Скачать презентацию Лекция 8 Источники образования и методы переработки Скачать презентацию Лекция 8 Источники образования и методы переработки

72bd4102d584b555192d4ba8dbd12bda.ppt

  • Количество слайдов: 28

Лекция № 8 Источники образования и методы переработки отходов с высоким содержанием органических веществ Лекция № 8 Источники образования и методы переработки отходов с высоким содержанием органических веществ

Основные источники образования отходов, содержащих органические вещества 1. Отходы сельскохозяйственной промышленности животноводства и растениеводства Основные источники образования отходов, содержащих органические вещества 1. Отходы сельскохозяйственной промышленности животноводства и растениеводства (образующаяся биомасса) 2. Отходы пищевой и перерабатывающей промышленности (образующаяся биомасса) 3. Отходы нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности и эксплуатации транспорта (шламы нефти и нефтепродуктов) 4. Отходы лесной и лесоперерабатывающей промышленности (биомасса целлюлозы и горючие компоненты) 4. Отходы коммунально бытового хозяйства (осадки сточных вод) 5. Твердые бытовые отходы (биомасса и горючие компоненты).

Биоэнергетика России • Общи принцип обращения с органик содержащими отходами обеспечение энергоэффективности переработки при Биоэнергетика России • Общи принцип обращения с органик содержащими отходами обеспечение энергоэффективности переработки при соблюдении экологической безопасности • «Нетрадиционные источники энергии и реконструкция малых ГЭС России» проект TACIS (2009) • к 2030 году возобновляемая энергетика в России в перспективе важнейший энергетический сектор с реальным вкладом в суммарное производство электроэнергии и тепла на уровне 30 35%, из которых до 10% биоэнергетика

Источники отходов и методы переработки Отходы лесной промышленности: • Сжигание с целью получения энергии Источники отходов и методы переработки Отходы лесной промышленности: • Сжигание с целью получения энергии • Получение топлива (генераторного газа, водорода • Производство этилового и метилового спиртов • Производство топливных паллет

Источники отходов и методы переработки Отходы животноводства и птицеводства: Получение биогаза (метана); Получение биоводорода, Источники отходов и методы переработки Отходы животноводства и птицеводства: Получение биогаза (метана); Получение биоводорода, ацетона и бутилового спирта Производство кормового витамина В 12 Получение жидкого топлива пиролизом биомассы

Валовой, технический и экономический потенциалы органических отходов агропромышленного комплекса и населенных пунктов, млн. у. Валовой, технический и экономический потенциалы органических отходов агропромышленного комплекса и населенных пунктов, млн. у. т/год

Состав отходов с/х производства • минеральные удобрения и микроудобрения, • стойкие органические экотоксиканты фунгициды, Состав отходов с/х производства • минеральные удобрения и микроудобрения, • стойкие органические экотоксиканты фунгициды, гербициды, инсектициды, • жидкие отходы ферм и боен, • растительная подстилка • растительные отходы переработки зерна

Последствия несбалансированного внесения удобрений • длительное внесение удобрений изменяет свойства почв (увеличение их кислотности, Последствия несбалансированного внесения удобрений • длительное внесение удобрений изменяет свойства почв (увеличение их кислотности, потеря гумуса); • загрязнение воды, почв и продукции нитратами, а атмосферы — оксидами азота; • низкий коэффициент использования растениями азота из минеральных удобрений приводит к сбросу легкорастворимых азотнокислых солей в водоемы, накоплению их в почве и атмосфере, что отрицательно сказывается на здоровье людей и животных (усиливаются процессы мутагенеза и канцерогенеза); • загрязнению воды, почв и продукции, которое происходит и от составляющих комплексного минерального удобрения, так как растения используют только часть питательных элементов, содер жащихся в этом комплексном удобрении; • минеральные удобрения являются источником загрязнения почв тяжелыми металлами (табл. 6. 2), но особенно загрязнены ими и другими токсичными элементами фосфорные удобрения; • минеральные и органические удобрения могут изменять подвижность тяжелых металлов в почве, обеспечить их доступность растениям, загрязнение ландшафтов и гидрографической сети.

