Hulladéklerakó gáz

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt hozzászólók, és jelentősen eltérhet a 2014. augusztus 27-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzéshez 21 szerkesztés szükséges .

A hulladéklerakókból származó depóniagáz  a szerves hulladék ( élelmiszer-hulladék , papír, karton stb.) anaerob lebontásából származó biogáz .

Összetétel

A száraz biogáz hozzávetőleges összetétele (a vízgőz kivételével) [1]
Anyag %
Metán , CH 4 50–75
Szén - dioxid , CO2 25–50
Nitrogén , N2 0–10
Hidrogén -szulfid , H2S 0–3
Oxigén , O2 0–2
Hidrogén , H2 0–1

A szemét lebomlása két nagy családba tartozó baktériumok hatására megy végbe : az acidogének és a metanogének . Az acidogének a hulladék elsődleges bomlását okozzák illékony karbonsavakra, a metanogének pedig az illékony karbonsavakat metánná CH 4 -é és szén-dioxid CO 2 -dá dolgozzák fel . Ezenkívül a hidrogént a szén-dioxid abszorbeálja ugyanazon metán képződésével:

Ennek eredményeként a depóniagáz körülbelül 50-75% metán CH 4 -ből, 25-50% CO 2 -ból és nitrogén-, hidrogén-szulfid- és szerves anyagok szennyeződéseiből áll. Az Egyesült Királyságban 1997-ben 7 hulladéklerakó területén végzett vizsgálat során körülbelül 140 anyagot találtak, köztük alkánokat, aromás szénhidrogéneket, cikloalkánokat, terpéneket, alkoholokat és ketonokat, klórvegyületeket [2] [3] . A Kuchino MSW hulladéklerakó 2017-es felmérése során az izomerek kivételével mintegy 160 szerves vegyületet azonosítottak. [négy]

Sokszög evolúció

A hulladéklerakók egyik jellegzetessége heterogenitásuk. A települési hulladék átlagosan 75%-a biológiailag lebomló szerves anyag. A hulladékban lévő anyagok bomlási sebessége jelentősen eltér. Az élelmiszer-hulladék gyorsan lebomlik. A kerti hulladék az 5 éves átlagos felezési idejű csoportba tartozik. A papír, karton, fa, textilhulladék lassan bomlik le (bomlási idő - 15 év). A műanyag és a gumi azonban nem bomlik le.

Az elhalt szerves anyagok bomlási folyamatokon mennek keresztül. A mikroorganizmusok hatására aerob lebomlás megy végbe, amely addig tart, amíg oxigén van a környezetben . A bomlás végterméke gázkeverék, amely főleg szén-dioxidból és metánból áll különböző arányban. Az erjesztési folyamat után a maradék szerves massza nagyon lassan átalakul. A rendszer eléri a stabilizáció állapotát; ez a karbonizációs folyamat kezdete .

A sokszög stabilizálása a gázfejlődés vége. A metán képződése anaerob környezetben kezdődik. A folyamatot okozó mikroorganizmusok összességét a tápláléklánchoz kapcsolódó különféle fajok dinamikus együttélése jellemzi:

Azt találták, hogy metán nem csak hidrogénből és szén-dioxidból, hanem formiátokból , metanolból és metil -aminokból is képződhet .

Alkalmazás

A depóniagázt a légszennyezés megelőzésére gyűjtik össze (a metánnak emellett erős üvegházhatása is van), és tüzelőanyagként használják fel villamos energia, hő vagy gőz előállításához, vagy járművek üzemanyagaként .

Az Egyesült Államokban (2004) működő 6000 hulladéklerakó közül körülbelül 360 gyűjti és hasznosítja a hulladéklerakó-gázt. A metán kereskedelmi célú kitermelése további 600 lerakóhelyen lehetséges. Az ebből a gázból előállított villamos energia 1 millió háztartás ellátására lesz elegendő. Az Egyesült Államok 2025-ig évi 29 milliárd kWh villamos energiát kíván előállítani háztartási hulladékból és hulladéklerakó-gázból.

2002-ben Európában 750, a világon összesen 1152 telephely volt depóniagáz előállítására , a teljes energiatermelő kapacitás 3929 MW, a feldolgozott hulladék mennyisége 4548 millió tonna.

Ökológia

A metán potenciális hatása a globális klímaváltozásra 23-25-ször nagyobb [5] , mint a CO 2 -é, így a metán megkötése  a globális felmelegedés megelőzésének egyik fontos módja.

A kanadai hulladéklerakók az üvegházhatást okozó gáz metánjának 20%-át bocsátják ki nemzeti szinten [6] A kanadai szervezett hulladéklerakók évente 3,7 millió tonnával csökkentik az üvegházhatású gázok kibocsátását .

Egy tipikus 4 MW-os hulladéklerakó gázprojekt 45 000 autóénak megfelelő mértékben csökkenti az üvegházhatású gázok kibocsátását . Ennek a gázmennyiségnek az elnyeléséhez erdőt kell telepíteni 60 000 hektáron . A projekt által megtermelt energia évente 500 000 hordó olajat takarít meg .

