Οι αποσβεστήρες βιοαερίου στη διαχείριση αποβλήτων στη Βόρεια Αμερική: Από τα απόβλητα τροφίμων σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Τα συστήματα διαχείρισης αστικών αποβλήτων σε όλη τη Βόρεια Αμερική αντιμετωπίζουν αυξανόμενη πίεση για τη μείωση της χρήσης των χωματεριών και των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.αναερόβια πέψη, η οποία μετατρέπει τα οργανικά απόβλητα σε βιοαέριο.

Οι αστικές εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων, οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας αποβλήτων τροφίμων και οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας βιομηχανικών αποβλήτων χρησιμοποιούν ολοένα και περισσότερο αναερόβια χωνευτήρια για την ανάκτηση ενέργειας από οργανικό υλικό.Οι εγκαταστάσεις αυτές αποτελούν σημαντικό συστατικό της υποδομής ανανεώσιμων πηγών ενέργειας της Βόρειας Αμερικής.

Οι πόλεις παράγουν μεγάλους όγκους οργανικών αποβλήτων, μεταξύ των οποίων:

• απομεινάρια τροφίμων από νοικοκυριά και εστιατόρια
• ιλύματα λυμάτων από εγκαταστάσεις επεξεργασίας
• Οργανικά υπολείμματα από βιομηχανίες μεταποίησης τροφίμων

Αν αυτά τα υλικά αποσταλούν σε χώρους υγειονομικής ταφής, αποσυντίθενται και απελευθερώνουν μεθάνιο στην ατμόσφαιρα.

Για το λόγο αυτό, οι δημοτικές αρχές έχουν διερευνήσει εναλλακτικές μεθόδους επεξεργασίας ικανές να σταθεροποιήσουν τα οργανικά απόβλητα, ενώ παράλληλα θα αξιοποιούν ενέργεια.

Η αναερόβια πέψη αντιμετωπίζει αυτή την πρόκληση με τη μετατροπή βιοδιασπώμενων αποβλήτων σε βιοαέριο πλούσιο σε μεθάνιο υπό ελεγχόμενες συνθήκες.

Οι αναερόβιοι χωνευτές χρησιμοποιούνται ευρέως σε αστικές μονάδες επεξεργασίας λυμάτων σε όλη τη Βόρεια Αμερική.

Σύμφωνα με τα στοιχεία της βιομηχανίας,περισσότερες από 1.200 συσκευές υγρασίας λειτουργούν σε εγκαταστάσεις αποχέτευσης λυμάτων στις Ηνωμένες Πολιτείες, αποτελώντας ένα από τα μεγαλύτερα τμήματα του τομέα της αναερόβιας πέψης.

Οι εγκαταστάσεις αυτές επεξεργάζονται συνήθως τις λάσπες λυμάτων που παράγονται κατά την επεξεργασία λυμάτων.

Ένας αυξανόμενος αριθμός εγκαταστάσεων επεξεργάζεται επίσης τα απορρίμματα τροφίμων μαζί με τις λάσπες λυμάτων ή τα γεωργικά υπολείμματα.

Αυτά τα φυτά χρησιμοποιούν συχνάσυστήματα υγρής πέψηςόπου οι οργανικές ύλες αναμιγνύονται σε λιπάσματα πριν εισέλθουν στον αντιδραστήρα.

Οι λειτουργικές παράμετροι για τα συστήματα αυτά περιλαμβάνουν γενικά:

• Θερμοκρασία λειτουργίας:μεσοφιλικό εύρος γύρω στους 35 °C
• Χρόνος υδραυλικής κατακράτησης:περίπου 20-30 ημέρες
• Σύνθεση βιοαερίου:Συνήθως συγκεντρώσεις μεθανίου μεταξύ 50~70%

Το βιοαέριο που παράγεται από αυτά τα συστήματα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για θέρμανση, ηλεκτρική ενέργεια ή να αναβαθμιστεί σε ανανεώσιμο φυσικό αέριο.

Τα εργοστάσια παραγωγής τροφίμων μερικές φορές εγκαθιστούν στο εργοστάσιο τους χωνευτές για την επεξεργασία των οργανικών υποπροϊόντων.

Παραδείγματα:

• Ατμοσφαιρικά ύδατα
• κατάλοιπα παραγωγής ποτών
• ιλύματα μεταποίησης τροφίμων

Οι εγκαταστάσεις αυτές μειώνουν τις απαιτήσεις μεταφοράς αποβλήτων παράγοντας ενέργεια που μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί εντός της μονάδας.

Τα βιομηχανικά συστήματα αναερόβιας πέψης ενσωματώνουν συνήθως διάφορα μηχανικά στοιχεία που έχουν σχεδιαστεί για τη διατήρηση της σταθερότητας της διαδικασίας.

Τα κοινά τεχνικά χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν:

• Συσκευές για την επεξεργασία του χάλυβα ή του σκυροδέματοςΜε χωρητικότητα από εκατοντάδες έως αρκετές χιλιάδες κυβικά μέτρα
• Κύψολα αποθήκευσης αερίου ή κάλυκες μεμβρανώνγια προσωρινή αποθήκευση βιοαερίου
• μονάδες καθαρισμού αερίωνγια την απομάκρυνση του θειούχου υδρογόνου και της υγρασίας
• συστήματα ανάμειξηςγια την πρόληψη της στρωματοποίησης εντός του αντιδραστήρα

Ο έλεγχος της θερμοκρασίας και του pH είναι κρίσιμοι για τη διατήρηση σταθερής μικροβιακής δραστηριότητας στη διαδικασία πέψης.

Η εισαγωγή αναερόβων συστημάτων πέψης έχει επηρεάσει τις στρατηγικές διαχείρισης αποβλήτων σε όλη τη Βόρεια Αμερική.

Το αιχμαλωτισμένο μεθάνιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ή θερμικής ενέργειας εντός της εγκατάστασης επεξεργασίας.

Η διαδικασία πέψης μειώνει την οργανική περιεκτικότητα των ροών αποβλήτων, απλοποιώντας την επεξεργασία των αποβλήτων.

Το διαιρετικό που παράγεται με αναερόβια πέψη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως τροποποίηση του εδάφους ή ως πρώτη ύλη κομποστοποίησης σε ορισμένες εφαρμογές.

Τα συστήματα αναερόβιας πέψης γίνονται ολοένα και πιο ορατά σε όλη την υποδομή διαχείρισης αποβλήτων στη Βόρεια Αμερική.Αυτές οι εγκαταστάσεις μετατρέπουν μια πρόκληση διάθεσης σε ευκαιρία ανάκτησης πόρων.

Από εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων έως ειδικές συσκευές πέψης αποβλήτων τροφίμων, η τεχνολογία δείχνει πώς η παραγωγή ενέργειας και η διαχείριση αποβλήτων μπορούν να λειτουργήσουν μέσα στην ίδια βιομηχανική διαδικασία.