LT6555B - Method of anaerobic dicestion of biodegradable waste - Google Patents
Method of anaerobic dicestion of biodegradable waste Download PDFInfo
- Publication number
- LT6555B LT6555B LT2017513A LT2017513A LT6555B LT 6555 B LT6555 B LT 6555B LT 2017513 A LT2017513 A LT 2017513A LT 2017513 A LT2017513 A LT 2017513A LT 6555 B LT6555 B LT 6555B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- bio
- carbon
- biogas
- biochar
- production
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 claims abstract description 7
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 42
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 4
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 19
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract description 10
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 10
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 230000000696 methanogenic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 abstract 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 abstract 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 29
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 28
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 13
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 13
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 239000011146 organic particle Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 238000007303 Carboni reaction Methods 0.000 description 1
- 241000976924 Inca Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003674 animal food additive Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000005757 colony formation Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000013777 protein digestion Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000031068 symbiosis, encompassing mutualism through parasitism Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Description
IŠRADIMO SRITISFIELD OF INVENTION
Išradimas skirtas bioįkrovos paruošimo būdui, konkrečiai - bioskaidžių atliekų paruošimui anaerobinio skaidymo procesui bioreaktoriuje, siekiant padidinti biodujų kokybę.The present invention relates to a process for the preparation of a bio-charge, in particular to the preparation of biodegradable waste for anaerobic digestion in a bioreactor in order to increase the quality of biogas.
TECHNIKOS LYGISTECHNICAL LEVEL
Organinių medžiagų irimas gamtoje yra nuolatinis natūralus procesas. Jis paprastai užbaigia biologinių subjektų egzistavimo ciklą, kai sudėtingi organiniai junginiai skaidosi į elementarius, prieinamus tolimesniam naudojimui. Šio proceso galutinis produktas - biodujos. Biomasės energija, kuri yra pagaminta iš organinių žaliavų, vykstant anaerobiniam procesui, gali būti naudojama įvairiems energijos poreikiams, pavyzdžiui, šildymui, maisto gaminimui ir elektros energijos gamybai. Ši technologija yra pripažinta kaip perspektyvi alternatyva, sprendžiant energijos ir aplinkos apsaugos klausimus. Be to, biodujų technologijos yra veiksmingas būdas atsikratyti gyvulių mėšlo, žemės ūkio ir kitų atliekų. Dabartiniu laiku visame pasaulyje organinės atliekos vis dažniau naudojamos energijos generavimui. įrodyta, kad biodujų gamyba ir naudojimas galėtų konkuruoti su šilumos gamyba, deginant kitą kurą, garo energija ir etanolio gamyba pagal efektyvumą, išlaidas gamybai, poveikį aplinkai. Priklausomai nuo metano koncentracijos viename biodujų kubiniame metre, galima gauti 20-25 MJ šiluminės energijos, kuri yra lygi energijai, gautai sudeginus 0,6-0,8 I benzino arba 1,3-1,7 kg medienos. Biodujų gamybai gali būti naudojamos įvairios žaliavos: gyvulių mėšlas, augalų liekanos, žemės ūkio atliekos ir nuotekų dumblas.Decomposition of organic matter in nature is a continuous natural process. It usually completes the life cycle of biological entities, where complex organic compounds are broken down into elementary ones available for further use. The end product of this process is biogas. Biomass energy, which is made from organic raw materials, can be used for a variety of energy needs, such as heating, cooking and electricity generation, through an anaerobic process. This technology is recognized as a viable option for energy and environmental issues. In addition, biogas technology is an effective way to dispose of livestock manure, agriculture and other wastes. Nowadays, organic waste is increasingly being used for power generation worldwide. it has been proven that the production and use of biogas could compete with heat production for other fuels, steam and ethanol production in terms of efficiency, production costs, environmental impact. Depending on the methane concentration per cubic meter of biogas, 20-25 MJ of thermal energy can be obtained, which is equivalent to the energy produced by burning 0.6-0.8 L of gasoline or 1.3-1.7 kg of wood. A variety of raw materials can be used for biogas production: animal manure, plant residues, agricultural waste and sewage sludge.
Metano gamybos procesui užtikrinti naudojami specialūs rezervuarai bioreaktoriai. Bioreaktorius yra pagrindinis biodujų jėgainės įrenginys, kuriame nuolat ar periodiškai vyksta biomasės hidrolizės, fermentacijos bei metano gamybos procesas. Šiuolaikinių biodujų gamybos technologijų užduotis - padidinti biodujų kokybę ir išeigą, taikant bioreaktorių modifikacijas ir naudojant įvairius bioįkrovos priedus.Special tanks for bioreactors are used to secure the methane production process. The bioreactor is the main unit of the biogas plant, where the process of hydrolysis of biomass, fermentation and production of methane takes place continuously or periodically. The task of modern biogas production technologies is to increase the quality and yield of biogas through the use of bioreactor modifications and the use of various bio-feed additives.
