в нм3 СН4 в одной тонне остатка бро­жения при 37 °С и 20 — 22 °С с дифференциацией по одноступен­чатым и многоступенчатым системам установок. Те установки,

Среднее Гйб. 3-4: Сводные данные по средним, мини-

хранилища остатков ферментирующей массы которых имеют га­зонепроницаемое покрытие, отмечены особой маркировкой, так как на них остаточный газ используется для выработки электро — и тепловой энергии.

При 37°С потенциал остаточного газа в рассматриваемых ус­тановках охватывает широкий диапазон от 1,7 до 21,7 нм3 СН4/тостажа (перебродившей массы). Конструктивно идентич­ные установки БГУ 51 и 52, а также БГУ 47 достигают максималь­ных значений потенциала остаточного газа при температуре 37 °С (изображение 3-43). Подобная картина складывается и при тем­пературах ок. 20 °С. Диапазон значений представлен пределами от 0,2 до 7,1, причем на установках БГУ 47, 51 и 52 вновь отме­чаются наивысшие значения потенциала остаточного газа.

Как это следует из диаграмм 3-43 и 3-44, в связи с небольшим временем отстаивания на одноступенчатых установках отмечают­ся более высокие значения потенциала остаточного газа, чем на многоступенчатых установках. В таблице 3-5 представлены сред­ние, минимальные и максимальные значения потенциала остаточ­ного газа с учетом разных температур. При температуре 37 °С по­тенциал остаточного газа на одноступенчатых установках состав­ляет 9,5 нм3 СН4/тостатка (перебродившей массы), а на многосту­
пенчатых установках — 4,9 нм3 СН4/тостатка (перебродившей мас­сы) (таблица 3-5). На основе этих данных становится очевидным, что за счет увеличенного времени отстаивания показатели разло­жения субстрата на многоступенчатых установках выше, чем на одноступенчатых.

В связи с очень разными субстратными смесями, которые ис­пользуются на установках, количество остаточного метана в таб­лице 3-5 указано по отношению к одной тонне оСВ. На изобра­жении 3-45 приведено соотношение удельной доли потенциала остаточного газа и значения выхода метана на биогазовых уста­новках. При расчете объемы остаточного газа на тонну’ материа­ла, который остается после окончания технологического процес­са на последней фазе, были рассмотрены по отношению к выхо­ду метана (нм3 СН4/тсубс, гра, га), причем при этом была учтена поте­ря массы, определенная по количеству выработанного газа. Данные по относительному потенциалу остаточного газа позво­ляют проводить сравнение эффективности биогазовых установок. Высокая величина относительного потенциала остаточного газа свидетельствует о плохом использовании субстрата. Гаражная биогазовая установка периодического действия БГУ 61, а также обе установки старого типа БГУ 11 и 12 имеют максимальные зна-

Изображение 3-42: Относительное статистическое распределение биогазовых установок по отношению к покрытию хранилищ остатков фер­ментирующей массы с дифференциацией по одно — и многоступенчатым установкам и установкам периодического действия, гаражного типа

чения вплоть до 8,5 % от потенциального выхода СН4 на тонн}’ субстрата при температуре брожения в диапазоне 20-22 °С. Здесь же вновь на общем фоне выделяются одноступенчатые установ­ки, которые в связи с коротким временем отстаивания имеют, как правило, высокие значения потенциала остаточного газа (табли­ца 3-6).

Многоступенчатые установки в среднем достигают значение потенциала остаточного газа, которое меньше этого значения на одноступенчатых установках более чем в два раза.

На изображении 3-46 показана связь между относительньм потенциалом остаточного газа и временем гидравлического отс­таивания. Диаграмма наглядно отражает зависимость между эти­
ми параметрами. Установки с величиной времени отстаивания свыше 100 дней имеют значительно более низкие величины по­тенциала остаточного газа, которые составляют менее 2,5 % от величины выхода СН4. Особенно явно выражена эта зависимость при эксплуатации гаражных установок периодического действия.

С одной стороны, высокие значения потенциала остаточного газа объясняются коротким временем отстаивания и, тем самым, недостаточным оборотом субстрата в установках на навозной жи­же, а с другой стороны, за счет недостаточного разложения мас­сы в одноступенчатых установках сухой ферментации с таким же коротким временем отстаивания и неоднородной перколяцией. С увеличением времени отстаивания происходит сильное умень-

Изображение 3-45: Относительный потенциал остаточного газа при ок. 20°С, в соотнесении с полученным выходом метана (уста­новки с газонепроницаемым покрытием хранилищ остатков ферментирующей массы на диаграмме отмечены)

Потенциал остаточного газа

среди.

37 °С

среди.

20 до 22 °С

Таб. 3-5: Демонстрация средних значений, а также мин. и макс, значений потенциала остаточного газа с дифференциацией по одно — и многоступенчатым установкам

Таб. 3-6: Средние, мин. и макс, значения относительного по­тенциала остаточного газа по отношению к полученному вы­ходу метана на тонну загруженного материала с дифферен­циацией по одно — и многоступенчатым установкам
шение величины потенциала остаточного газа. Таким образом, величина времени отстаивания является однозначным критерием для определения эффективности использования субстрата.

Результаты определения потенциала остаточного газа пока­зывают, что, прежде всего, в одноступенчатых системах и/или в системах с общим временем отстаивания менее 100 дней, храни­лища остатков ферментирующей массы обязательно должны быть оборудованы газонепроницаемым покрытием, которое будет пре­пятствовать выбросу метана в атмосферу и способствовать ис­пользованию имеющегося остаточного газа для выработки энер­гии. Среди установок с высоким значением потенциала остаточ­ного газа только установки сухой ферментации БГУ 47, 51 и 52 имеют хранилища остатков ферментирующей массы со смонти­рованным газонепроницаемым покрытием. Таким образом, бла­годаря газонепроницаемом}’ покрытию хранилищ остатков фер­ментирующей массы использование остаточного газа в этих ус­тановках не только способствует снижению выбросов метана, но и приводит к получению большей выручки за выработку элект­роэнергии.

Изображение 3-46: Взаимосвязь между значением относительного потенциала остаточного газа (20-22 °С) и временем гидравли­ческого отстаивания

Комментарии запрещены.