Biogas daripada tapak pelupusan sampah. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Sumber tenaga alternatif

 Komen artikel

Sepanjang dekad yang lalu, jumlah sisa pepejal perbandaran (MSW) telah meningkat dengan ketara. Setiap tahun, kira-kira 400 juta tan sisa pepejal memasuki biosfera, dan jumlah ini meningkat setiap tahun sebanyak 3-6%, yang melebihi kadar peningkatan populasi planet ini. Sebilangan besar sisa pepejal terdiri daripada sisa makanan, kertas, kadbod, dan kayu. Perkadaran pecahan organik MSW berjulat daripada 56% di negara maju hingga 62% di negara membangun.

Dalam amalan dunia, terdapat tiga kaedah utama pelupusan sisa pepejal:

1. Pembakaran terus dalam loji pembakaran sisa.
2. Teknologi pengkomposan.
3. Pembuangan di tapak pelupusan sampah dan tapak pelupusan sisa pepejal (tidak seperti tapak pelupusan sampah, tapak pelupusan dilengkapi dengan sistem pengasingan tanah dan sistem saliran larut lesap)

Di sesetengah negara maju, terutamanya yang mempunyai kepadatan penduduk yang tinggi (Switzerland, Jepun, dll.), sisa pepejal dan juga enapcemar kumbahan kebanyakannya dibakar.

Pembakaran sisa pepejal memerlukan penggunaan teknologi yang kompleks dan mahal untuk menulenkan produk pembakaran daripada logam berat dan gas berbahaya. Masalah pembersihan gas serombong daripada dioksin masih belum selesai di mana-mana negara.

Kemungkinan besar, pengkomposan tidak akan digunakan untuk masa yang lama, kerana masalah pembersihan kompos daripada garam logam berat, penghijrahan yang ke dalam tanah yang subur tidak dapat diterima, belum diselesaikan.

Pada masa ini, di banyak negara di seluruh dunia, pelupusan sisa pepejal di tapak pelupusan sampah khas dianggap sebagai cara paling menjimatkan untuk membuangnya. Jumlah sisa pepejal yang diangkut ke tapak pelupusan sampah atau tapak pelupusan ialah 45-55% di Belanda, 62-85% di AS, 93-96% di Kanada, dan 97% di Rusia.

Pengekstrakan dan penggunaan biogas daripada tapak pelupusan sisa pepejal di negara yang berbeza

Biogas terbentuk dalam sisa pepejal tanpa akses kepada oksigen. Di bawah pengaruh bakteria, sebahagian daripada bahan organik terurai dengan pembentukan metana (50-70%) dan karbon dioksida (30-50%), campuran yang membentuk biogas; di samping itu, ia mengandungi nitrogen, oksigen dan hidrogen. dalam kuantiti yang kecil. Biogas mudah terbakar dan mempunyai nilai kalori yang tinggi melebihi 18 MJ/m3.

Yang paling wajar dari segi ekonomi ialah pengumpulan dan penggunaan biogas di tapak pelupusan sisa pepejal besar dan tapak pelupusan sampah, di mana lebih daripada 1 juta tan sisa berada, lapisannya melebihi 10 m. Adalah wajar bahawa kebanyakan sisa adalah "umur" tidak melebihi 10 tahun. Kawasan tapak pelupusan mesti ditambak: ditutup dengan lapisan tanah sekurang-kurangnya 30-40 cm.

Purata hasil biogas daripada tapak pelupusan sedemikian adalah sekurang-kurangnya 5 m3 setiap 1 tan sisa pepejal dalam tempoh 20 tahun. Bahagian bahan organik adalah sangat penting (sisa pembinaan tidak menjana biogas).