Viena iš pagrindinių biodujų gamybos problemų - biodujų energetinių rodiklių gerinimas. Tai apima metano CH4 koncentracijos padidinimą, anglies dioksido CO2 ir vandenilio sulfido H2S koncentracijų mažinimą. Metano koncentracija tiesiogiai charakterizuoja biodujų kokybę, anglies dioksidas - šiltnamio efekto dujos, kurių emisijos turi būti mažinamos, o vandenilio sulfidas - agresyvios dujos, ardančios biodujų gamybos sistemos vamzdynus ir kitas metalines konstrukcijas.One of the main problems of biogas production is the improvement of biogas energy performance. These include increasing the CH4 concentration of methane, lowering carbon dioxide CO2 and hydrogen sulfide H2S. Methane concentration directly characterizes the quality of biogas, carbon dioxide is a greenhouse gas to be reduced and hydrogen sulfide is an aggressive gas that destroys pipelines and other metal structures in the biogas production system.
Pateikiamo išradimo prototipas yra paukščio mėšlo paruošimo būdas anaerobiniam skaidymui (Rusijos Federacijos patentas Nr. 2515038). Prototipe aprašytas bioįkrovos paruošimo būdas apima kelias stadijas:The prototype of the present invention is a method for the preparation of poultry manure for anaerobic digestion (Russian Patent No. 2515038). The process for preparing a bio-charge described in the prototype involves several steps:
1) Biomasės smulkinimas;1) Biomass crushing;
2) Bioįkrovos drėgnio užtikrinimas (ne daugiau kaip 91 %);2) Providing moisture for the bio-load (up to 91%);
3) Bioįkrovos temperatūros padidinimas (ne daugiau kaip 64 °C);3) Increasing the bio-charge temperature (up to 64 ° C);
4) C:N:P santykio optimizavimas (25:1:1). Optimizavimas vyksta, teikiant į bioįkrovą tam tikrą susmulkintą pjuvenų arba šiaudų kiekį;4) Optimization of C: N: P ratio (25: 1: 1). Optimization takes place by feeding a certain amount of sawdust or straw into the bio-load;
5) Aktyvaus anaerobinio dumblo teikimas į bioįkrovą, siekiant optimizuoti mikroflorą, aktyvuoti mikroorganizmų simbiozę bei užtikrinti bioįkrovos pH tarp 7,08,5.5) Providing the active anaerobic sludge to the bio-charge to optimize the microflora, to activate the symbiosis of the microorganisms and to ensure the pH of the bio-load between 7,08,5.
Aprašytas prototipas turi tą trūkumą, kad jame nieko neminima apie bioįkrovos paruošimo būdus, skirtus į aplinką išmetamų anglies dioksido CO2 ir vandenilio sulfido H2S koncentracijų mažinimui, taip tausojant aplinką.Described prior art processes have the disadvantage that it is silent on the preparation techniques bioįkrovos for the amount of carbon dioxide CO 2 and hydrogen sulphide H 2 S concentrations decrease, environmentally safe way.
IŠRADIMO ESMĖTHE SUBSTANCE OF THE INVENTION
Išradimo tikslas - sukurti bioįkrovos su mažesniu organinės masės kiekiu paruošimo būdą, kad būtų galima išgauti aukštesnės kokybės biodujas, naudojant bioreaktorius, ir sumažinti CO2 bei H2S koncentracijas. Šiai problemai išspręsti taikomas specifinis bioįkrovos priedas - bioanglis.It is an object of the present invention to provide a method for preparing a bio-charge with a lower organic mass content to produce higher quality biogas using bioreactors and to reduce CO 2 and H 2 S concentrations. To solve this problem, a specific bio-charge additive - bio carbon - is used.