Содержание тяжелых металлов (мг/кг) в минеральных удобрениях: зависит от ве личины р. Н, содержания Содержание тяжелых металлов (мг/кг) в минеральных удобрениях: зависит от ве личины р. Н, содержания гумуса, числа лигандных групп, способ ных образовывать с ионами тяжелых металлов новые соединения Удобрения Fe Мп Сu Ni Сг РЬ Zn Cd Апатит 710 49, 5 11, 3 3, 5 1, 8 90 7, 5 0 Нитрофоска 360 67, 5 11, 3 6 3, 3 15 9 0, 03 Суперфосфат 643 114 32 6 3, 3 15 18 0, 25 Нитроаммофос 272 181 8, 5 0, 8 8, 8 9, 8 0, 4 20

Животноводческие предприятия источники загрязнений ОС • по загрязнению атмосферы отнесены к опасным объектам: запах Животноводческие предприятия источники загрязнений ОС • по загрязнению атмосферы отнесены к опасным объектам: запах распространяется в радиусе до 6 км, вызывает тошноту, головную боль, учащение пульса, повышение АД, нарушение органов пищеварения, дыхания, зрения, ЦНС • Количество навоза, сточных вод и других отходов значительно превышает объемы бытовых отходов. ). • свиноводческий комплекс на 100 тыс. голов выбрасывает в атмосферу за час: 1. до 1, 5 млрд микроорганизмов, 2. 159 кг аммиака, 14, 5 кг сероводорода, 3. 29, 9 кг пыли от кормов, 4. 3000 т навоза в сутки (более 1 млн т в год), то есть равняется городу с населением 1 млн чел

Технологии обеззараживания навозосодержащих стоков • прямое ис пользование в качестве органического удобрения; • переработка Технологии обеззараживания навозосодержащих стоков • прямое ис пользование в качестве органического удобрения; • переработка в торфокомпосты; • биологические, химические, механические, элек трохимические, термические и физические методы обезвреживания

Требования при внесении в почву остатков с/х сточных вод • использовать осадки сточных вод Требования при внесении в почву остатков с/х сточных вод • использовать осадки сточных вод полевые культуры после трехмесячной выдержки, на пастбищах — шести месяцев выдержки; • при заделке осадков сточных вод в почву запашкой на участках высева кормовых культур выдержка составляет один месяц; • средства транспортировки осадков, выдержанных менее трех месяцев, должны быть продезинфицированы перед новым использованием; • в случае эпидемий или эпизоотии чумы свиней, туберкулеза, острого сальмонеллеза, бруцеллеза необходимо накрывать стеллажи при сушке осадков пленкой.

Биологические методы очистки и обеззараживания навоза • аэробный процесс: почти не выделяется неприятного запаха, Биологические методы очистки и обеззараживания навоза • аэробный процесс: почти не выделяется неприятного запаха, простой и приспособлен к изменяющемуся составу на возныхпоступлений, происходит саморазогре вание массы (до 70°С), т. е. ее дезинфекция. • анаэробное брожение: может быть метановым или водородным; при температуре массы (30 35)°С в биоценозе преобладают мезофильные анаэробы, а при (50 55)°С – термофильные, термотолерантный (+40°С) – промежуточный режим; процесс сопровождается выделением биогаза, со стоящего в основном из метана, водорода и двуокиси углерода.

Сырье для анаэробной переработки • органические отходы ферм КРС, • свиноферм, птицеферм • отходы Сырье для анаэробной переработки • органические отходы ферм КРС, • свиноферм, птицеферм • отходы кормового стола • отходы бойни, рыбного цеха • отходы после переработки зерна, картофеля • силос • отходы молокозаводов • отходы производства соков • отходы сахарных заводов Ферма на 800 1200 голов КРС по показателю БПК эквивалентна малому городу с населением 14 20 тыс. человек, а по выделению грубодисперсных примесей с населением 80 120 тыс. человек.

Первая в России теплоэлектростанция, работающая на биогазе: Калужская обл. , 2009 г. Первая в России теплоэлектростанция, работающая на биогазе: Калужская обл. , 2009 г.

Биогазовая станция –комплекс инженерных сооружений • • • подготовки сырья производства биогаза и удобрений Биогазовая станция –комплекс инженерных сооружений • • • подготовки сырья производства биогаза и удобрений очистки и хранения биогаза производства электроэнергии и тепла автоматизированной системы управления биогазовой станцией

Стандартный комплект оборудования для переработки биомассы 1. Механическое оборудование для подготовки сырья состоящее из Стандартный комплект оборудования для переработки биомассы 1. Механическое оборудование для подготовки сырья состоящее из мешалки и объемного насоса с измельчителем; 2. Метантенки со встроенными газгольдерами и системой подогрева; 3. Изоляцию наружного покрытия емкостей; 4. Трубопроводы подачи, дренажа и слива 5. Смотровые люки, системы безопасности и контроля давления и контроля газовой смеси. 6. Оборудование для обессеривания. 7. Блок управления и контроля режимов работы ферментеров. 8. Станцию осушки и компримирования газа. 9. Резервуары для хранения органического удобрения. 10. Контейнерный модуль биогазотеплоэлектростанции.

Технологические параметры биогазтеплоэлектростанции • биогаз с высоким содержание метана (от 55 до 70%) и Технологические параметры биогазтеплоэлектростанции • биогаз с высоким содержание метана (от 55 до 70%) и низким содержанием сернистых соединений; • стабильность работы за счет контроля основных параметров процесса (давление газа, температура и равномерность подачи субстрата, частота и равномерность перемешивания); • получаемая мощность при объеме метатенков 2400 м 3 составляет : 1. электрическая 160 к. Вт, тепловая 240 к. Вт 2. выход биогаза 4800 м 3/ сут 3. переработка 120 м 3 безподстилочного навоза в сутки 4. обеспечение теплом и энергией фермы и поселка.