Jumlah potensi biogas di EU mencapai 9 bilion m3/tahun, di Amerika Syarikat - sehingga 13 bilion m3/tahun. Jika metana dikitar semula dari semua tapak pelupusan sampah di Amerika Syarikat, jumlahnya ialah 5% daripada jumlah penggunaan gas asli di negara ini. Pada tahun 1992, terdapat 481 sistem pengumpulan biogas beroperasi di seluruh dunia (175 di negara EU, 264 di Amerika, 4 setiap satu di Asia dan Australia, dan 2 di Afrika). Tetapi perlu diingatkan bahawa kira-kira 25-50% daripada biogas digunakan untuk tujuan komersial, selebihnya dibakar dalam suar.

Biogas adalah salah satu gas rumah hijau utama

Dari segi tahap kemudaratan kepada alam sekitar, metana dianggap sebagai gas berbahaya kedua selepas karbon dioksida. Kepekatan metana di atmosfera meningkat kira-kira 0,6% setiap tahun dan telah meningkat dua kali ganda sejak dua abad yang lalu (kepekatan karbon dioksida meningkat sebanyak 0,4% setiap tahun). Metana mempunyai jangka hayat yang lebih pendek di atmosfera (11 tahun), manakala karbon dioksida mempunyai jangka hayat 120 tahun. Oleh itu, menstabilkan atau mengurangkan pelepasan metana ke atmosfera akan membawa kepada perubahan iklim positif yang pesat.

Pelepasan global metana ke atmosfera merupakan faktor penting dalam perubahan iklim. Di Amerika Syarikat, undang-undang telah digubal yang mewajibkan semua tapak pelupusan sisa pepejal tanpa pengecualian dilengkapi dengan sistem pengeluaran dan penggunaan biogas. Pada tahun 1987, telah ditentukan bahawa jumlah pelepasan metana dari tapak pelupusan sampah di Bumi adalah 30-70 juta tan setahun atau 6-18% daripada jumlah pelepasannya ke atmosfera. Kumpulan pakar Suruhanjaya Antara Kerajaan mengenai Perubahan Iklim memasukkan metana daripada tapak pelupusan sampah dalam senarai gas rumah hijau utama planet ini.

Penyebaran biogas di alam sekitar menyebabkan rantaian fenomena negatif. Pengumpulannya boleh mewujudkan keadaan berbahaya letupan dan kebakaran di rumah dan bangunan yang terletak berhampiran tempat pembuangan sisa pepejal. Pengumpulan biogas dalam ruang terkurung juga berbahaya dari sudut toksikologi. Banyak kes keracunan telah direkodkan semasa penyelenggaraan talian utiliti dalam. Biogas juga mempunyai kesan buruk pada lapisan tumbuhan (sistem akar "sesak nafas"). Semua ini menunjukkan keperluan untuk memerangi pelepasannya ke atmosfera. Kaedah utama yang boleh dicapai ialah pengumpulan dan penggunaan biogas.

Teknologi untuk pengumpulan/pengeluaran biogas di tapak pelupusan sisa pepejal

Sistem pengumpulan biogas yang paling biasa terdiri daripada rangkaian telaga menegak yang disambungkan antara satu sama lain dengan paip mendatar. Paip plastik dengan diameter 0,6-1,2 cm, berlubang dengan lubang dengan diameter 12-25 mm, dipasang di tengah-tengah telaga menegak dengan diameter 3-6 m. Kedalaman telaga sekurang-kurangnya 7 m dan sepadan dengan 50-90% daripada ketebalan lapisan sisa pepejal. Isipadu telaga di sekeliling paip plastik berlubang diisi dengan kerikil atau kerikil. Bahagian atas telaga (kira-kira 0,5 m dari tepi atas) dipadatkan dengan konkrit atau tanah liat untuk mengelakkan pembebasan biogas ke atmosfera. Jejari operasi sebuah telaga adalah secara purata 30-35 m. Purata bilangan telaga ialah 2,5 setiap 1 hektar tapak pelupusan. Pembinaan sistem saliran gas boleh dilakukan di seluruh wilayah tapak pelupusan selepas tamat operasinya, dan di kawasan individu semasa ia diisi. Rajah menunjukkan gambarajah skematik pengekstrakan, pengumpulan dan penggunaan biogas.