Bioįkrovos paruošimo būdas suteikia galimybę optimizuoti biodujų gamybos procesą. Pagal šį išradimą bioįkrovai pagaminti naudojamos bioskaidžios atliekos, pvz., nuotekų dumblas, ir specifinis priedas - bioanglis. Bioangliai pagaminti naudojama pirminė žaliava - mediena. Nustatyta, kad bioanglis, pagaminta iš spygliuočių, pasižymi geresnėmis adsorbcinėmis savybėmis dėl porėtos struktūros (iki 80 %), todėl šiame išradime naudojama eglės ir/arba pušies mediena.The biowaste preparation method provides an opportunity to optimize the biogas production process. The present invention utilizes biodegradable waste such as sewage sludge and a specific additive, bio-carbon, to produce a bio-charge. The primary raw material used for the production of bio-carbon is wood. Coniferous carbon has been found to have better adsorption properties due to its porous structure (up to 80%), and therefore spruce and / or pine wood is used in the present invention.
Bioanglis pagaminama degimo krosnyje, esant 750 °C temperatūrai. Gaunama medžio anglis, kurios mikroporų skersmenys siekia 10-30 pm. Smulkesnių mikroporų sienelių storiai siekė 2-3 pm, didesnių mikroporų - 0,5-1,0 pm.The bio-carbon is produced in a kiln at 750 ° C. It yields charcoal with micropore diameters of 10-30 pm. The wall thickness of the smaller micropores was 2-3 pm, and that of the larger micropores was 0.5-1.0 pm.
Metagoneninės bakterijos, t.y. bakterijos, gaminančios metaną, būna 3 rūšių:Metagonen bacteria, i.e. There are 3 types of methane producing bacteria:
1) pirmos rūšies atstovai turi išlenktų arba tiesių lazdelių formas. Jų dydis siekia iki 307 pm. Šių bakterijų kolonijos suformuoja „siūlą“, dauguma iš jų nejudančios;(1) The first kind shall have curved or straight sticks. They are up to 307 pm in size. The colonies of these bacteria form a "thread", most of them immobile;
2) antros rūšies atstovai turi sferines ląsteles, kurių dydis - 0,5-10 pm. Ląstelės gali būti pavienios, gali išsidėstyti poromis arba kolonijose. Būna ir judančių, ir nejudančių formų;2) The second species has spherical cells between 0.5 and 10 µm in size. The cells may be single, may be in pairs or colonies. There are both moving and motionless forms;
3) trečios rūšies atstovai - nejudančios bakterijos, turinčios sferos formas, paprastai jų dydis siekia 1,5-2,5 pm. Dažniausiai išdėstyti kolonijose. Visų trijų rūšių metanogeninių bakterijų vaizdai pateikti 1 pav.(3) The third species is a fixed bacterium of spherical shape, usually between 1.5 and 2.5 µm in size. Mostly arranged in colonies. Images of all three species of methanogenic bacteria are presented in Fig. 1.
Dauguma bakterijų yra nejudančios, todėl bioanglies taikymas įkrovoje pagerins jų kolonijų susidarymo sąlygas ir dėl savo adsorbcinių savybių sumažins teršalų koncentracijas jų susidarymo etape.Most bacteria are immobile, so the application of bio-carbon in the charge will improve their colony formation conditions and, due to their adsorptive properties, reduce contaminant concentrations during their formation.
TRUMPAS BRĖŽINIŲ PAVEIKSLŲ ARAŠYMASBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING FIGURES
Toliau išradimas bus aprašytas išsamiai su nuoroda į pridedamus paveikslus, kuriuose:The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which:
pav. yra bioanglies, pagamintos iš pušies, SEM nuotrauka;Fig. is a SEM photo of bio-carbonies made from pine;
pav. pateikta anglies monoksido koncentracijos priklausomybė nuo eksperimento dienų skaičiaus, naudojant nuotekų dumblo įkrovą be priedo ir su bioanglies priedu;Fig. the dependence of the concentration of carbon monoxide on the number of days of the experiment using sewage sludge loading without additive and with the addition of bio carbon;
pav. pateikta metano koncentracijos priklausomybė nuo eksperimento dienų skaičiaus, naudojant nuotekų dumblo įkrovą be priedo ir su bioanglies priedu.Fig. the dependence of methane concentration on the number of days of the experiment using sewage sludge loading without additive and with bio-carbon additive is presented.
pav. pateikta vandenilio sulfido koncentracijos priklausomybė nuo eksperimento dienų skaičiaus, naudojant nuotekų dumblo įkrovą be priedo ir su bioanglies priedu;Fig. the dependence of the hydrogen sulfide concentration on the number of days of the experiment using sewage sludge loading without additive and with the addition of bio carbon;
pav. pateikta vandenilio metano koncentracijos priklausomybė nuo eksperimento dienų skaičiaus, naudojant nuotekų dumblo įkrovą be priedo ir su bioanglies priedu.Fig. shows the dependence of hydrogen methane concentration on the number of days of the experiment using sewage sludge loading without additive and with bio-carbon additive.
