Fermentacja odpadów zebranych selektywnie – dane wg bilansu
odpadów dla procesu stabilizacji
Odpady kuchenne i ogrodowe 2578,8 + 12269,5 = 14848,3 Mg/a
Odpady z terenów zielonych – przyjęto tylko odpady miękkie w ilości (873,6 + 9630,4) x 0,5 = 10504 Mg/a
Razem 14848,3 + 10504 = 25352,3 Mg/a
Dwa warianty fermentacji: sucha i mokra
Ilo
ść
odpadów: 25352 Mg/a
FERMENTACJA MOKRA
Wilgotno
ść
wsadu powinna by
ć
> 85%, przyj
ę
to 95 %
Zało
ż
enia:
- temp.
55ºC
- czas fermentacji
14 d
- wilgotno
ść
wsadu
95%
smo
75% sm
Frakcja ta podlega roztworzeniu z wod
ą
procesow
ą
, wydzielaniu składników ci
ęż
kich i lekkich w urz
ą
dzeniu
roztwarzaj
ą
cym.
Wydzielanie frakcji ci
ęż
kiej w ilo
ś
ci około 5 % masy i frakcji lekkiej w ilo
ś
ci około 5% masy liczonej w stosunku do
całkowitej masy odpadów.
Frakcja ci
ęż
ka
0,05
x
25352
=
1268 Mg/a
Frakcja lekka
0,05
x
25352
1268 Mg/a
suma
2536 Mg/a
Bioodpady do fermentacji 25352 - 2536 = 22816 Mg/a
Zało
ż
ono wilgotno
ść
bioodpadów około 70%.
Sucha masa frakcji : 0,3 x 22816 = 6845 Mg/a
Zwi
ę
kszenie wilgotno
ś
ci do 95% daje mas
ę
: 6845
/
(1-0,95) = 136900 Mg/a = 375 Mg/d
Przyj
ę
to czas fermentacji 14 d.
Obj
ę
to
ść
WKF, 1Mg=1m
3
375 x 14 = 5250 m
3
Przyj
ę
to 2 komory fermentacyjne po 2625 m
3
, wymiary komór typowe na podsstawie katalogów dla WKF
oczyszczalni
ś
cieków lub projekt indywidualny.
Obci
ąż
enie komory such
ą
mas
ą
organiczn
ą
:
biofrakcja
smo =75% sm
Sucha masa organiczna 6845 x 0,75 = 5134 Mg smo/a
Obcia
ż
enie WKF smo 5134 / 365 = 14,07 Mg smo /d
14,07 / 5250 = 0,0027 Mg smo / m
3
d = 2,7 kg smo/m
3
d
Ubytek smo podczas fermentacji - przyj
ę
to 35 % smo.
Ubytek stanowi 5134 x 0,35 = 1797 Mg/a
Pozostaje
5134 - 1797 = 3337 Mg/a
Sucha masa nieorganiczna przed fermentacj
ą
: 6845 - 5134 = 1711 Mg/a
Całkowita sucha masa po fermentacji: 3337 + 1711 = 5048 Mg/a
W tym smo stanowi:
3337/ 5048 = 0,661 = 66,1%
Masa przefermentowana zostanie odwodniona w prasie ci
ś
nieniowej do około 65% wody, a jej masa
wyniesie wtedy: 5048 / (1-0,
5) = 14423 Mg/d
Ten materiał b
ę
dzie poddany dalej tlenowej stabilizacji.
Ilo
ść
wytworzonego gazu podczas fermentacji - przyj
ę
to 100 m
3
/Mg bioodpadów
Ilo
ść
wytworzonego gazu 22816 x 100 / 365 = 6250 m
3
/d = 260 m
3
/h
Skład gazu: 65% metanu i 35% dwutlenku w
ę
gla. Warto
ść
opałowa 21,0 MJ/m
3
.
Energia gazu
6250 x 21 = 131 250 MJ/d = 5468 MJ/h = 1519 kWh/h
Wydajno
ść
pochodni powinna wynosi
ć
260 m
3
/h
Wydajno
ść
agregatu pr
ą
dotwórczego okre
ś
la si
ę
na podstawie bilansu odzysku energii.