Teknologi untuk penggunaan/penggunaan biogas

Terdapat dua cara utama untuk menggunakan biogas: menggunakannya untuk menjana haba di tapak pengekstrakan dan menjana elektrik dan menjualnya ke grid. Penggunaan langsung biogas dalam radius 3 km dari tapak pelupusan adalah, sebagai peraturan, cara yang paling kos efektif untuk menggunakannya.

Gas boleh digunakan sebagai bahan api untuk dandang pemanasan berpusat dan pelbagai pengguna industri (simen, pengeluaran kaca, pengeringan bata). Jika pengguna terletak lebih daripada 3 km, maka keuntungan menurun.

Kajian kemungkinan dan prospek pembangunan teknologi untuk pengeluaran dan penggunaan biogas di Ukraine

Bandar Ukraine sahaja menjana kira-kira 40 juta m3/tahun sisa pepejal. Lebih daripada 90% daripada jumlah ini dikumpul dan diangkut ke 655 tapak pelupusan sampah yang terletak 10-20 km dari bandar. Lebih daripada 500 tapak pelupusan sampah di Ukraine tidak mempunyai cara asas perlindungan terhadap pencemaran air bawah tanah dan udara atmosfera. Kira-kira 140 tapak pelupusan adalah tapak pelupusan sisa pepejal yang boleh dianggap sesuai untuk pengekstrakan dan penggunaan biogas. Daripada 140 tapak pelupusan sampah, 90 adalah sangat besar, mengandungi 30% daripada semua sisa pepejal di Ukraine. Laman web inilah yang paling menguntungkan untuk pengeluaran gas. Pengenalan sistem untuk mengumpul dan mengitar semula biogas di 90 tapak pelupusan ini akan membawa kepada pengurangan pelepasan karbon dioksida sebanyak 3,26 juta tan setahun.

Dengan tarif elektrik yang agak rendah di pasaran domestik Ukraine, adalah paling menjimatkan kos untuk menggunakan biogas untuk keperluan perusahaan perindustrian yang terletak berhampiran tapak pelupusan sampah. Jika ini tidak mungkin, maka adalah rasional untuk menjana elektrik ke dalam rangkaian. Dalam kes ini, loji kuasa berdasarkan enjin pembakaran dalaman pengeluaran Ukraine dengan kapasiti 1 dan 1,6 MW (loji GP dinamakan sempena Malyshev, Kharkov) atau kapasiti 0,40,8 MW (JSC Pervomaiskdizelmash, Pervomaisk) boleh digunakan.

Jadual menunjukkan kajian kemungkinan untuk projek untuk pengekstrakan dan penggunaan biogas untuk pengeluaran elektrik di tapak pelupusan sisa pepejal Lugansk, di mana 1,6 juta tan sisa pepejal terletak. Dua pilihan peralatan untuk loji kuasa mini 2 MW yang beroperasi pada biogas, dengan enjin yang dihasilkan oleh Pervomaiskdieselmash dan dengan enjin yang dihasilkan oleh American Caterpillar, dipertimbangkan. Pengiraan menggunakan parameter seperti hasil biogas tahunan sebanyak 5 m3/t sisa dan hayat operasi pemasangan - 20 tahun.

Kos elektrik dalam kedua-dua kes adalah lebih rendah daripada kos borong elektrik di Ukraine ($0,021 setiap 1 kWj).

Pengiraan ekonomi di atas tidak mengambil kira potensi untuk "menjual" pelepasan karbon dioksida yang dikurangkan oleh projek ini. Jumlah pelepasan gas rumah hijau yang dikurangkan akan "dibeli" pada harga 4,5 hingga 9 EUR setiap 1 tan. Disebabkan ini, penunjuk ekonomi projek biotenaga boleh bertambah baik dengan ketara.

