Pochodnie Biogazowe – Odgazowywanie biogazu składowisko odpadów

CZYSTA

ENERGIA

PROSTO Z NATURY

EKOWAT

TECHNOLOGIA

SYSTEM PRZYGOTOWANIA BIOGAZU

Biogaz pozyskiwany z odpadów jak i biogaz z oczyszczalni ścieków jak i z fermentacji jest gazem silnie zanieczyszczonym i wilgotnym. Użycie jego jako paliwa w nowoczesnych agregatach prądotwórczych wymaga dokładnego przygotowania. Firma EKOWAT Stworzyła nowoczesny „Blok Przygotowania Biogazu”(BPB) a co najważniejsze tani w zakupie ale też tani w eksploatacji. Gaz przechodząc przez BPB jest osuszany następnie pozbawiony związków siarki jak i ograniczone do minimum zostają siloksany. Tak przygotowany biogaz jest doskonałym paliwem do energetycznego wykorzystania. Oczyszczony biogaz nie tylko pozytywnie wpływa na „żywotność” silników gazowych i oleju ale też ogranicza emisję szkodliwych spalin. Opracowaliśmy cały szereg BPB dostosowany dla różnych przepływów jak i różnego stężenia zanieczyszczeń biogazu na wejściu do BPB.

POWSTAWANIE GAZU WYSYPISKOWEGO

Odpady składowane na wysypisku są mieszaniną materiałów organicznych i nieorganicznych o różnej wilgotności. Jeżeli zostaną stworzone odpowiednie warunki składowania, tj. ugniatanie i szybkie przykrycie następną warstwą odpadów lub ziemi przesypowej, to okres w którym podlegają one działaniu tlenu i światła jest bardzo krótki, co stwarza warunki do zachodzenia beztlenowego procesu rozkładu odpadów. W trakcie składowania odpadów wyodrębnić można pięć podstawowych faz procesów chemicznych i biochemicznych, prowadzących do wytwarzania gazu:

I – FAZĘ TLENOWĄ
II – FAZĘ ACETOGENEZY
III – FAZĘ METANOGENEZY NIESTABILNĄ
IV – FAZĘ METANOGENEZY STABILNĄ
V – FAZĘ METANOGENEZY ZANIKAJĄCĄ

ZAGROŻENIA POWODOWANE PRZEZ GAZ WYSYPISKOWY

Gaz wysypiskowy może powodować liczne zagrożenia należące do 5 kategorii:
1. Zagrożenie dla roślin – degradacja strefy ukorzeniania.
2. Zagrożenia dla budowli – osiadanie, wybuchy, pożary.
3. Zagrożenia dla ludzi – nieprzyjemny zapach, niedotlenienie, działanie toksyczne, wybuchy, pożary.
4. Zagrożenie wód – degradacja wód gruntowych.
5. Zagrożenie dla atmosfery – zanieczyszczenie powietrza ” gazami cieplarnianymi”.

Każde z tych zagrożeń może obejmować teren samego składowiska jak i jego otoczenie. Najbardziej istotnym problemem związanym z obecnością metanu jest jego palność. Gdy metan uchodzi bezpośrednio do atmosfery istnieje ryzyko jego wybuchu, należy więc brać pod uwagę możliwość jego zapłonu. Od wielu lat obsługa wysypisk zauważa niewielkie pożary związane z samozapłonem metanu i traktuje je jako jedną z większych uciążliwości związanych z składowaniem odpadów. Przy uzyskaniu odpowiedniego stężenia metanu w powietrzu może powstać mieszanina wybuchowa niosąca za sobą nieprzewidywalne skutki. Na składowiskach w większych aglomeracjach miejskich notuje się szereg wybuchów, szczególnie w ostatnich fazach ich eksploatacji jak i po zakończeniu przyjmowania odpadów. Zagrożenia samozapłonem oraz wybuchy będą się nasilać, jeżeli nie zostaną poczynione działania mające na celu odzysk gazu wysypiskowego lub kontrolę jego emisji i migracji.

