186512. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szeméttelepek szervesanyagainak hasznosítására
1 186 512 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés szeméttelepek szerves anyagainak hasznosítására, az anaerob lebomlás eredményeként keletkező biogáz kitermelése útján. Találmányunk megoldást tartalmaz a háztartási, intézményi és ipari eredetű szeméttelepek szerves hulladékainak lebomlásához az anaerob feltételek biztosítására, a természetes körülmények között végbemenő gázfejlődés elősegítésére és a képződő gáz optimális kitermelésére. Ismert és a gyakorlatban számos országban, így nálunk is megvalósítás alatt áll a biomassza részéi képező mezőgazdasági szerves hulladékok különféle biogáz berendezésekben létrehozott anaerob erjesztés elmélete és technikája (mikrobiológiai érlelése). Ennek folyamatában a növények és más szerves anyagok végeredményben napsugárzásból eredő energiatartalma átalakítható metánt és széndioxidot tartalmazó közepes fütőértékü biogázzá. Ennek az ismert eljárásnak előnye még, hogy az erjesztésen átesett anyag nagy tápanyaglartalmú hatékony trágyaként használható fel. Ezek az eljárások az olajellátási nehézségek miatt lettek szert jelentőségre és váltak napjainkban gazdaságos technológiává. A fentiekben vázolt eljárás hívta fel figyelmünket a szilárd hulladéklerakó telepekre, melyekben az elmúlt évek során nagy mennyiségű szerves anyag halmozódott fel. Ezeknek a telepeknek átállítása és kihasználása biogáz termelésére végbemehet természetes állapotban olyan technikai fogások alkalmazásával, melyek költségkihatása kisebb a kinyerhető energia értékénél. Találmányunk elsődleges célja a hulladéktelepekben (szeméttelepekben) felhalmozott energia kitermelése. További célkitűzésünk a hulladékok ellenőrzött ártalmatlanítása, a lerakótelepek környezeti ártalmainak megszüntetése, mely célkitűzések környezetvédelmi szempontból nagy fontosságúak, Találmányunk egyrészről megoldást ad a meglévő szeméttelepek energiatartalmának azonnali kitermelésére, másrészt az ezután létesítendő telepek gázkinyerés céljaira történő célszerű megtervezésére. A hulladékok és másodlagos nyersanyagok újrahasznosítása napjainkban gazdasági szükségszerűség. így a kérdésfelvetést e szempontból is indokoltnak és időszerűnek tartjuk. A szeméttelepek jelzett célú kihasználásának természetesen vannak korlátái, azonban a lerakóhelyek jelentős része rendelkezik olyan feltételekkel, melyek a gáztermelést lehetővé teszik. A szeméttelepek kezelésével kapcsolatban utalunk a szakirodalomra, így az alábbi müvekre: Bonnyai Z.-Horvátíp Z.-Olessák D.: Települési hulladékok kezelése, ÉMI kiadvány és Pfeiffer Zs.: A települési szilárd hulladékok környezetvédelmi szempontból megfelelő ártalmatlanítási módszereinek előkészítése, Városgazdálkodási Tájékoztató, 79/4 szám. Ezekben a müvekben számos itt nem érintett kérdésre tájékoztatás található. Fentiek előrebocsátása után, találmányunk öszszefoglalva: eljárás és berendezés szeméttelepek szerves anyagainak hasznosítására, a szeméttelepekben végbemenő anaerob lebomlás eredményeként keletkező biogáz kitermelésére. Találmányunkat az jellemzi, hogy a szeméttelepek biogáztartalmát célszerű intézkedésekkel megóvjuk, keletkezését célszerű és tudatos intézkedésekkel elősegítjük és a szeméttelepekbe gázkinyerckutakat telepítünk és ezeket ellátjuk a gáz ip.ni hasznosításához szükséges szerelvényekkel és berendezésekkel. A találmányunk szerinti megoldást az alábbiakban részletesen ismertetjük és az ismertetés elősegítésére ábrákat mellékelünk, melyek a következők: 1. ábra: Diagram, mely a gázösszetétel változását mutatja az idő függvényében 2. ábra: Draincsöves gyűjtőhálózat felülnézetben 3. ábra: A 2. ábra szerinti III—III metszet 4. ábra: Fúrt kúthálózat felülnézetben 5. ábra: A 4. ábra szerinti V-V metszet 6. ábra: Az 5. ábra szerinti VI részlet kinagyított képe A találmány ismertetése Biogáz berendezésekben a növényi és állati eredetű szerves anyagok anaerob körülmények között baktériumok közbejöttével metánná és széndioxiddá gázosodnak el. A metánbaktériumok élettevékenységüket csak anaerob feltételek között képesek fenntartani. A fontosabb feltételek:- a levegő kizárása a folyamatból;- megfelelő nedvességtartalom;- sötétség;- szét vés savak megfelelő koncentrációja;- 7-7,6 pH-jú enyhén lúgos közeg;- megfelelő hőmérséklet. A metánképző baktériumok több fajtája ismert. Hőtartomány szerinti csoportosításban megkülönböztetünk mezőül baktériumokat, ezek 5—40 "C között, valamint termőül baktériumokat, melyek 40-60 °C között fejtik ki élettevékenységüket. A metánbaklériumok nagyon érzékenyek a hőingadozásra. A metánerjedés folyamata két lépcsőben megy végbe. Az első lépcsőben a magas molekulasúlyú szerves vegyüietek savképző baktériumok segítségével alacsonyabb molekulasúlyú molekulákra bomlanak (savképző szakasz). A második lépcsőben a savak metánképző baktériumok közbejöttével metánná, szén-dioxiddá és vízzé alakulnak (lúgos szakasz). A biogáz berendezésekben a fentiekben vázlatosan leírt feltételeket optimumra állítják be, melynek során a lehetséges legrövidebb időn belül (5-20 nap) a legmagasabb gázhozamet érik el. Fokozzák a hatást mechanikai átkeveréssel, hőbevíteilel, oltóiszappal, stb. A metánbaktériumoknak antibiotikus erejük van, mely kizárja a káros biológiai folyamatokat. Egyéb mikroorganizmusok, baktériumok, egysejtűek, pathogén csírák, férgek, stb. a kieresztett iszapban megsemmisülnek. Az erjesztés végtermékei: a) Biogáz, melynek összetétele: 60-70 tf% metán (CH4), 30-40 tf% szén-dioxid (C02), fűtőértéke: 20-25 MJ/m3, A biogáz a levegővel 9-23% arányban keveredve robbanóelegyet alkot. A biogáz átalakitás nélkül felhasználható tűzhelyekben, kazánokban, gázmotorokban (áramtermelésre), stb. 5 10 15 20 25 30 35 40 4 5 50 65 *30 55 2
