Потребление ресурсов и реагентов при биологической обработке отходов

Анаэробное сбраживание. Потребляемыми ресурсами при механикобиологической обработке (МВТ), включающей разделение и анаэробное сбраживание (АD), обычно являются: вода, вспомогательные материалы и энергия.
Вода. Затраты воды для обработки 1 т отходов составляют 78 л. При этой обработке используется либо водопроводная, либо грунтовая вода. Вода потребляется на следующих стадиях процесса:
• производства пара: 22 л на тонну отходов
• производства полимерного раствора: 56 л на тонну отходов.
Вспомогательные материалы. В качестве вспомогательных материалов (поставляемых грузовиками) используются следующие продукты:
• анионный полимерный флоккулянт (порошок полиакриламида): 60 г на тонну отходов
• раствор хлористого железа (40% вес.): 3 кг на тонну отходов
• противовспенивающий продукт (раствор полиалкиленгликоля в воде): 50 г на тонну отходов.
Энергия. При работе установки потребляется электроэнергия, которая может генерироваться на участке, и тепло, которое может понадобиться для возможных процессов сушки или для отопления зданий. Количество электроэнергии, потребляемое на тонну отходов, составляет 55 кВт-час. Электроэнергия может генерироваться на самой установке по обработке отходов при сжигании биогаза в газовом двигателе (КПД: 35%). Потребление биогаза для производства электроэнергии составляет 29,1 нм3 биогаза, содержащего 55 об. % СН4 (т.е. 37 кг).
До трети производимого биогаза необходимо для подогрева самого анаэробного реактора, так как для процесса требуются теплые условия.
Оценки, относящиеся к потреблению электроэнергии установкой, заметно разнятся. В случае сельских установок AD приблизительно 20% электроэнергии, произведенной в процессе, требуется для работы установки, в то время как городские установки потребляют 2/3 произведенной электроэнергии.
В квазидинамических биологических системах основная часть содержимого органических отходов подвергается деструкции в первые четыре недели биологического распада. В течение этого периода необходима самая высокая скорость аэрации и потребляется до 60 или 70% общей поставки воздуха для кучи. То же самое остается в силе для статических процессов без переворачивания. В случае предшествующего процесса ферментации в закрытом биореакторе происходит интенсивное разложение легко разлагаемых органических соединений. Таким образом, количества отходящих газов после разложения резко снижаются по сравнению с процессом полностью аэробного разложения.
Вода. На установках МВТ иногда добавляется вода в валки, так как теряется влажность в течение аэробного сбраживания, что в противном случае может привести к дефициту воды и к остановке процесса аэробного сбраживания. Это обычно происходит в течение летних и зимних месяцев.
В некоторых случаях нет чистого потребления воды в процессе. В процессе сушки образуется вода (350 л – в форме пара – на тонну отходов). В течение аэробного сбраживания достигаются температуры 50-60оС. Таким образом, вода, теряемая от исходного сырья, превращается в водяные пары (около 90%), и она обычно выбрасывается в воздух. Однако в некоторых случаях часть воды конденсируется. Переработка этой сконденсированной воды довольно сложная задача.
Очищенные сточные воды (фильтрат) используются как техническая вода в цепи охлаждения. Они охлаждаются в башенном охладителе. Водопроводная вода исользуется в башенном охладителе только как подпиточная вода (10 л на тонну отходов). Однако в других источниках сообщается, что диапазон потребления воды простирается от 260 до 470 л на тонну перерабатываемых отходов.
Вспомогательные продукты. Как сообщалось, дополнительные материалы не используются в процессе, за исключением полимерной пленки, используемой для упаковывания твердого топлива из отходов.
Биологическая очистка загрязненных почв. Довольно часто органические загрязняющие вещества используются микроорганизмами в качестве источника углерода и энергии. Кроме того, концентрация питательных веществ типа азота и фосфора должна корректироваться для содействия микробному росту. Обычно аммонийная соль типа NH4Cl используется для добавки азота, а для добавки фосфора используются соответствующие соли. Однако для роста микроорганизмов необходимо много элементов типа витаминов и некоторых металлов (Fe, Mg, Cu и т.д.).
Эти элементы могут естественно находиться в почве, но иногда могут потребоваться улучшения. Отношения C/N/P иногда используются для определения общего количества необходимых питательных веществ. Фактически должен проводиться регулярный контроль концентрации питательных веществ в почве. Загрязненную почву иногда смешивают с компостом для оптимизации биологической обработки.
Добавка компоста часто составляет от 10 до 30% и никогда не превышает 40%. Иногда используется вода для того, чтобы повысить влагосодержание почвы.
Кислород и питательные вещества (азот и фосфор) добавляются к загрязненной почве для биологической активации биоразложения. Улучшение флоры из микроорганизмов за счет определенных организмов (например, бактерий, грибов) повышает биоразложение загрязняющих веществ.