Nie można również pominąć bardzo niekorzystnego wpływu gazów wysypiskowych na atmosferę, przecież to właśnie dwutlenek węgla jak i metan są podstawowymi gazami niszczącymi warstwę ozonową, przy czym metan jest około 20 – 25 razy bardziej szkodliwy niż dwutlenek węgla. Metan ma 20% udział w przyczynach globalnego wzrostu temperatury na Ziemi w ostatniej dekadzie. Ocenia się, że około 10% emisji metanu pochodzi z wysypisk odpadów. Szybko rosnąca liczba mieszkańców Ziemi powoduje stałe zwiększanie się udziału odpadów wśród śródeł emisji metanu. Wzrost zagospodarowania metanu z wysypisk stał się koniecznością dla znaczącego ograniczenia efektu cieplarnianego.

METODY PRZECIWDZIAŁANIA NIEKONTROLOWANEJ MIGRACJI, WYDOBYWANIA, I WYKORZYSTANIA GAZU WYSYPISKOWEGO

Odpady Powinny być składowane na wysypiskach w taki sposób, aby nie stwarzały ryzyka niekontrolowanej migracji gazu. Oznacza to, że zarówno urządzanie jak i eksploatacja każdego wysypiska musi obejmować system przeciwdziałania migracji gazów wysypiskowych do środowiska. Do ochrony przed skutkami niekontrolowanej migracji gazu wysypiskowego stosować można:

– Odgazowanie bierne.
– Odgazowanie aktywne (zasysanie).
– Systemy mieszane.

ODGAZOWANIE BIERNE – polega na wykonaniu odwiertów w składowisku, przez całą jego głębokość i zainstalowaniu pochodni spalających gaz wydobywający się pod własnym ciśnieniem, lub tylko kominków wentylacyjnych. Technologia wykonania studni poboru gazu, przy odgazowaniu biernym, zbliżona jest do studni wykonanej do celów odgazowania aktywnego. Jest to jednak mało efektywny sposób odgazowania składowiska, nie dający możliwości wykorzystania gazu do dalszych celów.

ODGAZOWANIE AKTYWNE (Rysunek 1) – różni się od odgazowania biernego tym, iż studnie poboru gazu połączone są ze sobą kolektorami poziomym, a całość podłączona jest do odpowiednich urządzeń wytwarzających w układzie podciśnienie o stałej wartości. Metoda ta daje większą efektywność odgazowania i pozwala zarazem wykorzystać pozyskany gaz do procesów przetwórczych. Najbardziej rozpowszechnionym sposobem zagospodarowania gazu wysypiskowego, jest spalanie go w specjalnie przygotowanych pochodniach (Rysunek 2) lub ciepłowniach zasilających w energię cieplną sąsiednie zakłady lub osiedla mieszkalne. Jednak najkorzystniej jest zastosować gaz wysypiskowy jako paliwo do agregatów prądotwórczych wyposażonych w wymienniki ciepła. Uzyskuje się nie tylko „czystą” ekologicznie energię elektryczną, jak i również ciepło, które można dowolnie wykorzystać.

Innym sposobem odgazowania biernego a w zasadzie zakończenia studni biogazowej jest montaż bezpiecznych pochodni biogazowych indywidualnych. Proponowane przez nas pochodnie wyposażone są w przerywacze ognia, zawory odcinające oraz zaworek do poboru próbek co czyni je bezpiecznymi w użytkowaniu. Brak przerywaczy ognia może doprowadzić do „zaciągnięcia” ognia w głąb składowiska a w konsekwencji do wybuchu. Dlatego też przestrzegamy inwestorów przed stosowaniem pochodni „domowej roboty”. Obok zamieszczamy zdjęcie przykładowej pochodni zainstalowanej na składowisku w Kleczewie.

Obie te metody są ogólnie stosowane na składowiskach odpadów. Wytyczne Dyrektywy Rady 1999/31/EC z dnia 26 kwietnia 1999r w sprawie składowisk odpadów nakładają obowiązek na eksploatatorach składowisk odgazowanie ich z jednoczesnym spalaniem lub zagospodarowaniem pozyskanego gazu. Dlatego też przy projektowaniu nowych instalacji odgazowujących należy rezygnować z odgazowania biernego tylko z kominkami wentylacyjnymi.

