Anaerobic Digesters和BioGAS信息

我们都熟悉啤酒花和水果发酵生产酒精饮料的过程,这是我们已经做了几千年的事情,涉及厌氧消化。然而,直到最近40年,我们才开始认真研究从废物中产生沼气这种有价值的燃料的方法。

这是一种过程,它在地球周围自然发生,特别是在旧垃圾填埋场,并且可以生产诸如甲烷气体的副产品。事实上,从废物创造的易燃气体的第一次发现与17一样远TH.但直到最近,研究和发展才使更大规模地利用这种潜力成为可能。

什么是厌氧消化?

作为一个物种,我们产生了大量的有机废物,而在过去,这些废物可能直接被送到污水处理场或被扔进垃圾填埋场。我们越来越多地试图找到更好地利用这些废物和生产有价值的资源的方法,以帮助我们减少碳足迹。

厌氧意味着没有氧气。在这种过程中,密封血管中的细菌开始消耗生产两件事的废物。第一种是生物肥料,营养素高,受到农业产业的高度重视。第二,也许是可再生能源的最重要的担忧,是沼气如果产量足够大,足够清洁,就可以为家庭和工业提供电力。

厌氧消化产生的沼气主要由甲烷和二氧化碳组成。今年3月,世界上最大的发电厂之一在芬兰投入使用,每年生产50千瓦时的沼气。在英国,我们已经落后了,但现在有一个越来越多的运动认为厌氧消化和沼气生产可以对我们的能源生产产生巨大的影响。

厌氧消化和沼气的历史

有一些证据表明,沼气被用来在亚述中加热水,远回到600bc,但直到1776年,废物量与产生的气体的连接是由count alessandro volta发现的。

科学家包括罗伯特•博伊尔斯蒂芬·黑尔斯(Stephen hale)是最早注意到溪流和河流中令人不安的沉积物有时会导致气体释放的人之一。1808年,汉弗莱·戴维爵士在研究牛粪时再次强调了腐烂物质可以产生甲烷的事实,但19世纪中期,第一个厌氧消化池最初是在印度的一个麻风病人隔离区建成的。在英国,直到本世纪末,第一座核电站才在埃克塞特建成。

1907年Karl Imhoff专利了最初设计用于处理污水的厌氧消化器。最初是印度和中国等国家开发了厌氧消化,肯定超过了西方,主要是在污水处理中。在20世纪70年代初,中国被认为拥有多达600万厌氧消化器。

随着燃料价格的上涨,以及寻找解决方案的需要,像英国这样的国家在能源上更加独立,更多的资源被投入到开发这种生产沼气的方法上。尽管增长最快的是基于农场的厌氧消化器,主要是因为化肥的副产品,但在欧洲和现在的英国,已经建造了大量的大型厌氧消化器。

到2012年,英国有78个沼气装置(在水资源外面),并在关税的饲料中策划了数百人。可再生热激励

厌氧挖掘机如何工作?

厌氧消化在一个密闭的容器中进行,涉及到各种微生物,包括帮助酸形成的微生物和产生甲烷的微生物。这在很大程度上取决于为这一过程创造合适的条件,而微生物往往需要一段时间才能站稳脚跟。

基本上,厌氧消化有四个不同的阶段,将废物分解成更小和更小的组件:

  • 水解例如废物是由碳水化合物和蛋白质等复杂物质组成的。细菌把这些废物分解成更简单的分子,例如,把复杂的碳水化合物变成简单的糖。
  • 酸性发生:废物进一步分解生产醇和脂肪酸,以及副产物,如二氧化碳和氨。
  • 丙酮化:醇类和脂肪酸的转化幅度稍大,产生氢、二氧化碳和醋酸。
  • 甲烷生成:在产甲烷的古菌的作用下,氢和醋酸被转化成甲烷和二氧化碳。

这个过程可能需要几周或几个月才能完成,到最后我们只剩下几个产品:甲烷、二氧化碳、水和消化系统或有机物质。产生的沼气可以用于多种用途,包括加热和发电。消化后的食物营养丰富,可以用来制作肥料,最近还可以用来制作建筑材料。

AD取决于温度,通常有两种不同的过程用于产生沼气:

  • 中温消化通常发生在20 - 40°C之间,是一个缓慢的过程,能更好地促进细菌的生长。
  • 嗜热消化发生在更高的温度 - 在50至65°C之间 - 这适于更快,但对细菌不是如此。

Anaerobic消化的好处

虽然我们仍处于厌氧消化器全面开发的早期阶段,但他们的潜力被认为对英国的能源未来很重要。根据厌氧消化与生物资源协会(ADBA):

“广告工厂可以将这些垃圾转化为英国国内10%的天然气,而不是燃烧或送往垃圾填埋场,这意味着更少的垃圾填埋场,稳定的能源价格,更少的二氧化碳排放,甚至为全国的家庭、企业、农场和议会节省资金。”

关于广告的好处的一些数字可能会让你感到惊讶:

  • 我们在英国生产大量甲烷,近16%来自我们的牲畜来自粪便。使用广告的简单变化可能意味着最多三分之一的释放到大气中可以进行调配,显着降低了我们的碳足迹。
  • 现在,地方议会定期将食物垃圾送往厌氧消化池,而不是扔进垃圾填埋场,减少了二氧化碳排放。事实上,如果我们不把食物和其他可降解垃圾全部填埋,我们每年可以节省3亿英镑。
  • 在某些情况下,专门用于广告目的的农作物实际上更有效,更好地为土地。
  • AD正在帮助以更低的碳足迹提供大量的电力。
  • 如果我们效仿奥斯陆,他们改造了整个公交车队,使用生物甲烷来驱动我们的车辆,最多可以减少60%的排放。
  • 广告产生的消化中的营养物质可以让农业行业提升2亿英镑。