W typowym układzie kogeneracji odzysk energii wynosi:
- energia elektryczna - 30%
- energia cieplna - 50%
- straty energii - 20%
Moc agregatu pr
ą
dotwórczego dla energii elektrycznej wynosi 1519 x 0,30 = 456 kW
Przyj
ę
to agregat pr
ą
dotwórczy typu: HET-GE 508 o mocy elektrycznej 508 kW i mocy cieplnej 636 kW
produkcji firmy HAASE
Zbiornik gazu – firmy Sattler lub CES z powłok
ą
membranow
ą
.o objeto
ś
ci 800 m
3
.
Tlenowa stabilizacja pozostało
ś
ci po fermentacji przeprowadzona b
ę
dzie z u
ż
yciem materiału
strukturotwórczego wytworzonego w wyniku rozdrobnienia odpadów zielonych.
odpady zielone, z terenów zielonych: 2500
Mg/a
wilgotno
ść
ś
rednia: 15%
smo: 80% sm
Materiał do stabilizacji 14423 + 2500 = 16923 Mg/a
Woda: 14423 x 0,65 + 2500 x 0,15 = 9750 Mg/a
9750 / 16923 = 0,576 = 57,6%
Wilgotno
ść
jest optymalna dla stabilizacji. Dalsze obliczenia stabilizacji - jak w innych przykładach.
Obliczenia biologicznego suszenia (wariantowo mo
ż
e by
ć
suszenie termiczne ciepłym powietrzem z
wymiennika ciepła z agregatu pr
ą
dotwórczego do spalania gazu)
FERMENTACJA SUCHA
Wilgotno
ść
wsadu powinna by
ć
> 65%, przyj
ę
to 70 %.
Zało
ż
enia:
- temp.
38ºC
- czas fermentacji
21 d
- wilgotno
ść
wsadu
70%
smo
75% sm
Biofrakcja do fermentacji 25352 Mg/a, 69,5 Mg/d
Zało
ż
ono wilgotno
ść
tej frakcji około 70%.
Sucha masa frakcji : 0,3 x 25352 = 7606 Mg/a
Przyj
ę
to czas fermentacji 21 d.
Obj
ę
to
ść
WKF, 1Mg=1m
3
69,5 x 21 = 1460 m
3
Obci
ąż
enie komory such
ą
mas
ą
organiczn
ą
:
biofrakcja smo = 75% sm
Sucha masa organiczna 7606 x 0,75 = 5705 Mg smo/a
Obcia
ż
enie WKF smo 5705 / 365 = 15,6 Mg smo /d
15,6 / 1460 = 0,0107 Mg smo / m
3
d = 10,7 kg smo/m
3
d
Ubytek smo podczas fermentacji - przyj
ę
to 35 % smo.
Ubytek stanowi 5705 x 0,35 = 1997 Mg/a
Pozostaje 5705 – 1997 = 3708 Mg smo/a
Sucha masa nieorganiczna przed fermentacj
ą
: 7606 – 5705 = 1901 Mg/a
Całkowita sucha masa po fermentacji: 3708 + 1901 = 5609 Mg/a
W tym smo stanowi: 3708/ 5609 = 0,661 = 66,1%
Masa przefermentowana zostanie odwodniona w prasie ci
ś
nieniowej do około 65% wody,
a jej masa wyniesie wtedy: 5609 / (1-0,65) = 16026 Mg/d
Ten materiał b
ę
dzie poddany dalej tlenowej stabilizacji – obliczenia nale
ż
y wykona
ć
jak dla fermentacji mokrej.
Ilo
ść
wytworzonego gazu podczas fermentacji - przyj
ę
to 80 m
3
/Mg odpadów
Ilo
ść
wytworzonego gazu 25352 x 80 / 365 = 5557 m
3
/d
Dalsze obliczenia gospodarki gazowej jak dla fermentacji mokrej.
Zbiorniki biogazu CES
