WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 36 |

«The sediment of the waste and drinking waters: problems and decisive Dnepropetrovsk 2014 УДК 628.1.033:628.336 ББК 31.294 Д 64 Рецензенты: д-р техн. наук., проф. ...»

-- [ Страница 5 ] --

Закон Украины №1391-VI “Про альтернативні види палива” предоставляет стимулирование в виде освобождения от обстоятельств по ввозной пошлине на оборудование для производства альтернативной энергии из биомассы, а также освобождение от обязательств по выплате налога на прибыль и НДС на срок до 2020г. Эти занодательные акты существенно могут стимулировать использование биогаза.

Вопросы утилизации осадков сточных вод городских очистных сооружений чрезвычайно актуальны для Украины, как с этической точки зрения, так и с позиций рационального использования земель, ранее отводимых под захоронение осадков.

Продукты переработки осадка можно использовать в качестве: удобрений, источника энергии (выработка биогаза), сырья для производства керамзита и др.

Поэтому в настоящее время необходимость дальнейших исследований в этом направлении представляет несомненную ценность.

Эффективность работы метентенков, а в последнее время и боиреакторов, в значительной степени определяет обще затраты на обработку и утилизацию осадка.

Поскольку органически загрязнения трансформируются в биогаз, реконструкция и наладка работы метантенков дает двойную экономию: во-первых, за счёт получения биогаза, во-вторых, за счёт сокращения количества осадка, надлежащего дальнейшей обработке и утилизации.

До развала работы метантенков на многих станциях Украины биогаз направлялся в котельную для сжигания с целью выработки пара, используемого для подогрева осадка, подаваемого в метантенк. В летний период количество вырабатываемого биогаза обычно превысят технологические потребности очистных сооружений. Это может позволить перейти к следующему этапу утилизации биогаза на газопоршневых двигателях, приводящих в движение генераторы, вырабатывающих электроэнергию позволяющие дополнительно получать тепло. [15] В последнее десятилетие широко развивается во всем мире экологически чистые мини – ТЭС, работающие на возобновляемом источнике энергии – биогазе, что очень важно для Украины, в связи с сокращением запасов топлива и проблемой глобального потребления. В ряде стран Европы (Германии и др.) по законодательству предоставляется значительные льготы предприятиям, использующим для выработки электроэнергии топливо на основе биогаза. Такая технология является общепринятой практически на всех зарубежных очистных сооружениях, вырабатывающих биогаз в метантенках (реакторах). Автономная выработка электроэнергии на очистных сооружениях имеет большое значение для повышения надежности их энергоснабжения. [15] Двигатели мимни - ТЕС (например, австрийского концерна «EVN») предусмотрены для смешанного режима работы: биогаз – природный газ. Биогаз не отвечает требованиям, предъявляемым к топливу, подаваемому на двигатели внутреннего сгорания. Поэтому он должен быть очищен от сероводорода и соединений кремния (силоксанов), а также осушен. Мини ТЕС обеспечит, ектроенергией 50% основных технологических потребителей на станции и будет работать параллельно сетями энергоснабжающих организаций.

Также мини-ТЭС обеспечит 30% потребностей станции в тепловой энергии и прекратит выброс в атмосферу парниковых газов (метана и диоксида углерода).

Анаэробная переработка муниципальных сточных вод стала привлекать внимание после успешного использования в 1980 г. анаэробного процесса в UASBреакторе (Upflow anaerobic sludge blanket) для очистки концентрированных промышленных сточных вод при мезофильной температуре [16]. Тогда были выявлены следующие отличия анаэробного процесса от аэробного: длительный пусковой период; необходимость доочистки от азота и фосфора; низкое образование избыточного ила (5-20%); небольшой объем реактора, низкая потребность в биогенах;

углеродный баланс - 95-процентная конверсия в биогаз; энергетический баланс — преобразование 90% энергии в метан, 3-5% тепловые потери, 5-7% - потребление для роста биомассы.

Особенности анаэробного - процесса: высокая концентрация биомассы в реакторе; образование структурированных многоклеточных агрегатов в форме гранул или плотного ила, состоящих из различных групп микроорганизмов, обеспечивающих конверсию органических веществ, в основном в метан;

стабильность процесса при изменении исходного состава сточных вод; возможность работы при высоких нагрузках по органическим веществам. Кроме этого, расходы на строительство и монтаж, а также эксплуатационные затраты в случае анаэробного процесса оказались ниже, чем традиционного аэробного, вследствие минимальной потребности в обслуживании и контроле. Практически, при соответствующих внешних условиях, процесс являлся саморегулирущимся [17].

