تخيلوا محطة معالجة مياه الصرف الصحي التي لا تطهر مياه الصرف الصحي فحسب بل تنتج طاقتها الخاصة حتى تصبح مزود طاقة محلي.لكن هذه الرؤية أصبحت حقيقة سريعة.
في جميع أنحاء العالم، تهيمن العمليات الميكانيكية والبيولوجية على معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية. في حين أن المرافق الحديثة تزيل الملوثات بكفاءة، فإنها تنتج منتجاً ثانوياً غالباً ما يتم تجاهله: الوحل.هذه البقايا المتواضعةومع ذلك ، تحتوي على إمكانات هائلة في مجال الطاقة والكتلة الحيوية. للاستفادة من قيمتها ، يجب أن تخضع الوحل أولاً لمعالجة لإزالة أكثر من 95٪ من محتوى المياه والملوثات والمسببات الأمراضية والرائحة.
يجب أن تستوفي المعالجة الفعالة للطين عدة معايير بيئية وتشغيلية حاسمة:
هناك طريقتان أساسيتان يهيمنان على معالجة الوحل:
مع زيادة الطلب على الطاقة وتشديد قوانين الكربون، يقدم الهضم الجهري فوائد مقنعة:
يقلل ضخامة الوحل قبل الاستقرار من الحجم، ويحسن كفاءة المفاعل، ويزيد من إنتاج الغاز الحيوي.ومقاومة للتآكل مع تسهيل التحميل والصيانة.
يعد التحكم في درجة الحرارة ووقت الاحتفاظ أمرًا حاسمًا. تستخدم الأنظمة التقليدية الخزانات السبتية لمدة ~ 20 يومًا من التخمير ، مما ينتج غازًا حيويًا (50-70٪ من الميثان) للكهرباء.الأنظمة الناشئة عالية درجة الحرارة (> 53 درجة مئوية) تقلل من وقت المعالجة إلى 15 يومًا أو أقلتشمل العوامل التشغيلية الرئيسية:
بعد الاستقرار ، يمكن إزالة الماء من الوحل إلى 20-35 ٪ من المحتوى الصلب (أو 95 ٪ مع التجفيف) للاستخدام كسماد زراعي أو وقود.معالجات إضافية مثل التجفيف الحراري (> 80 درجة مئوية) أو تعديل الجير (pH ≥ 12) تضمن القضاء على مسببات الأمراض.
مع ~ 6.5 كيلوواط/متر3الكفاءة الحرارية (أكثر من نصف قيمة طاقة الغاز الطبيعي) ، الغاز الحيوي يمكن أن تشغل محطات معالجة أو شبكات تغذية من خلال:
المصانع الكبيرة يمكن أن تحقق الكفاءة الذاتية للطاقة بنسبة 100٪. يعتمد إنتاج الغاز الحيوي على الانهيار الميكروبية: البكتيريا التي تشكل الأحماض تحلل المواد العضوية إلى مركبات أبسط ،والتي تتحول بعد ذلك إلى الميثان و CO2.
في حين أن بعض المحطات لا تستخدم الغاز الحيوي بشكل كافٍ، تظهر الأنظمة المُحسّنة مثل أجهزة الهضم التي تُسخّن بالبخار في موسكو أو تكنولوجيا التحليل المائي الحراري في النرويج إمكاناتها. تشمل الابتكارات:
إنتاج الغاز الحيوي يوفر فوائد قابلة للقياس:
على الرغم من وعدها، يواجه الغاز الحيوي عقبات:
ومع تقدم التكنولوجيا ، فإن أنظمة الغاز الحيوي على وشك أن تلعب دورًا متزايدًا في إدارة النفايات المستدامة وإنتاج الطاقة المتجددة في جميع أنحاء العالم.
تخيلوا محطة معالجة مياه الصرف الصحي التي لا تطهر مياه الصرف الصحي فحسب بل تنتج طاقتها الخاصة حتى تصبح مزود طاقة محلي.لكن هذه الرؤية أصبحت حقيقة سريعة.
في جميع أنحاء العالم، تهيمن العمليات الميكانيكية والبيولوجية على معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية. في حين أن المرافق الحديثة تزيل الملوثات بكفاءة، فإنها تنتج منتجاً ثانوياً غالباً ما يتم تجاهله: الوحل.هذه البقايا المتواضعةومع ذلك ، تحتوي على إمكانات هائلة في مجال الطاقة والكتلة الحيوية. للاستفادة من قيمتها ، يجب أن تخضع الوحل أولاً لمعالجة لإزالة أكثر من 95٪ من محتوى المياه والملوثات والمسببات الأمراضية والرائحة.
يجب أن تستوفي المعالجة الفعالة للطين عدة معايير بيئية وتشغيلية حاسمة:
هناك طريقتان أساسيتان يهيمنان على معالجة الوحل:
مع زيادة الطلب على الطاقة وتشديد قوانين الكربون، يقدم الهضم الجهري فوائد مقنعة:
يقلل ضخامة الوحل قبل الاستقرار من الحجم، ويحسن كفاءة المفاعل، ويزيد من إنتاج الغاز الحيوي.ومقاومة للتآكل مع تسهيل التحميل والصيانة.
يعد التحكم في درجة الحرارة ووقت الاحتفاظ أمرًا حاسمًا. تستخدم الأنظمة التقليدية الخزانات السبتية لمدة ~ 20 يومًا من التخمير ، مما ينتج غازًا حيويًا (50-70٪ من الميثان) للكهرباء.الأنظمة الناشئة عالية درجة الحرارة (> 53 درجة مئوية) تقلل من وقت المعالجة إلى 15 يومًا أو أقلتشمل العوامل التشغيلية الرئيسية:
بعد الاستقرار ، يمكن إزالة الماء من الوحل إلى 20-35 ٪ من المحتوى الصلب (أو 95 ٪ مع التجفيف) للاستخدام كسماد زراعي أو وقود.معالجات إضافية مثل التجفيف الحراري (> 80 درجة مئوية) أو تعديل الجير (pH ≥ 12) تضمن القضاء على مسببات الأمراض.
مع ~ 6.5 كيلوواط/متر3الكفاءة الحرارية (أكثر من نصف قيمة طاقة الغاز الطبيعي) ، الغاز الحيوي يمكن أن تشغل محطات معالجة أو شبكات تغذية من خلال:
المصانع الكبيرة يمكن أن تحقق الكفاءة الذاتية للطاقة بنسبة 100٪. يعتمد إنتاج الغاز الحيوي على الانهيار الميكروبية: البكتيريا التي تشكل الأحماض تحلل المواد العضوية إلى مركبات أبسط ،والتي تتحول بعد ذلك إلى الميثان و CO2.
في حين أن بعض المحطات لا تستخدم الغاز الحيوي بشكل كافٍ، تظهر الأنظمة المُحسّنة مثل أجهزة الهضم التي تُسخّن بالبخار في موسكو أو تكنولوجيا التحليل المائي الحراري في النرويج إمكاناتها. تشمل الابتكارات:
إنتاج الغاز الحيوي يوفر فوائد قابلة للقياس:
على الرغم من وعدها، يواجه الغاز الحيوي عقبات:
ومع تقدم التكنولوجيا ، فإن أنظمة الغاز الحيوي على وشك أن تلعب دورًا متزايدًا في إدارة النفايات المستدامة وإنتاج الطاقة المتجددة في جميع أنحاء العالم.