Industry related topics
Wiele osób słyszy słowo „ścieki” i myśli tylko o brudnej, nieprzyjemnej kałuży. W rzeczywistości ścieki są czymś więcej niż tym: zawierają różne bakterie, grzyby, pasożyty i wirusy, które niekorzystnie wpływają na zdrowie indywidualne i publiczne. E-coli, salmonella, dur brzuszny, glisty i wirusowe zapalenie wątroby (typu A i B) to niektóre z organizmów występujących w ściekach. Choć brzmi to jak nieodwracalne zło środowiskowe, ścieki w rzeczywistości zawierają coś cennego: biogaz. Zdolność do ekstrakcji dwutlenku węgla (CO₂) i metanu (CH₄) z tego pozornie strasznego produktu ubocznego ma ogromne konsekwencje dla jakości środowiska i oszczędności energii. Wszystko zaczyna się od fermentacji beztlenowej.
Biogaz ze ścieków może zasilać silniki spalinowe, które przekształcają go w energię mechaniczną. Ta dynamika z kolei może napędzać generator do produkcji energii elektrycznej. W ten sposób to, co kiedyś było bezwartościowe, staje się zasobem naturalnym. Biogaz może zasilać jeden pojazd lub cały system transportu publicznego — i obie te rzeczy robi obecnie. Jak wspomniano powyżej, biogaz składa się głównie z dwutlenku węgla i metanu. Zawiera również niewielkie ilości azotu, wodoru i tlenku węgla. Te składniki mogą występować w pryzmach kompostu, bagnach, oborniku zwierzęcym, odchodach dzikich zwierząt itp. Można je również pozyskiwać ze źródeł takich jak ścieki.
Nie wszystkie ścieki są sobie równe — przynajmniej pod względem produkcji biogazu. Ilość ciał stałych w danej objętości wody; pH (kwasowość vs. zasadowość); oraz temperatura – wszystkie te czynniki wpływają na przydatność ścieków do produkcji biogazu. Tak samo jest z tzw. „siłą organiczną” — co jest miernikiem ilości tlenu absorbowanego do rozkładu materii organicznej obecnej w wodzie. Ścieki o niskiej „sile” mogą być efektywniej oczyszczane aerobowo; substrat o wysokiej „sile” — anaerobowo.
Celem beztlenowego oczyszczania ścieków jest zredukowanie ilości osadów do minimum. Woda i osady są deponowane w początkowym zbiorniku, gdzie pozostają przez 10 do 20 dni, podgrzewane do temperatury nieco poniżej 100 stopni Fahrenheita. Nie ma tam tlenu. Ułatwia to transformację zawartej materii organicznej. W kolejnym zbiorniku składniki są przesiewane i rozdzielane: osad opada na dno zbiornika, a woda unosi się powyżej. Zmniejsza to objętość odpadów, które faktycznie będą musiały zostać usunięte. Następnie osad jest zagęszczany i stabilizowany. Wynikiem tej aktywności oczyszczania ścieków jest to, że od 40 do 60 procent stałych substancji organicznych tworzących osad zostaje przekształconych w CH₄ i CO₂. Metan jest najbardziej użytecznym biogazem z oczyszczania ścieków ze względu na swoją zdolność spalania. Z produkcji biogazu z oczyszczania ścieków, ten CH₄ stanowi od 60 do 65 procent.
Zastosowanie technik beztlenowych jest optymalne, gdy „siła organiczna” ścieków jest wyższa. Oznacza to, że w danej objętości ścieków znajduje się więcej materii organicznej. Czasami jest to kwantyfikowane jako ponad 4000 ppm (części na milion). Takie stężenia często występują na przykład w ściekach pochodzących z zakładów przetwórstwa żywności i napojów, podczas gdy te emitowane przez niektóre rafinerie i komunalne oczyszczalnie ścieków mogą mieć stężenia poniżej 1000 ppm i mogą sugerować opcje aerobowe. Pod względem inwestycji, zużycia energii i ilości osadu, fermentacja beztlenowa wypada korzystniej niż aerobowa.
Południowa Oczyszczalnia w Renton, Waszyngton, posiada ogniwo paliwowe, które codziennie przekształca 154 000 stóp sześciennych biogazu w jeden megawat energii elektrycznej. Ta moc wystarcza do zasilenia 1000 gospodarstw domowych. Ponieważ jest wykorzystywana do zasilania samej oczyszczalni, pozwala to Departamentowi Zasobów Naturalnych i Parków Hrabstwa King zaoszczędzić blisko 400 000 USD rocznie. Centralna Agencja Sanitarna Marin zarządza zakładem odzysku zasobów wodnych w San Rafael, CA. Dzięki fermentacji beztlenowej, CMSA produkuje niemal całą własną energię, sprzedając nadwyżki z powrotem do sieci. Ten zakład przetwarza od dziewięciu do trzynastu milionów galonów ścieków dziennie.
Jeśli Twoja placówka odprowadza ścieki, zależy Ci na tym, aby ich zagrożenia zostały ograniczone. Ponadto odniesiesz korzyści, gdy te odpady znajdą praktyczne zastosowanie w wytwarzaniu energii. Branże tak różnorodne jak rolnictwo, farmaceutyka, ropa naftowa, produkcja chemiczna, przemysł wytwórczy i technologia informacyjna muszą w mniejszym lub większym stopniu radzić sobie z produktami ubocznymi. Dzięki fermentacji beztlenowej, te filary współczesnej gospodarki mogą być pewne, że ich ślad środowiskowy jest płytszy – a nawet niewidoczny – dzięki tej zasadzie naukowej. Co więcej, zmniejsza się zależność od paliw kopalnych na rzecz tego, co kiedyś było toksycznym odpadem. Fermentacja beztlenowa obiecuje czystszą przyszłość.
Talk to a specialist
Pytania dotyczące fermentacji beztlenowej w oczyszczalni ścieków?
