186512. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szeméttelepek szervesanyagainak hasznosítására
1 186 512 2 b) À kierjesztett anyag növényi tápanyagait nem veszti el, igy mezőgazdasági hasznosításra alkalmas. Az előbbiekben ismertetett metánképződési folyamatok átvitele adott hulladékdepóniákra (szeméttelepekre) csak részben lehetséges. Az anaerob lebomlások az uralkodó környezettől függenek. Meghatározó adottságok: a szemét mennyisége, annak szervesanyag-tartalma, a hőmérséklet, a szemét minősége. Más feltételek, így a nedvességtartalom, a tömörítés, gázveszteség, depóniatervezéssel és megfelelő üzemi technikával befolyásolhatók. Nagy tömegű anyaghalmazról lévén szó, egyes folyamatok erősíthetik, mások gyengíthetik a metánképződést. A bomlási folyamatok a hulladékok lerakása után azonnal megindulnak. A friss depónia jellemzője az oxigéntelítettség, a viszonylag laza halmazállapot és 50% körüli nedvességtartalom. Ezek a feltételek az aerob bomlásnak, kedveznek. A lerakás után 1-2 héttel már igen erős gázképződés figyelhető meg. Méréseink az első napokban magas nitrogén és oxigéntartalmat (tehát levegőt) mutattak. Egy hét után azonban mind magasabb koncentrációban volt kimutatható a szén-dioxid. A hulladéktest hőmérséklete fokozatosan emelkedett, a hőmérsékleti csúcsok 50 °C-nak adódtak. A szén-dioxidtartalom igen gyors növekedése (1 hónap után) azt igazolja, hogy beindult a savas erjedés. Ezután fokozatosan megszűnnek az aerob feltételek és-vele párhuzamosan kialakulnak az anaerob erjedés feltételei. A szén-dioxid növekedésével párhuzamosan csökken a nitrogén- és oxigéntartalom. A két folyamat között éles határvonal nem mutatható ki. Az egyes gázalkotók csökkenése és növekedése folyamatosan megy végbe. Biztosan állíthatjuk, hogy az erjedési folyamat a depóban levő levegőt kiszorítja ill. átalakítja, A metán megjelenését kis mennyiségekben már a harmadik hónapban ki tudtuk mutatni. Az ötödik hónapban pedig a metán már 60 tf%-ban van jelen a depóniagázban, de még 18 éves lerakatban is 46 tf%-ot mértünk. Méréseink eredményeit az 1. ábrán diagramban ábrázoltuk. Az l. ábrán az idő függvényében ábrázoltuk a szeméttelep belsejében levő gáz összetételének változását az idő függvényében. A közölt adatok bizonyítják, hogy az anaerob feltételek tartós kialakulása esetén a hulladéktelepek gáztalanítása során hosszú időn keresztül energia nyerhető. Az is kimutatható, hogy a depó termelésbe állítása a lerakás után 1 év után érdemes, mert stabil metántartalom csak ennyi idő eltelte után várható. Az ábrából leolvasható, hogy 6 hónapig lényegében aerob viszonyok uralkodnak a szemétlerakatban. 6-10 hónap között (ferdén vonaikázoU terület) labilis szakasz található, ahol az oxigéntartalom már lecsökkent, de még jelentős mennyiségű nitrogén van jelen. Kb. 1 év letelte után alakul ki az a gázösszetétel, mely már gazdaságosan kihasználható és ez a gázösszetétel kb. 20 évig fennmarad (az ábrán az árnyékolt terület). Felmerül a kérdés, hogyan lehetséges a hulladékban évtizedekig elhúzódó bomlási folyamat, szemben a biogáz berendezésekkel, ahol ugyanez hetek alatt lejátszódik? Ezre a kél feltételrendszer közötti különbség ad magyarázatot, melyek közül leglényegesebb a hőmérséklet és a nedvességtartalom. Fontos befolyásoló tényező az is, hogy a hu'ladékdepóniák 50%ban szervetlen anyagot is tartalmaznak, így a szervei anyag koncentrációja alacsonyabb. Ezek az eltérő feltételek a metánbaktériumok életfeltételeit korlátozzák, csak időben elhúzódó, lassú átalakulást tesznek lehetővé. Az is bizonyos, hegy ezek a feltételek javíthatók depóniatervezéssei. Egy-egy depónia életkorát értékesíthető gáztermelés szempontjából az előzőekben közölt adatok és szempontok alapján minimálisan 18-20 évesnek tekinthetjük. Méréseink szerint a szeméttelepek szervesanyagtaitalma kb. 50%. ismert irodalmi adatok alapján a gázkinyerés 200-400 m3 gáz/tonna szervesanyag. A szerves anyagok leépülésénél a metángáz az öspztömegnek 50 70‘%-át teszi ki. Az egyes szerves anyagokból kinyerhető maximumot sem a biogáz be rendezésekben, sem a szeméttelepeken nem lehet elérni. Méréseink szerint az optimális fermentációs ide szeméttelepeknél 20 évre tekinthető, mely időtartam alatt az erjedés minimálisan 70%-ban lezajlik Tehát a szervesanyag 3(l%-a a gáztermelés vonaíkozá.sában nem jön számításba. További 30%os veszteség, mint diffúziós veszteség veendő számításba. fentiekből adódik, hogy találmányi megoldásunknál az egyik szempont a fermentációs feltételek optimális biztosítása, a másik pedig a diffúziós veszteség csökkentése. A gázképződés beindulása után a hulladéktest hézagaiban helyezkedik el a képződő gáz. A bomlás előrehaladtává! egyre több gáz szabadul fel és kialakul a depónyomás. A gáz igyekszik kitörni attól függően, hogy milyen ellenállásba ütközik. Jó szigetelés esetén a nyomás magasabb szinten, fedetlen depó esetén alacsonyabb szinten alakul ki. Az előbbiekből következik, hogy a diffúzió mértéke a depószigetelés minőségével fordítottan arányos. Külön megjegyezzük, hogy a különféle törések jól zárt hulladéktestek mellett is igen nagy vesztesegeket okozhatnak. Veszteséget és igen nagy veszélyt jelenthetnek a különféle műtárgyak, aknák, stb , melyek hajlamosak gázgyüjtőként viselkedni. Az elmondottakból következik, hogy a depószigetelést, a lerakóhely kialakítását gondosan kell elvégezni. Találmányi megoldásunk szerint a jó gáztermelés biz osításához gondoskodni kell az alábbi feltételekből:- védelem a diffúzió ellen, a talaj, a rézsű és a felszín szigetelése révén; a hulladéktest hőmérsékletét, vízháztartását, és tömörítéséi a célkitűzésnek megfelelően biztosítani kell. A gázdiffúzió szempontjából a felszín letakarását kell elsősorban biztosítani. Ehhez 15-20 cm-es földtakarás szükséges. A takaróanyag minőségére, összetételére is ügyelni kell. Az agyag jól szigetel, de esőzéskor megduzzad, a felszíni vizeket nem 5 10 15 20 25 30 '35 40 45 50 55 50 65 3
