Доходная «канализация»

Извечная проблема канализационных стоков: что делать с органическими отходами при заполнении септических ям?

Понятно, что в больших населенных пунктах строятся очистные сооружения. Острота вопроса снимается вводом новых или улучшением качественных показателей существующих мощностей. Инвестиционный проект любого поселения содержит соответствующий раздел, таким образом, эта проблема имеет свое финансирование за счёт себестоимости строительного фонда. Другое дело - временные/сезонные поселения. Конечно, дачные товарищества эти проблемы могут решить и решают за счёт близости к городской инфраструктуре. Места для вывоза отходов также предусмотрены проектами развития поселений. Однако существуют места массового скопления людей, где до городской инфраструктуры многие и многие километры. Это места массового туризма, то есть места, обладающие повышенной природной привлекательностью и, чаще всего, уникальностью.  И именно в уникальных местах приезжих туристов много, а канализации и очистных сооружений нет, как нет и мест для вывоза отходов из выгребных ям. Потихоньку всё сваливают в реки, нанося природе невосполнимый ущерб!

Недавно на портале была опубликована статья про биогаз, в которой рассматривается создание установок для получения альтернативного топлива. Это традиционный на современном этапе подход, предполагающий коммерциализацию проекта. В основу работы биогазовой установки (БГУ) заложены биологические процессы сбраживания и разложения органических веществ под воздействием метанообразующих бактерий в анаэробных условиях. Но, ведь и в случае канализационных стоков речь идет об органических отходах! Может быть есть смысл рассмотреть такой вариант для туристических (да и для других сезонных) объектов?

Как известно, любой коммерческий проект должен обладать рядом характеристик, в числе которых ритмичность производства, объём выпускаемой продукции и, как следствие, величина планируемой прибыли. То есть, как минимум, для коммерческой биогазовой установки должен быть известен суточный объём загружаемого сырья. Согласитесь, что в условиях туристического объекта эта величина весьма условна и зависит от множества не поддающихся прогнозированию факторов, например от погоды. Следовательно, вести речь о коммерческом проекте практически бессмысленно. А вот рассматривать БГУ в качестве экологического, самоокупаемого проекта - очень даже здравая идея!
Приведем типовую схему переработки органических отходов на БГУ.

Видно, что кроме биогаза – потенциального топлива, установка вырабатывает биоудобрения. Кстати, изначально такие установки и создавались для получения удобрений.  Их использование даёт увеличение урожайности по разным культурам в среднем на 10%. Реализация полученных на установке удобрений вполне окупает её строительство и эксплуатацию, а вырабатываемый газ может использоваться для нагрева воды и приготовления пищи для гостей туристического комплекса.
Анаэробные условия, создаваемые в БГУ, характеризуются отсутствием свободного кислорода, высокой влажностью и температурной средой 15-20ºС для психофильных, 30-40ºС для мезофильных и 50-70º С для термофильных бактерий.
Анаэробное сбраживание осуществляется в реакторе, представляющим собой герметичную ёмкость. Для эффективного сбраживания в полости реактора необходимо поддерживать постоянную температуру в соответствии с принятым режимом брожения и осуществлять регулярное перемешивание сырья.
Мы будем рассматривать мезофильный режим, он требует меньших затрат тепла, хотя распад органических веществ происходит медленнее и не в полном объеме. Термофильный режим эффективнее по всем параметрам, но требует больших затрат тепла и более сложен для реализации и контроля.
Простейшая биогазовая установка состоит из следующих компонентов:

  • реактор;
  • бункер загрузки свежего сырья;
  • устройство отбора и использования биогаза;
  • устройство выгрузки свежего навоза.

Реактор (для нашего применения) лучше  изготовить из металлической цистерны, бывшей в употреблении. Это резко снизит стоимость всей установки. Он может быть размещен над поверхностью земли на фундаменте, закопан в землю или установлен внутри теплоизолированного помещения. Обязательным требованием к реактору является обеспечение герметичности и коррозионной стойкости. Реактор необходимо оснастить люком для проведения периодических внутренних профилактических и ремонтных работ. Крышка люка устанавливается с прокладкой из резины или специального герметизирующего состава. Для антикоррозионной защиты хорошо использовать полимерный состав SILOR-XS, который наносится на внутренние поверхности реактора малярным валиком, кистью или аппаратом высокого давления. Этот состав предпочтительней еще и потому, что кроме антикоррозионной защиты он дает повышенную стойкость к действию кислот, щелочей низких и средних концентраций, растворов солей высокой концентрации, обладает бензомаслоустойчивостью. Кроме того, получаемое покрытие после полной полимеризации (5 суток после нанесения) абсолютно гигиенически безопасно. Для развивающихся комплексов желательно предусмотреть технологическое отверстие для перелива свежей биомассы в другой реактор. Таким образом можно будет обеспечить поэтапное наращивание полезного объема БГУ.