В начале 1980-х годов анаэробный процесс для очистки муниципальных сточных вод был реализован в Бразилии, Мексике, Колумбии, Кубе, Уругвае, Египте, Индии [18]. Первые результаты были довольно противоречивыми. Во многих случаях не достигались требуемые показатели очистки, возникали неприятные запахи.

Причина заключалась в довольно сложном составе, хотя и относительно разбавленных, муниципальных сточных вод, содержащих значительное количество взвешенных веществ, а также жиров, протеинов, моющих средств. В этих условиях не достигалось требуемое снижение ХПК, в связи с чем возникала потребность в доочистке. Из-за низкого содержания органических веществ получение метана было заметно ниже, чем при очистке промышленных сточных вод. В результате энергетический баланс процесса становился благоприятным только при отсутствии нагрева, что оказывалось возможным в тропических регионах при температуре окружающего воздуха не ниже 20 °С.



К интенсивным исследованиям по адаптации анаэробного процесса в разных странах приступили в начале 2000-х годов. Были предложены несколько вариантов конструктивного оформления анаэробных реакторов и найдены решения, обеспечивающие получение хороших результатов при низкой температуре без доочистки [17-19]. В настоящее время анаэробный процесс имеет много шансов стать в близкой перспективе основным при очистке муниципальных сточных вод и принципиально изменить ситуацию с энергопотреблением.

Из числа последних разработок в области анаэробной обработки следует отметить анаэробный мембранный биореактор с псевдоожиженным слоем AFMBRреактор (Anaerobic fluidized membrane bioreactor) [19]. B AFMBR-реакторе содержится гранулированный активированный уголь, являющийся носителем биопленки и поддерживаемый во взвешенном состоянии восходящим потоком жидкой фазы (сточных вод). В реактор помещена мембрана, причем движение псевдоожиженного слоя гранулированного угля предотвращает ее загрязнение. За счет организации эффективного массопереноса, высокой концентрации активных микроорганизмов и отсутствия их вымывания в AFMBR-реакторе процесс анаэробной очистки низкоконцентрированных сточных вод может завершаться за период времени от минут до нескольких часов. В проведенных опытах по обработке сточных вод, содержащих ХПК на уровне 500 мг/л, при времени пребывания в реакторе 5 часов энергозатраты составили 0,058 кВт•ч/м3, что в 10 раз меньше, чем в традиционном мембранном биореакторе. Энергозатраты на аэрацию фильтрата воздухом для отгонки метана составили 0,05 кВт•ч/м3. Остаточное содержание ХПК и взвешенных веществ составило 7 и 1 мг/л соответственно.

Согласно выполненным оценкам, в полностью анаэробном процессе образуется в два раза больше метана в сравнении с традиционным анаэробным процессом. При этом количество получаемой энергии существенно превосходит энергозатраты собственно анаэробного процесса.

На рисунке 2 представлена схема анаэробной обработки муниципальных сточных вод с получением электрической и тепловой энергии в системе когенерации.

Осадок из традиционного первичного отстойника поступает на анаэробное сбраживание. Образующийся метан направляется в систему когенерации.

Осветленная сточная вода поступает на вторичную обработку в анаэробный реактор.

Получаемый в этом реакторе метан также направляется в систему когенерации, а фильтрат поступает на аэрацию воздухом для отгонки метана в систему когенерации [20] Технология использования микробных топливных элементов (МТЭ) начала развиваться в 1960-х годах в рамках космической программы США (для переработки отходов в космических полетах). С тех пор сфера применения МТЭ значительно расширилась. В условиях дефицита энергообеспечения МТЭ могут оказаться весьма перспективными устройствами, тем более, когда субстратом для их работы становятся сточные воды. В этом случае производство электроэнергии сопровождается биодеградацией органической составляющей сточных вод [20,19].

В МТЭ микробы используются для генерирования электроэнергии из биохимической энергии, вырабатываемой при метаболизме органического субстрата.