IŠSAMUS IŠRADIMO APRAŠYMASDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Bioįkrovos paruošimo pagal šį išradimą būdą sudaro trys etapai; 1) bioanglies gamyba, sudeginant eglės ir/arba pušies medieną 750 °C temperatūroje; 2) gautos bioanglies smulkinimas iki 1,0-3,0 mm dispersiškumo; 3) bioįkrovos gamyba, t.y. susmulkintos bioanglies maišymas su biomase santykiu 1:10.The process for preparing the bio-charge according to the present invention comprises three steps; (1) production of bio-carbon by burning fir and / or pine wood at 750 ° C; 2) grinding the resulting bio-carbon to a dispersion of 1.0 to 3.0 mm; 3) bio-charge production, i.e. blending of pulverized bio-carbon with biomass in a 1:10 ratio.
Bioikrovos paruošimo būdasMethod of preparation of bio-load
Bioangliai pagaminti naudojama eglės ir/arba pušies mediena. Bioanglis pagaminama degimo krosnyje, esant 750 °C temperatūrai. Deginant medieną 750 °C temperatūroje, susidaro bioanglis, kurios mikroporų skersmenys siekia 10-30 pm. Smulkesnių mikroporų sienelių storiai siekė 2,0-3,0 pm, didesnių mikroporų - 0,5-1,0 pm. Tokios struktūros bioanglis gali sudaryti palankias sąlygas nejudančioms metanogeninėms bakterijoms sudaryti kolonijas, todėl mikroporose gali daugintis 1) rūšies 0,5-10 pm dydžio ir 2) rūšies 1,5-2,5 pm dydžio mikroorganizmai, o mikroorganizmai, kurių dydis iki 307 pm, formuojasi ant bioanglies dalelių vingiuotų paviršių. Bioanglies, pagamintos iš pušies, SEM nuotraukta pateikta 1 pav.Spruce and / or pine wood is used to produce bio-carbon. The bio-carbon is produced in a kiln at 750 ° C. Burning wood at 750 ° C produces bio-carbon with micropore diameters of 10-30 pm. The wall thicknesses of the smaller micropores were 2.0-3.0 µm, those of the larger micropores were 0.5-1.0 µm. Biocarbon of this structure can facilitate the colonization of fixed methanogenic bacteria, allowing microorganisms to proliferate in 1) 0.5 to 0.5 pm and 2) 1.5 to 2.5 pm, and up to 307 pm. , formed on the tortuous surfaces of bio-carbon particles. The SEM picture of the bio-carbon made from pine is shown in Fig. 1.
Bioanglis smulkinama iki 1,0-3,0 mm dalelių dispersiškumo ir sumaišoma su nuotekų dumblo įkrova santykiu 1:10. Bioanglis susmulkinama iki 1,0-3,0 mm dispersiškumo tam, kad būtų gauta tolygi ir taki sumaišytos su nuotekų dumblu bioįkrovos masė, tinkama pumpavimui siurbliais į bioreaktorių.The bio-carbon is crushed to a particle dispersion of 1.0-3.0 mm and mixed with a sewage sludge loading ratio of 1:10. The bio-carbon is pulverized to a dispersion of 1.0-3.0 mm to obtain a homogeneous and fluid mass of bio-charge mixed with sewage sludge suitable for pumping into a bioreactor.
Paruoštos naudojimui bioikrovos parametru nustatymasDetermination of ready-to-use bio-charge parameters
Paruoštos bioįkrovos mėginys džiovinamas 100-105 °C temperatūroje apie 2-3 h. Tokiu būdu iš mėginio pašalinamas vanduo ir gaunama sausa masė.The prepared bio-load sample is dried at 100-105 ° C for about 2-3 hours. In this way, the sample is dewatered and a dry mass is obtained.
ms = m0 -mH2o (1) čia:m s = m 0 -m H2 o (1) Here:
ms - mėginio sausa masė, g.;m s is the dry mass in grams of the sample;
mo- mėginio masė prieš džiovinimą, g.;mass of sample before drying, g .;
mH2o - pašalinto iš mėginio vandens masė, g.mH2o is the mass of water removed from the sample, g.
