Deponigas

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 27 augusti 2014; verifiering kräver 21 redigeringar .

Deponigas från deponi  är biogas som härrör från anaerob nedbrytning av organiskt avfall ( matavfall , papper, kartong, etc.).

Komposition

Ungefärlig sammansättning av torr biogas (exklusive vattenånga) [1]
Ämne %
Metan , CH 4 50–75
Koldioxid , CO2 25–50
Kväve , N2 0–10
Svavelväte , H 2 S 0–3
Syre , O 2 0–2
Väte , H 2 0–1

Förfallet av sopor sker under påverkan av bakterier som tillhör två stora familjer: acidogener och metanogener . Syragener producerar primär nedbrytning av avfall till flyktiga karboxylsyror, metanogener bearbetar flyktiga karboxylsyror till metan CH 4 och koldioxid CO 2 . Dessutom absorberas väte av koldioxid med bildning av samma metan:

Som ett resultat består deponigas av cirka 50-75 % metan CH 4 , 25-50 % CO 2 och föroreningar av kväve, svavelväte och organiska ämnen. I en studie av 7 deponier i Storbritannien 1997 hittades cirka 140 ämnen, inklusive alkaner, aromatiska kolväten, cykloalkaner, terpener, alkoholer och ketoner, klorföreningar [2] [3] . Under undersökningen av Kuchino MSW-deponi 2017 identifierades cirka 160 organiska föreningar, exklusive isomerer. [fyra]

Polygonutveckling

En av de karakteristiska egenskaperna hos deponier är deras heterogenitet. I genomsnitt är cirka 75 % av kommunalt avfall biologiskt nedbrytbara organiska material. Ämnen som finns i avfall varierar avsevärt i sin nedbrytningshastighet. Matavfall sönderfaller snabbt. Trädgårdsavfall tillhör gruppen med en genomsnittlig halveringstid på 5 år. Papper, kartong, trä, textilavfall sönderfaller långsamt (nedbrytningsperiod - 15 år). Plast och gummi sönderfaller dock inte .

Dött organiskt material genomgår sönderfallsprocesser. Under påverkan av mikroorganismer sker aerob nedbrytning, som fortsätter så länge som syre finns i miljön . Slutprodukten av nedbrytningen är en blandning av gaser, huvudsakligen bestående av koldioxid och metan i olika proportioner. Efter jäsningsprocessen omvandlas den kvarvarande organiska massan mycket långsamt. Systemet når ett tillstånd av stabilisering; detta är början på förkolningsprocessen .

Stabiliseringen av polygonen är slutet på gasutvecklingen. Bildandet av metan börjar i en anaerob miljö. Uppsättningen av mikroorganismer som orsakar denna process kännetecknas av den dynamiska samexistensen av olika arter associerade med näringskedjan:

Det har visat sig att metan inte bara kan bildas från väte och koldioxid, utan också från formater , metanol och metylaminer .

Applikation

Deponigas samlas in för att förhindra luftföroreningar (dessutom har metan en stark växthuseffekt) och används som bränsle för produktion av el, värme eller ånga, eller som fordonsbränsle .

Av de 6 000 deponier som är verksamma i USA (2004) samlar cirka 360 in och använder deponigas. Kommersiell utvinning av metan är möjlig vid ytterligare 600 deponier. Elen som genereras från denna gas kommer att räcka för att försörja 1 miljon hushåll. Till 2025 planerar USA att generera 29 miljarder kWh el årligen från hushållsavfall och deponigas.

År 2002 fanns det 750 platser för produktion av deponigas i Europa , 1152 totalt i världen, den totala energiproduktionskapaciteten var 3929 MW, volymen bearbetat avfall var 4548 miljoner ton.

Ekologi

Metanets potentiella påverkan på den globala klimatförändringen är 23–25 gånger större [5] än den för CO 2 , så metanavskiljning är  ett av de viktiga sätten att förhindra global uppvärmning.

Deponier i Kanada släpper ut 20 % av växthusgasen metan från nationell nivå [6] Kanadensiska organiserade deponier minskar utsläppen av växthusgaser med 3,7 miljoner ton per år.

Ett typiskt projekt på 4 MW deponigas minskar utsläppen av växthusgaser motsvarande utsläppen från 45 000 bilar . För att absorbera denna mängd gaser är det nödvändigt att plantera en skog på ett område på 60 000 hektar . Energin som produceras av projektet sparar 500 000 fat olja per år.

År 2006 förhindrade avfallsupptagning av deponigas i USA utsläppet av 20 miljoner ton växthusgaser i CO 2 -ekvivalenter i atmosfären, enligt EPA (US Environmental Protection Agency) . Det motsvarar ungefär 14 miljoner bilars utsläpp. Att fånga upp denna mängd CO 2 skulle kräva plantering av 20 miljoner hektar skog. Utnyttjandet av deponigas 2006 sparade USA 169 miljoner fat olja.

Historik

Den första moderna soptippen med användning av speciella tekniska strukturer öppnades i Kalifornien ( USA ) 1937 . Forskning och användning av deponigas i USA intensifierades efter antagandet av Solid Waste Disposal Act 1965 .

Den engelska termen "landfill" ( Rus. landfill ) slog sig ner först på 50-talet . Dessförinnan användes termerna Sanitary fill , sanitary-fill , och sanitary deponi . Gasutnyttjandet av deponier accelererade under oljekrisen på 1970 -talet . Från och med 1980 började den amerikanska regeringen ge skattelättnader till producenter av deponigas. I slutet av 1984 fanns det 41 termiska kraftverk för deponigas i drift i USA .

Framställningsmetod

I det första steget av konstruktionen skapas en mottagande tank (grop), designad för 10-20 års användning. I botten av gropen läggs ett lager av 1 meter tjock lera (eller polyetenfilm ) för att förhindra att förorenat vatten tränger in i jorden. Under byggprocessen förs skräp in i gropen i portioner till speciella celler som motsvarar den dagliga mottagningstakten på soptippen. Varje sådan cell med en höjd av 2 till 4 meter är isolerad med lera från de föregående och efterföljande.

Efter att ha fyllt gropen med sopor är den täckt med ett "tak" - lera, film, täckt med jord, gräs planteras ovanpå. Gropen är utrustad med tekniska strukturer för avlägsnande av flytande och gasformiga produkter från avfallsnedbrytning. Brunnar, rör läggs i gropens kropp, pumputrustning är installerad. Den resulterande gasen överförs genom rörledningar till kraftverk, pannhus, ugnar, mikroturbiner etc.

Under de första 2-3 månaderna kommer främst CO 2 ut ur den stängda gropen med sopor . Då börjar utsläppet av fullfjädrad deponigas, som varar upp till 30-70 år. Efter 25 år börjar metanproduktionen sakta minska. Efter att gasproduktionen upphört kan den yta som upptas av gropen återanvändas för återanvändning och bearbetning av kommunalt avfall.

I USA pågår forskning och utveckling av ny teknik, vars tillämpning kommer att minska tiden för en deponi att nå ett inert sista utvecklingsstadium till endast 10 eller till och med 5 år.

Den är tänkt att använda denna teknik vid bearbetning av avfall på den största soptippen i Latinamerika  - Bordeaux Poniente . Myndigheterna i staden Mexiko avser att tilldela ett område för byggandet av en grundgrop i den sydöstra delen av staden.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Grundläggande information om biogas Arkiverad från originalet den 6 januari 2010. , www.kolumbus.fi, hämtad 2.11.07
  2. ↑ Ilja Ferapontov. Skräpets kemiska liv . nplus1.ru . Hämtad 23 januari 2022. Arkiverad från originalet 5 juni 2020.
  3. ↑ Matthew R. AllenAlan BraithwaiteChris C. Hills. Spåra organiska föreningar i deponigas på sju brittiska avfallsanläggningar // Environ. sci. Technol.19973141054-1061 . Hämtad 27 september 2019. Arkiverad från originalet 27 september 2019.
  4. ↑ Projekt för återvinning av deponin för fast avfall i Kuchino i stadsdelen Balashikha, bilaga 12
  5. ↑ Källa . Hämtad 25 augusti 2014. Arkiverad från originalet 26 augusti 2014.
  6. ↑ http://www.ec.gc.ca/gdd-mw/default.asp?lang=En&n=6F92E701-1 Arkiverad 12 mars 2013 på Wayback Machine Utsläppen från kanadensiska deponier står för 20 % av de nationella metanutsläppen.

Länkar