МТЭ состоит из анода и катода, соединенных внешней электрической цепью и разделенных протонообменной мембраной. В анодном пространстве при деградации органического субстрата микробами выделяются электроны и протоны. Протоны перемещаются в катодное пространство через мембрану. Электроны при отсутствии в анодном пространств акцептора электронов перемещаются к аноду и далее по внешней электрической цепи к катоду. В катодное пространство для замыкания цепи подается акцептор электронов, например кислород.

Рисунок 2. Схема анаэробной обработки муниципальных сточных вод с получением электрической и тепловой энергии в системе По сравнению с начальным этапом разработок плотность тока, получаемая в МТЭ, увеличилась в 10 тыс. раз. Тем не менее, в настоящее время МТЭ не вышли за пределы лабораторий. Реально достигаемая плотность мощности в большинстве случаев ниже 1 кВт/м3 (для реактора объемом более 1 л), что не позволяет пока рассматривать варианты промышленной реализации данной технологии для извлечения энергии из органического субстрата.

Существует целый ряд проблем, сдерживающих использование МТЭ. Это высокая стоимость мембран и возможность их загрязнения при работе с реальными сточными водами, значительные затраты, связанные с катализаторами из благородных металлов, необходимых при изготовлении платинированного катода.

Серьезным препятствием также является длительный период запуска (от 4 до суток), зависящий от конструктивных особенностей, условий эксплуатации, но, в первую очередь, от типа используемого субстрата. В целом извлечение энергии из органического субстрата в МТЭ является более высоким, чем в анаэробном процессе.

Однако на сегодняшний день о подобных результатах можно говорить только в случае субстрата простого состава с высоким содержанием органических веществ. С учетом современного уровня разработок, по оценкам, затраты на реализацию переработки муниципальных сточных вод, основанной на МТЭ, будут в 800 раз больше, чем в случае анаэробного процесса.

Тем не менее, появились сообщения о достижении плотности мощности 2, кВт/м3. В КНР разработан биоэлектрохимический мембранный реактор, совмещающий преимущества мембранного биореактора и МТЭ. Здесь обеспечивается снижение ХПК и содержания аммиачного азота в сточных водах на 92,4 и 95,6% соответственно. При этом в оптимальных условиях достигается плотность мощности 4,35 кВт/м3. Сообщается о первом крупномасштабном использовании МТЭ. В любом случае заслуживает внимания количество публикаций, посвященных МТЭ, в зарубежной научно-технической периодике, а также тенденция роста исследований в этой области в США, Японии, КНР, странах Европы.

Трудно представить более актуальную в наше время проблематику, нежели повышение энергоэффективности производственных предприятий, в данном случае очистных сооружений канализации. При этом зарубежные авторы, с учетом энергетического потенцила сточных вод, считают реальным пройти путь от снижения энергопотребления при очистке до энергогенерации в процессе переработки сточных вод.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 36 |
 

Похожие работы:

«ТРАДИЦИОННЫЕ ЗНАНИЯ В ОБЛАСТИ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ И ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ Душанбе, 2006 Информационный сборник публикуется в рамках проекта Мобилизация общин в Центральной Азии: внедрение устойчивого управления земельными ресурсами на уровне общин и наращивание потенциала местного населения при поддержке Регионального Центра ПРООН в Братиславе и Программы Глобального Механизма Конвенции по Борьбе с Опустыниванием (КБО). Данный информационный бюллетень разработан и издан неправительственной организацией...»

«Лекция 1. Предмет, содержание и задачи экономического анализа Предмет экономического анализа, объект анализа, содержание и задачи анализа. Принципы экономического анализа. Виды анализа, классификация видов экономического анализа. Каждая наука имеет свой предмет исследования, который она изучает с соответствующей целью присущими ей методами. Нет предмета исследования - нет и науки. Философия под предметом любой науки (включая и экономический анализ) понимает какуюто часть или сторону объективной...»

«ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ АТОМНОЙ СТАНЦИИ С ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫМ ЭНЕРГОБЛОКОМ МОЩНОСТЬЮ 100 МВТ С РЕАКТОРНОЙ УСТАНОВКОЙ НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ СО СВИНЦОВО-ВИСМУТОВЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ Книга 1 2012 ОБЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ Книга 1 1 Общие сведения 2 Краткие сведения об объекте 3 Оценка современного состояния окружающей среды Книга 2 4 Структура землепользования территории 5 Социально-экономическая и санитарно-эпидемиологическая характеристика Книга 3 6 Прогноз воздействия АЭС на окружающую среду...»

