Утилизация биогаза

Во все времена люди сталкивались с проблемой, связанной с избавлением от бытовых отходов, применяя для ее решения различные методы. Варианты с прямой механической переработкой отходов или уничтожением их посредством сжигания характеризуются проблематичностью с технологической точки зрения, экологической опасностью и экономической неэффективностью, поэтому большого распространения они так и не получили. В качестве наиболее доминирующего метода обращения с ТБО сегодня выступает размещение и захоронение бытовых отходов на специально освобождающихся для этих целей полигонах и обычных мусоросвалках, куда люди массово свозят все, что им не нужно. Отходы, которые выбрасываются на полигоны, размещенные вблизи населенных пунктов, подвергаются сильному биологическому разложению, характеризующимся выделением биогаза.

Сбор и утилизация метана является наиболее эффективным методом сокращения его выброса в окружающую среду с полигонов ТБО. Процесс извлечения биогаза для предотвращения экологических проблем, взрывов и пожаров во многих странах начался в 80-ых годах 20-го столетия. После этого огромное распространение получило применение биогаза в энергетических целях. В связи с осуществлением проектов, связанных с регенерацией энергии биогаза, в частности, сокращаются выбросы парниковых газов и веществ, которые загрязняют атмосферу. Это имеет положительное влияние на качество воздуха и уменьшает потенциальные риски для человеческого здоровья. Возможности для увеличения области использования энергии биогаза являются значительными в международном масштабе.

Экстракция и утилизация биогаза на полигонах ТБО

Схема экстрадиции биогаза на полигонах ТБО, как правило, является следующей: сначала производится соединение сети вертикальных газодренажных скважин газопроводными линиями, в которых компрессорное оборудование создает разрежение нужное для транспортировки биогаза до точки применения. Монтаж установки по сбору и утилизации биогаза осуществляется на специальной площадке, которая выходит за пределы свалочного тела.

Каждая скважина осуществляет дренаж определенного блока ТБО, который условно имеет цилиндрическую форму. Устойчивые характеристики работы скважины обеспечиваются при превышении ее дебита повторно образующегося биогаза. Произведение оценки газопродуктивности существующей толщи ТБО осуществляется при предварительных полевых газо-геохимических исследованиях.
Осуществление сооружения газодренажной системы может производиться не только целиком на всей территории полигона ТБО по завершению его эксплуатации, но также и на определенных его участках согласно с очередностью их загрузки. Следует при этом учитывать, что добыча биогаза требует использования свалочных тел, мощность которых должна превышать 10 м. Также желательно, чтобы территория полигона ТБО, где планируется построить систему сбора и утилизации биогаза, была перекрыта грунтовым слоем мощностью 30-40 см и более, то есть, чтобы она была рекультивирована.

Утилизация биогаза

Мировая практика использует определенные методы утилизации биогаза:
• факельное сжигание, с помощью которого устраняются плохие запахи и снижается пожароопасность на территории полигона ТБО, без использования энергетического потенциала биогаза в целях хозяйственного предназначения;
• метод прямого сжигания биогаза для производства энергии тепла;
• применение биогаза как топлива для двигателей, работающих на газу, для получения электрической и тепловой энергии;
• метод использования биогаза как топлива для газовых турбин с целью получения электроэнергии и тепла;
• вариант, при котором метан в биогазе доводится по своему содержанию до 94-95%, и в дальнейшем используется в общих газовых сетях.

На целесообразность использования определенного варианта утилизации биогаза влияют конкретные условия хозяйственной деятельности, осуществляемой на полигоне ТБО. При определении целесообразности учитывается наличие платежеспособного потребителя носителей энергии, которые были получены на основе применения биогаза. Стимулирование данного процесса в большинстве развитых государств осуществляется через принятие специальных законов. В частности, во многих европейских странах и Соединенных Штатах существуют законные нормы, которые обязывают потребителей приобретать альтернативную энергию. Более того, стоимость такого вида энергии определена нормативно и, как правило, она в 2-2,5 раза превышает стоимость энергии, которая произведена на основе природного газа, нефтепродуктов и иных традиционных энергоносителей.
В связи с отсутствием такой нормативно-правовой основы в Российской Федерации, появляются большие трудности, относящиеся к сбыту энергии, которая получена из биогаза. Поэтому данная технология не набрала широкого распространения в нашей стране. В этих условиях применение биогаза для удовлетворения потребностей локального потребителя или полигона ТБО представляет собой наиболее реалистичный метод.