CCI20130725041

43

3.1. Wprowadzenie

Oznacza to, że zysk energetyczny uzyskany z biogazu wytworzonego z oczyszczania tak stężonych ścieków, przewyższa poniesione nakłady finansowe na cele inwestycyjne i eksploatacyjne beztlenowego oczyszczania ścieków. Fermentacja metanowa jest szczególnie odpowiednia w przypadku oczyszczania ścieków przemysłowych zwłaszcza wtedy, gdy w procesie technologicznym powstają ścieki podgrzane lub istnieje odpadowe źródło ciepła technologicznego. Jest stosowana głównie do oczyszczania ścieków z przemysłu spożywczego (gorzelniczego, cukrowniczego, drożdżowniczego, piwowarskiego), papierniczego, farmaceutycznego, celulozowego, petrochemicznego, koksowniczego, a także z ferm hodowlanych (kurzych, trzody chlewnej). Coraz powszechniej stosuje się ją również do oczyszczania ścieków miejskich.

Oczyszczalnie anaerobowe ścieków przemysłowych usuwają znaczną część substancji organicznych, ale prawitfnie usuwają biogenów. Zatem mogą być rozważane do podczyszczania ścieków, po czym powinien następować dalszy proces oczyszczania.

W wyniku porównania procesu oczyszczania ścieków zawierających substancje organiczne w warunkach tlenowych i beztlenowych ze względu na bilans energetyczny, okazuje się, że w przypadku pierwszej metody straty energetyczne wynoszą 1,1 kWh/kg usuniętego ChZT, podczas gdy w procesie anaerobowym zysk energii wynosi około 3,4 kWh/kg usuniętego ChZT (rys. 3.1). Gaz fermentacyjny jest mieszaniną różnych składników. Jego ilość i skład zależy głównie od składu ścieków. Zawiera on 60-70% metanu oraz 29-39% tlenku węgla(IV) przy optymalnych warunkach prowadzenia procesu. Zawartość H₉S w gazie może wynosić 0,1-0,7%. Gaz fermentacyjny ma intensywny zapach. Jego średnia wartość opalowa wynosi około 6,4 kWh/m³.

W wyniku spalania biogazu w silnikach gazowych odzyskuje się około 80% energii, w tym w przybliżeniu 30% energii elektrycznej i 50% energii cieplnej. Energią cieplną można pokryć całkowite zapotrzebowanie komór fermentacyjnych, a nadmiar zużytkować na ogrzewanie pomieszczeń oczyszczalni. Energia elektryczna wykorzystywana jest do napędzania pomp, dmuchaw, zgarniaczy, mieszadeł, urządzeń wentylacyjnych, oświetlenia itp. dla potrzeb oczyszczalni ścieków. Stopień pokrycia zapotrzebowania oczyszczalni na energię elektryczną przez energię pochodzącą ze spalania gazu będzie różny, zależny od pory roku, od wielkości oczyszczalni i składu ścieków. W oczyszczalniach dużych o przepustowości powyżej 20 000 m³/d może sięgać nawet 100% (przeciętnie 70%). W tabeli 3.1 porównano właściwości biogazu z innymi nośnikami energii.

Tabela 3.1. Porównanie wartości opalowej biogazu z innymi nośnikami energii

Rodzaj nośników	Wyjściowa wartość	Sprawność
energii	opatowa, kJ/kg	energetyczna
Węgiel kamienny	1670	0,5
Brykiety z węgla brunatnego	1150	0,5
Biogaz	1220	0,8