Komory fermentacyjne biogazu w gospodarce odpadami w Ameryce Północnej: od odpadów spożywczych po energię odnawialną

Systemy gospodarowania odpadami miejskimi w całej Ameryce Północnej stają w obliczu rosnącej presji na zmniejszenie zużycia składowisk i emisji gazów cieplarnianych.trawienie beztlenowe, który przekształca odpady organiczne w biogaz.

W miejskich zakładach odprowadzania ścieków, w zakładach przetwarzających odpady spożywcze i w zakładach oczyszczania odpadów przemysłowych coraz częściej wykorzystywane są odtwarzacze beztlenowe do odzyskiwania energii z materiału organicznego.Instalacje te stanowią ważny element infrastruktury energii odnawialnej w Ameryce Północnej.

Miasta wytwarzają duże ilości odpadów organicznych, w tym:

• resztki żywności z gospodarstw domowych i restauracji
• osady ścieków z oczyszczalni
• pozostałości organiczne z przemysłu spożywczego

Jeśli te materiały zostaną wysłane na wysypiska, rozkładają się i uwalniają metan do atmosfery.

Władze gminy zbadały zatem alternatywne metody oczyszczania odpadów organicznych, które mogłyby stabilizować odpady organiczne przy jednoczesnym odzyskaniu energii.

Anaerobowe trawienie rozwiązuje to wyzwanie poprzez przekształcanie biodegradowalnych odpadów w biogaz bogaty w metan w kontrolowanych warunkach.

Anaerobowe przetwórnie są szeroko stosowane w komunalnych oczyszczalniach ścieków w całej Ameryce Północnej.

Według danych branżowych,w Stanach Zjednoczonych w zakładach odprowadzania ścieków działa ponad 1200 urządzeń do przetwarzania ścieków, tworząc jeden z największych segmentów sektora trawienia beztlenowego.

Zbiory te zazwyczaj przetwarzają osady ściekowe powstałe podczas oczyszczania ścieków.

Coraz większa liczba zakładów przetwarza również odpady spożywcze wraz z osadami ściekowymi lub pozostałościami rolnymi.

Rośliny te często używająsystemy trawienia na mokrow przypadku gdy materiały organiczne są mieszane do obróbki do smaru przed wprowadzeniem do reaktora.

Parametry operacyjne tych systemów obejmują zazwyczaj:

• Temperatura pracy:przedział mezofiliczny około 35 °C
• Czas zatrzymywania hydraulicznego:w przybliżeniu 20-30 dni
• Skład biogazu:zazwyczaj stężenia metanu w zakresie od 50 do 70%

Biogaz wytwarzany przez te systemy może być wykorzystywany do wytwarzania ciepła, energii elektrycznej lub przekształcany w odnawialny gaz ziemny.

Zakłady spożywcze czasami instalują na miejscu urządzenia do przetwarzania produktów ubocznych organicznych.

Przykłady:

• Wody odpadowe z przetwórstwa mlecznego
• pozostałości z produkcji napojów
• osady z przetwórstwa żywności

Zbiory te zmniejszają zapotrzebowanie na transport odpadów, a jednocześnie wytwarzają energię, która może być ponownie wykorzystana w zakładzie.

Przemysłowe systemy trawienia beztlenowego zazwyczaj zawierają kilka elementów inżynieryjnych zaprojektowanych w celu utrzymania stabilności procesu.

Wspólne cechy techniczne obejmują:

• z wyłączeniem urządzeń do przetwarzania węglao pojemności od setek do kilku tysięcy metrów sześciennych
• Zestawy do przechowywania gazu, z wyłączeniem zestawów do przechowywania gazudo czasowego przechowywania biogazu
• urządzenia czyszczące gazydo usuwania siarczanu wodoru i wilgoci
• systemy mieszaniaw celu zapobiegania warstwowieniu w reaktorze

Kontrola temperatury i pH ma kluczowe znaczenie dla utrzymania stabilnej aktywności drobnoustrojów w procesie trawienia.

Wprowadzenie systemów trawienia beztlenowego wpłynęło na strategie gospodarowania odpadami w całej Ameryce Północnej.

Złapany metan może być wykorzystany do wytwarzania energii elektrycznej lub cieplnej w obiekcie oczyszczania.

Proces trawienia zmniejsza zawartość organiczną strumieni odpadów, ułatwiając obsługę w dalszym ciągu.

Digestat wytworzony przez trawienie beztlenowe może być stosowany jako materiał do modyfikacji gleby lub komposta w niektórych zastosowaniach.

Systemy trawienia beztlenowego stają się coraz bardziej widoczne w całej infrastrukturze gospodarowania odpadami w Ameryce Północnej.Zbiory te przekształcają wyzwanie związane z usuwaniem w możliwość odzyskania zasobów.

Od oczyszczalni ścieków po specjalne urządzenia do przetwarzania odpadów spożywczych, technologia ta pokazuje, w jaki sposób produkcja energii i gospodarka odpadami mogą działać w ramach tego samego procesu przemysłowego.