«Сергей Алексеев Россия: мы и мир Не (и)щите камн(ей) (на) дне росы (и) не п(о)днимайте, ибо камни л(е)гки в в(о)де и не (подъ)емны (на) (по)верхн(ости), а (по)влекут (на) дно с г(о)л(о)вой. Дабы (о)чисти(ть) росы, затвори(те), в(о)ду п(у)стит(е) (на) нивы. И (об)нажат(ся) камни и (прочие) (на)носы. И буд(ет) труд тяж(ел), (но) благ(о)дарен. Предположительно, текст наставления из Весты, XXV—XXIII тысячелетие до н.э. Кто мы ныне? Наставление по очистке рос пригодно не только для наших...»

«Предложения, идеи, вопросы или Прежде, чем мы начнем, хочу сказать спасибо за то что читаете эту замечания присылайте мне. Любое ваше книгу. Я старался написать что то действительно полезное. Я также письмо или сообщение на мыло для меня настоятельно рекомендую Вам почитать и другие источники. Каждый автор очень важно. выбирает свой подход или свой стиль, однако каждый должен продолжать Адрес: черпать информацию из других источников, постоянно расширяя свои Martin Koch, Hartbergerstrasse 22,...»

«Фонды местных сообществ в России Электронный ресурс URL: http://www.civisbook.ru/files/File/fms_in_Russia.pdf Перепечатка с сайта НИУ-ВШЭ http://www.hse.ru УДК 334.012.46 ББК 65.278 М52 Мерсиянова, И. В. Фонды местных сообществ в России [Текст] / И. В. Мерсиянова, М52 И. И. Солодова ; Гос. ун-т — Высшая школа экономики. — М.: Изд. дом Гос. ун-та — Высшей школы экономики, 2009. — 154, [2] с. — (Сер. Мониторинг гражданского общества. Вып. IV). — 1000 экз. — ISBN 978-5-7598-0704-9 (в обл.)....»

«1 Гаджиев К.С. Политология Учебник для высших учебных заведений. Допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений Москва Логос, 2001 Рецензенты: Доктора политических наук В.Н.Дахин (Российская академия государственной службы при Президенте Российской Федерации), Г.В.Каменская (Институт мировой экономики и международных отношений РАН) Гаджиев К.С. Политология: Учебник для высших учебных заведений. – М.: Логос, 2001.– 488 с....»

«факультет географии и геоэкологии русское географическое общество кафедра Юнеско проблемы устойчивого развития горных территорий Материалы Дня науки, 22 апреля 2010 г. Проблемы устойчивого развития горных территорий (Материалы Дня науки, 22 апреля 2010 г.); Сев.-Осет. гос. ун-т им. К.Л. Хетагурова. Владикавказ: Изд-во СОГУ, 2010. – 88 с. Редакционная коллегия: Магометов А.А., докт. ист. наук, проф., член-корр. РАО (отв. ред.), Макоев Х.Х., канд. геогр. наук, доц., Хацаева Ф.М., канд. геогр....»

«Энциклопедия экономических афоризмов: от древности до современности под общ.ред. В.и. Масальского (издательский проект Межрегиональной общественной организации казацкая Громада) донецк - 2008  В.В. Лаврик ББк 65я9 Э 68 Энциклопедия экономических афоризмов: от древности до современности / Под общ.ред. В.И. Масальского.-Донецк: Новый Мир, 2008.-400с. ISBN 966-108-18-7 Научно-популярное справочное издание, содержащее систематизированный сборник афоризмов–изречений, выражающих в лаконичной форме...»

«ПРЕДСЕДАТЕЛь КОМИССИИ СОВЕТА ФЕДЕРАЦИИ ПО жИЛИЩНОЙ ПОЛИТИКЕ И жИЛИЩНО-КОММУНАЛьНОМУ ХОЗЯЙСТВУ Олег Михайлович Толкачёв Постановка проблемы Мир переживает смену экономической формации: от индустриального общества к постиндустриальному через мировой экономический и цивилизационный кризис. Выбор России – кардинальное изменение вектора развития экономики, стремительный рывок к постиндустриальному, информационному обществу. В противном случае – неизбежная деградация с возрастающими рисками развала...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.