Наиболее простым способом загрузки свежего сырья и выгрузки навоза является способ перелива. При загрузке свежего сырья уровень биомассы в реакторе поднимается, и через сообщающуюся с ним переливную трубу такое же количество сброженного навоза выгружается в ёмкость для сбора. Переливные трубы располагаются под наклоном к вертикальной оси таким образом, чтобы нижний конец трубы был расположен ниже уровня жидкости. Благодаря этому создается гидравлический затвор, препятствующий проникновению воздуха в реактор. Загрузочная труба имеет бункер для предварительной подготовки сырья. Сброженная масса из реактора автоматически переливается в специальную ёмкость, которая служит для временного хранения переработанного сырья. Бункер и приёмная ёмкость могут быть изготовлены из бетона или металла. Часто реализуется пневматический способ загрузки, когда подготовленное сырьё загружается в реактор под давлением биогаза.
Система отбора биогаза содержит распределительные газовые трубопроводы с запорной арматурой, сборник конденсата, предохранительный клапан и накопитель газа (газгольдер). Система монтируется только после установки реактора в рабочее положение.
Для обеспечения режима сбраживания необходимо предусмотреть устройство подогрева биомассы и устройство перемешивания сырья.
Устройство подогрева сырья состоит из водонагревательного котла, работающего на биогазе (электричестве; твердом топливе). В качестве нагревательных элементов применяют теплообменники в виде змеевиков или параллельно сваренных труб. Теплоносителем служит горячая вода, температурой около 60ºС. Более высокая температура повышает риск налипания взвешенных частиц на поверхности теплообменника. Теплообменники рекомендуется располагать в зоне действия перемешивающего устройства, что помогает избежать осаждения твердых частиц на его внешней поверхности.
Перемешивание сырья в реакторе повышает эффективность работы БГУ, предотвращает осаждение твердых частиц на теплообменники и дно реактора. Препятствует образованию корки на поверхности. Перемешивание осуществляется различными способами. Наиболее распространены барботаж получаемым биогазом и механические мешалки.
Строительство простейшей биогазовой установки включает следующие этапы:

  1. Выбор месторасположения установки;
  2. Заготовка материалов для реактора;
  3. Монтаж загрузочной и выгрузочной труб;
  4. Подготовка места для установки реактора;
  5. Установка реактора;
  6. Монтаж загрузочного бункера;
  7. Монтаж газоотвода;
  8. Установка крышки люка;
  9. Проверка реактора на герметичность;
  10. Окраска и теплоизоляция установки;
  11. Запуск биогазовой установки

Работы по пуску БГУ могут быть начаты только тогда, когда установка в целом и ее элементы будут признаны пригодными к эксплуатации в части соответствия требованиям безопасной эксплуатации.
Сырье загружается в приемный бункер и разбавляется водой до влажности 92-95% в летний период и 85% - в зимний. Для достижения нужной влажности сырье разбавляют водой. После чего сырье загружается в реактор, который должен быть заполнен не более чем на 2/3 внутреннего объема. Оставшаяся пустота используется для накопления биогаза.
В пусковой период нагрев загруженного сырья должен проводиться постепенно, не более 2-3 градусов в сутки вплоть до достижения нужной температуры. В процессе нагрева должно быть обеспечено интенсивное перемешивание сырья. Активная жизнедеятельность микроорганизмов в реакторе начинается через 7-8 суток. Сначала биогаз содержит небольшое количество метана и горит неустойчиво. Впоследствии метанообразование усиливается.
Оптимальной дозой суточной загрузки для мезофильного режима работы считается  6-10% общей биомассы. Суточная доза должна вноситься в реактор равными порциями 4-6 раз в сутки через одинаковые промежутки времени. Загружаемую порцию сырья желательно подогревать.
На рисунке показана модульная БГУ объемом 300 м3:

Функциональная схема БГУ-300

Комментарии материала:

Engineer аватар
Нет на сайте
Зарегистрирован: 27.04.14

Поступают вопросы о практической реализации установки. Привожу схему БГУ с объемом реактора 54 м3, это соответствует б/у железнодорожной цистерне.

Схема БГУ-60Такой типоразмер удобен еще и тем, что суточная норма загрузки примерно соответствует типовому объему ассенизаторской машины. На схеме:

1- биореактор 54 м3
2- газгольдер 54 м3
3- мерник биомассы 0,6м3
4- гидрозатвор
5- компрессор 
6- электроконтактный манометр
7- водогрейный котел 
8,10- приемный резервуар биомассы
9,14- погружной насос
11- передвижная емкость
12- редукционный клапан
13- предохранительный клапан
15-обратный клапан
16- газопоршневой генератор 15 кВт - опционально.