Почвенные методы биологической очистки и утилизации • обработка не полностью очищенного и обез зараженного Почвенные методы биологической очистки и утилизации • обработка не полностью очищенного и обез зараженного навозного стока почвенными микроорганизмами с удалением жидкой фазы от биогенных и органических веществ за счет процессов само очищения на полях • Используется, если необходимы выдержка по времени, ограничение количества стоков или большие занимаемые площади

Способы использования • поверхностный полив; • вне сение жидкой массы побороздам с запашкой. Ограничения: Способы использования • поверхностный полив; • вне сение жидкой массы побороздам с запашкой. Ограничения: Степень допустимого загрязнения стоков определяется: • способностью почвы адсорбировать; • видом интенсивностью и количеством осадков; • сроками внесения количествами и составом навоза; • величиной поверхностного стока и эрозией (зависит от наклона участка поля) • супесчаные почвы обладают большей адсорбцией в отноше нии микроорганизмов, чем суглинистые.

Недостатки метода • бактериальное загрязнение почвы (до 21 млн микроорганизмов/га); • возбудители инфекци онных Недостатки метода • бактериальное загрязнение почвы (до 21 млн микроорганизмов/га); • возбудители инфекци онных болезней сохраняют жизнеспособность в почве почти в 4 раза дольше, чем в жидком навозе; • требуются дополнительные затраты на обеззараживание, дезодорацию, разрушение и стабилизацию нестойких органических веществ

Требования при использовании навоза без предварительной биологической обработки • строительство и ввод в строй Требования при использовании навоза без предварительной биологической обработки • строительство и ввод в строй сооружений по хранению и утилизации должны предшествовать вводу в эксплуатацию комплексов (ферм); • подготовленный навоз необходимо вносить в почву до наступления морозов большими дозами с периодичностью в 2 3 года; • запрещается заделывать навоз в почву на площадях, с которых возможен поверхностный сток в открытые водоемы; • не допускать сброса сточных вод животноводческих комплексов в водоемы независимо от степени их очистки.

Комбинированные (аэробные и анаэробные) методы обеззараживания Применяются для обеспечения длительного хране нияв: • лагунах Комбинированные (аэробные и анаэробные) методы обеззараживания Применяются для обеспечения длительного хране нияв: • лагунах (открытые пруды отстойники или пруды перегниватели глубиной 1, 5 м, р. Н 6, 7— 7, 5; температура 30— 38°С), • отстойниках нако пителях, • навозохранилищах, • биологических прудах (для полной очистки животноводческих стоков; для доочистки стоков, предварительно прошедших биологическую обработку; рыбоводные) • башнях, • аэротенках и метантенках

Схема очистки стоков свинокомплекса в рыболовно биологических прудах 1 – приемный резервуар; 2 – Схема очистки стоков свинокомплекса в рыболовно биологических прудах 1 – приемный резервуар; 2 – разделительная установка; 3 – площадка для биотермического обеззараживания (органическое удобрение); 4 – вертикальный отстойник; 5 карантинные емкости; 6 – установки термического обеззараживания стоков; 7 – пруд накопитель; 8 – водорослевый пруд; 9 рачковый пруд; 10 рыбоводный пруд; 11 – пруд накопитель чистой воды

Методы биокомпостирования • используются для переработки сухого навоза или твердых осадков, образующихся после отстаивания: Методы биокомпостирования • используются для переработки сухого навоза или твердых осадков, образующихся после отстаивания: • переработка органичес ких отходов с помощью личинок синантропных мух; • вермикуляция (для частично перепревшего навоза)

Метод термообработки • измельчении полужидкой массы в центробежной механической форсунке (4), • отбор влаги Метод термообработки • измельчении полужидкой массы в центробежной механической форсунке (4), • отбор влаги потоком нагретого воздуха и дальнейше высушивание в трубе сушилке (6). • сухая навозная обеззараженная масса поступает на дальнейшее использование, • конденсат используется как техническая вода.

Термообработка 1 – навозопровод; 2 – вентилятор высокого давления; 3 – трубопровод; 4 – Термообработка 1 – навозопровод; 2 – вентилятор высокого давления; 3 – трубопровод; 4 – центробежная механическая форсунка; 5 –камера сгорания топлива; 6 – труба сушилка; 7 – циклон разделитель; 8 – емкость для сбора сухой массы; 9 – циклон отделитель; 10 – конденсатор; 11 поступление и отвод воды для работы конденсатора; 12 – отвод сухой массы; 13 конденсат