폐수 처리 시설, 재생 에너지로 바이오가스 채택

폐수를 정제할 뿐만 아니라 스스로 에너지를 생산하는 폐수 처리 시설을 상상해보세요. 심지어 지역 에너지 공급자가 될 수도 있습니다.하지만 이 비전은 빠르게 현실이 되고 있습니다..

세계적 으로는 기계적 인 과정 과 생물학적 과정 이 도시 폐수 처리 에 지배적 이다. 현대 시설 들 은 오염물 을 효율적 으로 제거 하지만, 종종 간과 되는 부산물 인 진흙 을 생성 한다.이 소박한 잔류는그러나, 방울은 엄청난 에너지와 바이오매스 잠재력을 가지고 있습니다. 그 가치를 발휘하기 위해서는 먼저 방울의 95% 이상의 물 함유량, 오염 물질, 병원체 및 냄새를 제거하는 처리를 받아야합니다.

효율적인 진흙 처리에는 몇 가지 중요한 환경 및 운영 표준이 충족되어야합니다.

• 비용 효율성:투자와 운영비의 균형
• 에너지 최적화:소비를 최소화하면서 자생 에너지를 극대화합니다.
• 부피 감소:진흙의 양 감소
• 품질 향상:재사용을 위한 더 나은 진흙.
• 환경 안전:처리 된 하수물은 엄격한 배출 기준을 충족하도록 보장합니다.

두 가지 주요 접근 방식이 슬라드 처리에 지배적입니다.

• 에어로브 안정화:개방된 진흙 탱크에서 산소를 사용하지만 공기를 위해 상당한 공간과 에너지를 필요로 합니다.
• 아에로빅 안정화:중~대 규모의 발전소에서 선호되는 제품으로 저렴한 비용, 더 높은 에너지 효율성, 그리고 환경적 이점으로 인해 생산됩니다. 바이오 가스 부산물은 전기를 생산할 수도 있습니다.일부 시설은 최적의 결과를 얻기 위해 두 가지 방법을 결합합니다..

에너지 수요가 증가하고 탄소 규제가 강화됨에 따라, 무산기 소화는 설득력 있는 이점을 제공합니다.

• 유기물질을 ~50% 감소시켜 가연 가능한 바이오가스로 변환합니다.
• 외부 에너지 의존도를 줄이는 동시에 재생 가능한 에너지를 생산합니다.
• 운영비용과 토지 요구사항을 낮춰줍니다.
• 더 나은 CO 를 통해 냄새 통제, 위생 및 기후 영향력을 향상시킵니다.₂균형.

사전 안정화 진흙 두꺼우는 부피를 줄이고, 원자로 효율을 향상시키고, 바이오 가스 생산을 촉진합니다.그리고 쉽게 부하 및 유지보수를 촉진하면서 부식 저항.

온도 조절 및 유지 시간은 매우 중요합니다. 전통적인 시스템은 ~ 20 일 발효에 세프틱 탱크를 사용하여 전기용 바이오 가스 (50-70% 메탄) 를 생산합니다.신흥 고온 시스템 (>53°C) 은 처리 시간을 15일 이하로 줄여줍니다.주요 운영 요인은 다음과 같습니다.

• 찌꺼기 혼합, 펌프, 또는 가스 주입.
• 진흙의 분포를 방지합니다.
• 원자로 난방, 이상적으로 폐열을 이용합니다.

안정화 후, 슬라드는 농산물 비료 또는 연료로 사용하기 위해 고체 함유량의 20-35% (또는 건조시 95%) 로 수분화 될 수 있습니다.열 건조 (> 80 °C) 또는 석회 조정 (pH ≥ 12) 과 같은 추가 처리가 병원균 제거를 보장합니다..

~6.5kWh/m³열효율 (자연가스의 에너지 가치의 절반 이상), 바이오가스는

• 복합 열 및 전력 시스템 (35-40% 전력, 60% 열 회수)
• 가스 엔진에서 직접 사용
• 증기 또는 뜨거운 물 생산.

대형 공장은 100%의 에너지 자급자족을 달성할 수 있습니다. 바이오가스 생산은 미생물 분해에 의존합니다: 산성 박테리아는 유기물을 더 간단한 화합물로 분해합니다.그 다음 메탄오겐이 메탄과 CO로 변환됩니다.₂.

일부 공장은 바이오 가스를 과소 사용하지만 모스크바의 증기 가열 소화기나 노르웨이의 열 수분 분석 기술과 같은 최적화된 시스템은 그 잠재력을 입증합니다. 혁신은 다음과 같습니다.

• 소화 증진:수분화와 메탄 단계를 분리하여 바이오가스 생산량을 두 배로 증가시킵니다.
• 열수분해:고압 증기를 사용하여 진흙을 분해하여 용량을 50% 감소시키고 메탄 생산량을 3배로 증가시킵니다.

바이오가스 생산은 측정 가능한 이점을 제공합니다.

• 야외 폐기물 저장소에서 발생하는 메탄 배출을 줄입니다.
• 단축 CO₂그리고 질소 오염.
• 수자원과 숲을 보호합니다.
• 합성 비료 사용을 줄여줍니다.

바이오가스는 약속에도 불구하고 몇 가지 장애가 있습니다.

• 연소는 온실가스 배출을 완전히 제거하지 않습니다.
• 농촌에 편향된 원자재의 사용성은 도시 확장성을 제한합니다.
• 작은 규모의 시스템에 대한 높은 초기 비용은 생태적으로 위험한 에너지 작물을 장려할 수 있습니다.
• 바이오 가스 오염 물질 (예를 들어, 수은, 납 화합물) 는 대기 품질 표준을 충족시키기 위해 더 엄격한 필터레이션을 필요로합니다.

그러나 기술이 발전함에 따라 바이오가스 시스템은 지속 가능한 폐기물 관리와 재생 에너지 생산에서 전 세계적으로 확장 된 역할을 할 준비가되었습니다.