Органические отходы из ассенизаторской машины подаютсяя в приемную ёмкость 8, где разбавляются теплой водой до влажности  80% и подаются насосом 9 в мерник 3 с постоянной  периодичностью. Периодичность включения и время работы насоса устанавливается на таймере из расчета загрузки реактора за один цикл.
Мерник – металлическая, герметичная емкость V-0,6 м3, оборудованная змеевиком для нагрева биомассы. Для предотвращения потерь тепла внешняя оболочка мерника  изолирована минераловатным утеплителем. В мернике биомасса нагревается до необходимой температуры и самотеком поступает в реактор 1 с заданной периодичностью. Реактор -  металлическая, герметичная емкость (цистерна) V-54 м3, оборудованная змеевиком для поддержания необходимой температуры и сифонами для перемешивания биомассы. Для предотвращения потерь тепла внешняя оболочка реактора  изолирована минераловатным утеплителем. В реакторе  поддерживается постоянный уровень биомассы переливным трубопроводом через который периодически сливается отработанная биомасса в приемную емкость 10. Отработанная биомасса представляет собой готовое к применению высокоэффективное удобрение. По мере накопления в емкости 10 удобрение перекачивается в передвижную емкость 11 и вывозится на поля. В процессе работы в реакторе выделяется биогаз и через гидрозатвор 4 поступает в аэротенк 2. Гидрозатвор исключает попадание свободного кислорода в реактор. Аэротенк - металлическая, герметичная емкость V-54 м3, оборудованная запорной и регулирующей арматурой, которая обеспечивает безопасную работу аэротенка. Из аэротенка биогаз через редукционный клапан с заданным давлением поступает на горелку котла водогрейного 7 и (или) в топливную систему газогенераторной установки 16. Водогрейный котел обеспечивает горячим водоснабжением БГУ и других потребителей. Газогенераторная установка  вырабатывает тепловую электрическую энергию, как  для собственных нужд БГУ  так и для других потребителей.  Для сбора и хранения избыточного объема биогаза рекомендуется дополнительно устанавливать ресивер.
БГУ работает в автоматическом режиме, обслуживается периодически одним оператором. Управление установкой и контроль параметров осуществляется через шкаф управления БГУ.
Контролируемые параметры:
- уровень биомассы в приемных емкостях 8,10,
- давление биогаза в аэротенке 2,
- температура биомассы в реакторе 1,
- параметры работы водогрейного котла и газогенераторной установки. 

Стоимость комплектации и работ по оснащению такой установки составляет 1,5 - 2 млн. рублей (без учета газогенератора).  Установка вырабатывает 59400 м3 биогаза, содержащего 40-70% метана. Потребление газа на собственные нужды составляет 13,56% летом и 27,47% зимой. При этом перерабатывается 1200 т сырья и образуется, соответственно, 1200 т органических удобрений. Объемы выработки приведены за год.

