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