O wyborze metody odgazowania zadecydować musi wnikliwa analiza ekonomiczna przedsięwzięcia. Opierając się na doświadczeniach naszej firmy, uważamy, że odgazowanie składowiska w systemie aktywnym uzasadnione jest w zasadzie tylko na większych wysypiskach o zasypie większym niż 1500 t odpadów miesięcznie. Do podjęcia ostatecznej decyzji potrzebne jest wykonanie stosownych badań i symulacji, co również jesteśmy w stanie wykonać. O sposobie zagospodarowania pozyskanego biogazu decydują zazwyczaj lokalne warunki (linia energetyczna, odległość do najbliższych zabudowań).

Inwestycje komercyjne w budowę elektrowni biogazowych są dość kosztowne, niemniej przy zastosowaniu nowoczesnych technologii połączonych z wiedzą i solidnością wykonawcy dają gwarancję szybkiego (do 5 lat) zwrotu nakładów. Firma EKOWAT SP.J. z racji posiadanych przez siebie elektrowni oraz z uwagi na fakt wykonania wielu instalacji tego typu dla inwestorów (w większości to Urzędy Miast) jest gwarantem pozytywnych wyników ekonomicznych przedsięwzięcia. Wszyscy nasi klienci są zadowoleni a niektórzy przy rozbudowie korzystali z naszych usług ponownie. Dlatego też w trosce o wynik pozytywny całego zadania polecamy by całość robót od projektu po uruchomienie powierzyć naszej firmie a nie eksperymentować z firmami które nie mają doświadczeń eksploatacyjnych na tego typu obiektach.

Nie na każdym składowisku możliwe jest ze względów technicznych albo ekonomicznych zastosowanie odgazowania czynnego, tj. spalanie metanu w agregatach prądotwórczych wraz z wykorzystaniem powstającego ciepła do celów grzewczych. Można zatem w takim przypadku stosować tzw. odgazowanie bierne, tj. spalać metan w tzw. pochodniach, a na małych składowiskach ( tj. o małej miąższości złoża i o niewielkiej powierzchni) gdzie ilość gazu składowiskowego jest na tyle mała, że praca pochodni nie jest możliwa, odprowadzać go w sposób zorganizowany i kontrolowany do atmosfery, pozbawiając go nieprzyjemnego zapachu. I do tego właśnie służą skonstruowana przez nas studnie biogazowe z biofiltrem torfowym.

Konstrukcja studni biogazowej z biofiltrem polega na wykonaniu w złożu odpadów odwiertu o średnicy 500 mm, osadzeniu centralnie w otworze rury perforowanej z PE o średnicy 110 mm i obsypaniu tej rury płukanym żwirem sortowanym o uziarnieniu 16-32 mm. To jest zasadnicza część studni służąca do ujmowania gazu ze złoża. Głowicę studni stanowi obudowa z rury PE o średnicy 500 mm, u góry której znajduje się filtr torfowy o wysokości około 0,4 m. Schemat studni biogazowej z biofiltrem przedstawia rysunek obok.

Przy tego typu odgazowaniu, kwatera może być nadal eksploatowana, tzn. można nadal na niej składować odpady. Po osiągnięciu wysokości nowego nasypu około 2m ponad początkową rzędną wierzchowiny odpadów, studnie należy podwyższyć przez przedłużenie centralnej rury perforowanej, a co za tym idzie również i filtra żwirowego. W tym celu należy podciągnąć do góry rurę osłonową, która jest zaopatrzona w dwa uchwyty w jej górnej części.

Innym sposobem odgazowania biernego a w zasadzie zakończenia studni biogazowej jest montaż bezpiecznych pochodni biogazowych indywidualnych. Proponowane przez nas pochodnie wyposażone są w przerywacze ognia, zawory odcinające oraz zaworek do poboru próbek co czyni je bezpiecznymi w użytkowaniu. Brak przerywaczy ognia może doprowadzić do „zaciągnięcia” ognia w głąb składowiska a w konsekwencji do wybuchu. Dlatego też przestrzegamy inwestorów przed stosowaniem pochodni „domowej roboty”. Poniżej zamieszczamy zdjęcie przykładowej pochodni zainstalowanej na składowisku w Kleczewie.