Разместить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Другие материалы

Продолжаем цикл статей, рассказывающих о технологиях, позволяющих сделать отечественное жилищно-коммунальное хозяйство энергоэффективным и экологичным. И вот мы избавились от неприятностей, создаваемых вечной сыростью подвальных помещений. Самое время подумать о том, как избежать повтора этих неприятностей в дальнейшем. На помощь опять...
Как гражданин современного и бурно развивающегося общества, я не могу не быть обеспокоенным его проблемами, угрожающими его целостному существованию. Одной из глобальных проблем на сегодняшний день является проблема экологической ситуации на планете. Ни один человек не станет отрицать, что общество довело планету до критического состояния во всех...
Автономная теплогенераторная установка
Как избавиться от сырости, грибка,  плесени, насекомых в наших домах? Продолжаем цикл статей, рассказывающих о технологиях, позволяющих сделать отечественное жилищно-коммунальное хозяйство энергоэффективным и экологичным. Мы закончили ремонт трубопроводов и других элементов инженерных коммуникаций. Убрали мусор. Но не избавились от сырости и...
Ремонт и восстановление коммуникаций
Как предотвратить утечки и избавиться от грязи и плесени в подвалах наших домов? Продолжаем цикл статей, рассказывающих о технологиях, позволяющих сделать жилищно-коммунальное хозяйство энергоэффективным и экологичным. Итак, мы очистили все элементы трубопроводов и теплообменного оборудования от накопившихся на них за годы эксплуатации отложений...
 Технологии КОММУНХОЗА
О боже! Как это всё утомило... Отвратительные запахи, мошка, шелушащаяся краска и грязные разводы на свежей побелке в подъезде. В подвал лучше не заглядывать, постоянно что-то капает, что-то шипит, грязь и плесень всюду. В управляющей компании ссылаются на отсутствие денег, поскольку их требуется огромное количество… Действительно, замена...
В сельском хозяйстве, как и во всех сферах экономики, сейчас жутко модно употреблять слова «инновации», «нанотехнологии», «интенсификация» и подобные. Ну если нравится так говорить, то ради бога. Только вот какие слова ни подбирай, а удобрения в почву вносить надо. Причем над ними трудятся и изобретатели, и...
«Антиржавин» (Экономная энергетика)
Специалистам, обслуживающим системы водо- и теплоснабжения, хорошо известна проблема образования накипи, ржавчины и других отложений на внутренних поверхностях трубопроводов и оборудования. Все признают, что проблема реальная, серьезная и… неизбежная. При эксплуатации приходится учитывать сужение проходов, потерю эффективности теплообмена...
Первая установка по получению биогаза из органических отходов появится в Бурятии. Проект будет реализован в Тарбагатайском районе Бурятии на племенном заводе «Николаевский», который входит в состав агрохолдинга «Николаевский». Как сообщил корреспонденту ИРА «Восток-Телеинформ» директор предприятия Матвей...
Народный фронт зафиксировал факт загрязнения реки Мосуновки в Котельничском районе Кировской области стоками черного цвета. Черная жижа стекает в реку по канаве. Испарения, которые при этом идут от воды, видно невооруженным глазом. Напомним, ранее местное предприятие, принадлежащее гражданам Поднебесной, уже не раз «ловили» на факте сброса в Мосуновку токсичных отходов. Такие факты были в 2019 году. Тогда пробы воды показали превышение предельно допустимых концентраций по биологическ...
Международная общественная кампания “Stop the Harmful Forms of Prescribed Burnings!” (Прекратить вредоносные формы предписанных выжиганий!) была запущена Международным социально-экологическим союзом (International Socio-Ecological Union) в 2019 году. МСоЭС - международная общественная экологическая организация и экспертное сообщество, созданная в Российской Федерации в 1988 году. Прекратить вредоносные формы предписанных выжиганий! Международная обще...
На днях мне удалось побывать на берегу живописного пруда близ села Пуштулим, где состоялся Туристический слёт для школьников Ельцовского района. Очень впечатлило количество участников: 87 человек только детей, а ещё взрослые! Сразу видно, что мероприятие – одно из важных и любимых всеми жителями района. Здесь были не только учителя и школьники. Среди тех, кто был на Слёте я познакомилась и с бывшими выпускниками главного организатора события – военно-патриотического клуба «Фа...
В апреле 2022 года в России родилось меньше 100 тысяч детей. Река Волга — самый загрязненный водный объект России, в ее водах находят огромное количество различных веществ, которые не соответствуют нормативам для водоемов. Состояние окружающей среды стремительно ухудшается, миллион видов растений и животных – на грани исчезновения, планета переживает тройной кризис, связанный с изменением климата, потерей разнообразия и загрязнением  – предупредил Генеральный секретарь ООН...
В этом году со всех сторон подступает вопрос о взаимодействии человека и тигра. Конфликтных ситуаций стало многовато, люди на местах обращаются в охотнадзор и, к сожалению, обратной реакции не слышат. Кажется, что тигры подступают со всех сторон, люди остаются беззащитными, а если уж решатся себя защищать, то еще и виноватыми со всеми последствиями. Получается, что огромные усилия крупных природоохранных организаций по сохранению и увеличению популяции тигра идут в разрез с интересами жителей в...

Другие материалы

18.09. | Гость | Проект | Комментариев: 1
13.04. | Гость | Статью
04.04. | Гость | Событие
  •  
  • Страница 1 из 32
  • ››
В группе: 1,571 участников
Материалов: 562

Весной 2010 стартовал проект «Зеленые изобретения», поддержанный некоммерческой организацией Global Greengrants Fund (США)

Весной 2010 стартовал проект «Зеленые изобретения», поддержанный некоммерческой организацией Global Greengrants Fund (США) и Департаментом природных ресурсов и охраны окружающей среды Администрации Томской области (научный руководитель профессор ТГАСУ О.Д. Лукашевич, исполнители-тренеры С.А. Филичев, инженер, Н.Т. Усова, учитель). В соответствии с намеченными целями и задачами...

Фотогалерея

Активность на сайте

сортировать по иконкам
35 недель 4 дня назад
YВMIV YВMIV
YВMIV YВMIV аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 239,046 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

37 недель 6 дней назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 239,046 |

Thank you, your site is very useful!

38 недель 2 часа назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 239,046 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

1 год 14 недель назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 239,046 |

Возможно вас заинтересует информация на этом сайте https://chelyabinsk.trud1.ru/

38 недель 2 часа назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 2,952 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

размешен 12.08.22 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 10.08.22 | Тип: Новость

Главные экологические новости на текущий день в новом выпуске Обзора Международного Социально - экологическо...

размешен 10.08.22 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 10.08.22 | Тип: Новость

Главные экологические новости на текущий день в новом выпуске Обзора Международного Социально - экологическо...

размешен 10.08.22 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал