Органическая часть твердых коммунальных отходов – отличное сырье для выработки биогаза.
Поставляемые на КПО твердые коммунальные отходы как правило подлежат сортировке, первый этап которой – подача на установку грохота, которая отделяет более мелкие по размеру составляющие отходов. Крупная часть - проходит дальнейшую сортировку, а полученная на грохоте мелкая часть называется хвостами и обычно подлежит захоронению или компостированию. Как показывают различные исследования, органические отходы составляют до 40% от общего объема поставляемых на свалки отходов, и, как правило, хвосты и содержат в своем составе основную долю органики из поставляемых на полигоны отходов.
После захоронения хвостов в теле полигона возникают анаэробные условия, что способствует развитию соответствующей микрофлоры и запуску процесса выработки биогаза в толще отходов внутри полигона. Вырабатываемый свалочный газ: метан, СО2, а также сероводород, аммиак и прочие газы попадают в атмосферу и способствуют глобальному потеплению, а также загрязняют воздух вокруг полигонов.
В то же время, органика хвостов твердых коммунальных отходов весьма разнообразна по своему составу и имеет высокую долю неорганических загрязнителей (упаковка, мусор, песок и т.д.) в связи с чем ее переработка для получения вторичных материальных ресурсов затруднена.
Аэробное компостирование приводит к уменьшению объема захоронения органики и выделению в атмосферу значительного объема углекислого газа при поглощении из атмосферы кислорода, необходимого для процесса. При этом данная технология требует значительных затрат и имеет отрицательный энергетический баланс (в процессе переработки затрачивается энергия, а не выделяется).
Компанией ООО «Трансутилизация» разработана технологическая схема, по которой полученные после грохота линии сортировки хвосты твердых коммунальных отходов могут быть использованы в качестве сырья для выработки биогаза. При этом в закрытых анаэробных резервуарах происходит контролируемый процесс сбраживания. За счет контроля температуры, рН, влажности и других параметров, а также постоянного перемешивания и большей интенсивности процесса, выработка биогаза занимаем гораздо меньше времени, чем требовалось бы в «естественных условиях» толщи полигона, удается получить больший объем биогаза с более высоким содержанием метана.
Отходы могут быть использованы как в качестве моно-сырья (когда брожение проходит лишь на одном субстрате), так и в смеси с другими органическими отходами (отходы ритейла, осадок очистных сооружений, боенские отходы, отходы животноводства и растениеводства и т.д.). Вырабатываемый в процессе брожения биогаз преобразуется в электрическую и тепловую энергию на когенерационных установках. В зависимости от климатических условий и месторасположения установки, на поддержание постоянной температуры будет расходоваться от трети до половины вырабатываемой тепловой энергии. На собственное энергоснабжение станция тратит от 10 до 15% от вырабатываемой в процессе брожения электрической энергии. Излишки электроэнергии могут либо продаваться в общую энергосеть по «зеленому тарифу», либо использоваться для собственного энергоснабжения комплекса по переработке отходов.
Подобная технология работы внедрена ООО «Трансутилизация» на КПО «Тимохово», а текущий лабораторный эксперимент подтвердил высокую эффективность хвостов ТКО, отобранных из другого источника.
Перед загрузкой в бродильные резервуары хвосты ТКО необходимо подготовить – в первую очередь удалить упаковку и прочие посторонние включения. С этой задачей отлично справляются лопастные распаковщики от компании Mavitec.
Полученная органическая масса может либо напрямую подаваться в бродильные резервуары, либо вначале загружаться в буферный подготовительный резервуар. Объем выработки биогаза из полученной смеси составляет до 120 м3/т, т.о. при переработке до 100 тонн хвостов ТКО в сутки, можно получить до 30 000 кВтч электрической и 32 000 кВтч тепловой энергии.
Принятая Правительством концепция Экономики замкнутого цикла основана на идее максимального использования вторичных материальных ресурсов и идея использования органический отходов в качестве сырья для выработки энергии как ни что другое вписывается в данную концепцию.