Az EPA (US Environmental Protection Agency) szerint 2006- ban az Egyesült Államokban a hulladéklerakókból származó gázok elkülönítése megakadályozta, hogy 20 millió tonna üvegházhatást okozó gáz CO 2 -egyenértékben kerüljön a légkörbe . Ez nagyjából 14 millió autó károsanyag-kibocsátásának felel meg. Ennyi CO 2 megkötéséhez 20 millió hektár erdő telepítésére lenne szükség. A depóniagáz 2006-os hasznosításával az Egyesült Államok 169 millió hordó olajat takarított meg.

Történelem

Kaliforniában ( USA ) 1937 - ben nyitották meg az első modern, speciális mérnöki szerkezeteket használó szeméttelepet . A depóniagáz kutatása és felhasználása az Egyesült Államokban felerősödött a szilárd hulladékok ártalmatlanításáról szóló törvény 1965 -ös elfogadása után.

Az angol "lerakó" ( rus. landfill ) kifejezés csak az 50 -es években honosodott meg . Ezt megelőzően a szaniter töltet , szaniter-feltöltés és szaniter hulladéklerakó kifejezéseket használták . A 70-es évek olajválsága idején felgyorsult a depóniagáz hasznosítás . 1980- tól kezdődően az Egyesült Államok kormánya adókedvezményeket kezdett nyújtani a hulladéklerakók gáztermelőinek. 1984 végére 41 hulladéklerakó gázos hőerőmű működött az Egyesült Államokban .

Az előállítás módja

Az építés első szakaszában egy fogadótartályt (gödör) hoznak létre, amelyet 10-20 éves használatra terveztek. A gödör aljára 1 méter vastag agyagréteget (vagy polietilén fóliát ) helyeznek, hogy megakadályozzák a szennyezett víz behatolását a talajba. Az építési folyamat során a szemetet részletekben szállítják a gödörbe speciális cellákba, amelyek megfelelnek a hulladéklerakó napi beérkezési arányának. Minden ilyen 2-4 méter magas cellát agyaggal szigetelnek az előző és a későbbiekből.

A gödör szeméttel való feltöltése után „tetővel” borítják - agyaggal, fóliával, földdel borítják, a tetejére füvet ültetnek. A gödör mérnöki szerkezetekkel van felszerelve a hulladékok bomlásából származó folyékony és gáznemű termékek eltávolítására. A gödör testébe kutakat, csöveket helyeznek el, szivattyúberendezéseket szerelnek fel. A keletkező gázt csővezetékeken keresztül erőművekbe, kazánházakba, kemencékbe, mikroturbinákba stb.

Az első 2-3 hónapban főként CO 2 kerül ki a zárt gödörből szeméttel . Ezután megkezdődik a teljes értékű depóniagáz kibocsátása, amely akár 30-70 évig is tart. 25 év után a metántermelés lassan csökkenni kezd. A gáztermelés leállítása után a gödör által elfoglalt terület újra felhasználható kommunális hulladék újrahasznosítására és feldolgozására.

Az Egyesült Államokban olyan új technológiák kutatása és fejlesztése folyik, amelyek alkalmazásával mindössze 10, de akár 5 évre is lerövidül az idő, amíg egy hulladéklerakó eléri a fejlődés inert végső szakaszát.

Ezt a technológiát a legnagyobb latin-amerikai hulladéklerakóban  , a Bordeaux Poniente -ben kívánják felhasználni . Mexikó város hatóságai a város délkeleti részén kívánnak területet elkülöníteni egy alapozógödör építésére.

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Alapvető információk a biogázról Archiválva az eredetiből 2010. január 6-án. , www.kolumbus.fi, letöltve 07.11.2
  2. ↑ Ilja Ferapontov. A szemét kémiai élete . nplus1.ru . Letöltve: 2022. január 23. Az eredetiből archiválva : 2020. június 5.
  3. ↑ Matthew R. AllenAlan BraithwaiteChris C. Hills. Szerves vegyületek nyoma a hulladéklerakó-gázban az Egyesült Királyság hét hulladéklerakó helyén // Environ. sci. Technol.19973141054-1061 . Letöltve: 2019. szeptember 27. Az eredetiből archiválva : 2019. szeptember 27.
  4. ↑ Projekt a Kuchino szilárdhulladék-lerakó rekultivációjára a Balasikha városi körzetben, 12. függelék
  5. ↑ Forrás . Letöltve: 2014. augusztus 25. Az eredetiből archiválva : 2014. augusztus 26..
  6. ↑ http://www.ec.gc.ca/gdd-mw/default.asp?lang=En&n=6F92E701-1 Archiválva : 2013. március 12., a Wayback Machine A kanadai hulladéklerakókból származó kibocsátások a nemzeti metánkibocsátás 20%-át teszik ki.

Linkek