Langkah pertama untuk menyebarkan teknologi untuk pengekstrakan dan penggunaan biogas di Ukraine ialah pelaksanaan sekurang-kurangnya satu projek demonstrasi, yang tujuannya adalah untuk menunjukkan keupayaan teknikal, kebolehlaksanaan ekonomi dan teknologi menggunakan teknologi tersebut.

Kesimpulan:

1. Pada masa ini, pelupusan sisa pepejal di tapak pelupusan sampah dan tapak pelupusan kekal sebagai kaedah utama pelupusan mereka di kebanyakan negara di dunia.

2. Pelepasan metana dari tapak pelupusan dianggarkan sebanyak 6-18% daripada jumlah pelepasan ke atmosfera. Cara paling berkesan untuk mengurangkan pelepasan metana adalah dengan menangkap dan menggunakannya.

3. Potensi tenaga biogas di kebanyakan negara adalah kira-kira 1% daripada penggunaan tenaga.

4. Di kebanyakan negara, pengeluaran dan penggunaan biogas semakin meningkat.

5. Projek perahan dan penggunaan biogas agak menguntungkan, lebih-lebih lagi jika terdapat tapak pelupusan pengguna gas industri berdekatan.

6. Pengenalan teknologi untuk pengekstrakan dan penggunaan biogas sangat menjanjikan di Ukraine, baik dari sudut persekitaran dan ekonomi.

7. Masuk akal untuk membiayai sekurang-kurangnya satu projek demonstrasi untuk pengeluaran dan penggunaan biogas di Ukraine daripada bajet negeri atau bajet Kementerian Alam Sekitar.

Pengarang: G. Geletukha, K. Kopeikin, Institut Termofizik Teknikal Akademi Sains Kebangsaan Ukraine, Pusat Saintifik dan Teknikal "Biomas"

Lihat artikel lain bahagian Sumber tenaga alternatif.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib Probiotik melindungi daripada kemurungan 16.04.2020 Probiotik ialah mikroorganisma hidup yang memberi manfaat kepada perumah apabila diberikan dalam jumlah yang mencukupi. Hakikatnya lebih daripada 10 ribu bakteria dan lebih daripada 10 ribu virus hidup di dalam usus besar manusia. Mereka penting untuk beberapa proses. Satu kajian baru di The College of William & Mary mendapati bahawa subjek yang mengambil probiotik telah meningkatkan skor ujian kemurungan. Pelajar yang makan lebih banyak makanan yang ditapai kurang berkemungkinan mengalami peningkatan kebimbangan. Secara umum, probiotik terkenal dengan keupayaannya untuk mengurangkan risiko cirit-birit, terutamanya yang dikaitkan dengan antibiotik. Sesetengah makanan boleh memberi kesan yang menakjubkan pada otak - menyebabkan panik atau, sebaliknya, membantu mengatasi kemurungan. Jadi, karbohidrat segera yang terkandung dalam nasi yang dikupas, yang menyebabkan molekul glukosa memasuki otak dengan sepantas kilat, boleh menyebabkan lonjakan paras gula dalam darah dan secara amnya memberi kesan negatif kepada kesihatan.

Berita menarik lain:

▪ Optimis hidup lebih lama

▪ Fokus pada hidung

▪ Tablet ingenic dengan Android 4.0 untuk $120

▪ Lembaran magnetik

▪ Buku mana yang lebih mesra alam

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Eksperimen dalam kimia. Pemilihan artikel

▪ artikel Vintika. Ungkapan popular

▪ artikel Di manakah katak rheobatrachus berkembang dan dari mana asalnya? Jawapan terperinci

▪ Artikel Tamarillo. Legenda, penanaman, kaedah aplikasi

▪ artikel Pemasangan frekuensi tinggi bersaiz kecil untuk logam lebur. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ pasal Perlawanan rumit. Fokus rahsia

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web

www.diagram.com.ua
2000-2024