虽然可能有某种方式去,但是,厌氧消化器处理我们的日常浪费可能不仅可以创造大量的工作,但也可能对英国可再生能源的未来具有高度有益的影响。

厌氧消化器的类型

厌氧消化器的类型将取决于所使用的热系统。中温消化器的工作温度通常在35℃左右,这被认为是细菌的最佳温度,使它们更稳定。嗜热消化器的最佳工作温度在55°C左右,由于温度较高,细菌对变化更加敏感。作为一个规则,嗜热消化剂比中温消化剂更昂贵,尽管提供了更快的反应。

单级消化器与多级消化器

厌氧消化器在过去的几年中已经取得了很大的进展,技术仍在发展中。目前市场上主要有两种类型,分为单阶段和多阶段。在单级蒸煮器中,所有的过程都在同一个地方进行,这意味着它们通常比多级蒸煮器更便宜,更容易维护。单级蒸煮器有很多种类型,包括连续搅拌槽式反应器和塞流式蒸煮器。

多级消化器有优点是您可以为消化过程的每个阶段提供最佳条件,最重要的是甲烷化。这些安装中通常只有两个阶段 - 处理初始水解的一个,第二个阶段,第二个阶段获得最大的甲烷生产。多级消化器的优点是它们可以优化输出并提供更大的生物物质的稳定性。缺点是他们产生更高的成本并且更复杂。

商业厌氧消化

厌氧消化实际上需要大量的垃圾来产生足够的沼气,这就是为什么你不会像使用其他可再生技术如太阳能或风能那样看到私人装置。在英国,大多数广告都是商业性的,很多广告都是由农场经营的,农场可以获取大量的垃圾,或者是由市政委员会在城镇和城市里收集垃圾。

在绿色投资银行的资助下,伦敦第一家商业广告工厂于2014年开业。它位于达格南,每年可处理5万吨垃圾,发电量为1.5兆瓦,并为附近的回收企业提供1.15兆瓦的供暖。

在较小的规模上,在格洛斯特郡运行的蒸煮器安装JJ Power Ltd.是一个农场运行项目的一个例子,它在每年350千瓦时生产。它还突出了这一领域的创新者必须竞争的一些问题,而不是缺乏刚刚开始追赶的技术和咨询支持。

厌氧消化器的成本

与其他可再生技术相比,商业厌氧消化器的成本更大,但由于浪费是免费的,所以回报时间往往相当快。

在处理有毒或易燃材料时,项目需要考虑维护安全操作程序所需的工作量。今年早些时候,多塞特郡一家消化池的主人被起诉,原因是一名维修工程师因吸入硫化氢烟雾而死亡。

Copys Green Farm,诺福克这个占地500英亩的农场安装了一个厌氧消化池,耗资75万英镑,计划在8年内偿还。该工厂生产约130千瓦的电能,用于为附近的企业供暖,他们目前受益于关税中的饲料收入。废物处理的成本也大大降低,并为农场的运营提供了一种更环保的方式。许多农民和商业企业都有这种装置的缺点,那就是所涉及的官僚主义,特别是涉及环境问题的管理。

规模更大的是100万英镑的广告植物它是在萨默塞特建造的。按照设计,该项目每年可处理约3万吨食物垃圾,产生的沼气可提供约9500兆瓦的电力,其中很大一部分将出售给电网。

规划许可和环境问题

由于安装的性质,任何厌氧消化池都需要规划许可,当然也需要业主定期进行维护,并遵守健康和安全规定。这也可能包括广泛的记录保存和适当的培训工人使用设施。

沼气的重要性

对于许多支持者来说,BioGas代表了一个机会,让我们在化石燃料气体中夺取我们已经依赖的化石燃料气体。它有可能用于满足各种能源需求,包括:

  • 加热物业
  • 发电
  • 推动汽车
  • 精制气体网络
  • 降低工业成本和更好地管理废物

它在生产中使用天然废物的事实,有助于减少我们的集体碳足迹是沼气支持者经常吹捧的东西。然而,它不仅仅是一种简单的案例,可以用厌氧消化器生产的天然气。确保气体适合包含在国家供应链或车辆和机械中的成本是需要解决的障碍。在使流程更便宜的情况下必须进行更多的研究和开发。

话虽如此,在交通运输中使用生物甲烷是全球越来越多项目的主题,尤其是在瑞典,他们已经接受了厌氧消化的可能性,可能比他们的大多数欧洲邻国,包括英国,更多。

厌氧消化和沼气的未来

虽然最初的迹象很好,但在厌氧消化器和沼气中仍有很长的路要走,在我们的能源生产中发挥着更大的作用。很多依靠降低生产成本和所需的维护水平,更不用说得到正确的基础设施。

2013年,全欧洲约有1.45万个沼气设施,但只有几百个设施配备了升级生产的设备,以供应给国家天然气网络。需要改变的一个领域是精炼通过AD生产的沼气的能力,从而帮助我们减少对化石燃料的依赖。随着苏格兰开发英国首个沼气并网发电厂,这种变化已经到来。