Deginant sausą masę apie 2-3 h, esant 750 °C temperatūrai, ir pasvėrus sudegintą mėginio masę, nustatomas sausos masės neorganinių dalelių kiekis ir apskaičiuojamas organinių dalelių (organinės masės) kiekis (mOzg):Determine the dry mass of the inorganic particles by calcining the dry mass for about 2 to 3 hours at 750 ° C and weighing the mass of the sample burned, and calculate the mass of organic matter (m O zg):
morg ~ s msn (2) čia: m org ~ s m sn (2) here:
morg - mėginio sausos masės organinių dalelių kiekis, g.; ms - mėginio sausa masė, g.;m org is the dry mass of the organic material in the sample, g; m s is the dry mass in grams of the sample;
msn - mėginio sausos masės neorganinių dalelių kiekis, g.m sn = dry mass of inorganic particles in the sample, g.
Žinant mėginio masę prieš deginimą ir po deginimo, nustatoma sudegusių organinių dalelių dalis nuo pradinės mėginio masės (prieš džiovinimą):Knowing the mass of the sample before and after combustion, determine the proportion of organic particles burnt from the original mass of the sample (before drying):
m = x 100% (3) mo čia:m = x 100% (3) mo here:
m - mėginio organinių dalelių dalis nuo bendros mėginio masės prieš džiovinimą, %;m is the percentage of organic particles in the sample relative to the total mass of the sample before drying;
morg-mėginio sausos masės organinių dalelių kiekis, g.;m org = dry mass of organic material in the sample, g;
mo- mėginio masė prieš džiovinimą, g.mass of sample before drying, g.
Nustatyta, kad nuotekų dumblo įkrovos be priedų organinės masės dalis siekia 11,0 %, o nuotekų dumblo įkrovos su 10 % pagal masę bioanglies priedu - 10,2 %. Organinės masės dalies rodiklis parodo kiek procentų organinių medžiagų, iš kurių gaminamos biodujos, yra bioįkrovoje. Siekiant nustatyti naudingą bioreaktoriaus tūrį, t.y. organinių dalelių kiekį viename bioįkrovos litre (g VS/I), taikomas organinės apkrovos rodiklis.The proportion of organic matter in sewage sludge without additives was found to be 11.0% and that of wastewater sludge with 10% by weight bio-carbon additive was 10.2%. The organic mass fraction indicator indicates the percentage of organic matter from which biogas is produced, which is in the biowaste. In order to determine the useful volume of the bioreactor, i.e. organic matter content per liter of bio-load (g VS / I), the organic load indicator is used.
Atliekant tyrimus buvo nuspręsta ištirti sekančias bioįkrovas (bioreaktoriaus tūris siekė 200 I):During the research it was decided to investigate the following bio-charges (bioreactor volume was 200 L):
įkrova Nr. 1 (nuotekų dumblo įkrova be bioanglies priedo): organinė apkrova -11,0 g VS/I.;charge no. 1 (sewage sludge loading without bio-carbon additive): organic load -11.0 g VS / I .;
Įkrova Nr. 2 (nuotekų dumblo įkrova su 10 % bioanglies priedu): organinė apkrova - 10,2 g VS/I.Charge no. 2 (sewage sludge loading with 10% bio-carbon additive): organic load 10.2 g VS / I.
Atliekant eksperimentinius tyrimus buvo nustatyta optimali temperatūra bioreaktoriuje - 35 °C (mezofilinis režimas). Pažymėtina, kad dėl ypatingai mažo biodujų kiekio, gauto iš įkrovos su bioanglies priedu per pirmas 2 savaites nuo eksperimento pradžios, nebuvo įmanoma nustatyti biodujų komponenčių koncentracijų. Todėl rezultatuose analizuojami duomenis, gauti, praėjus 14 parų nuo eksperimento pradžios.Experimental studies have determined the optimal temperature in the bioreactor - 35 ° C (mesophilic mode). It is noteworthy that due to the extremely low biogas content obtained from the biocarbon feedstock during the first 2 weeks of the experiment, it was not possible to determine the concentrations of the biogas components. Therefore, the results analyze the data obtained 14 days after the start of the experiment.
pav. pateikta anglies dioksido (CO2) koncentracijos priklausomybė nuo eksperimento dienų skaičiaus, naudojant nuotekų dumblo įkrovą be priedo ir su bioanglies priedu. įkrovos Nr. 1 (be priedo) organinė apkrova - 11,0 g VS/I; įkrovos Nr. 2 (su 10 % bioanglies priedu) organinė apkrova - 10,2 g VS/I.Fig. the dependence of the carbon dioxide (CO2) concentration on the number of days of the experiment using sewage sludge loading without additive and with the addition of bio carbon. boot no. 1 (without additive) organic load - 11.0 g VS / I; boot no. 2 (with 10% bio-carbon additive) organic load 10.2 g VS / I.
Atlikus eksperimentinius tyrimus nustatyta, kad CO2 koncentracija biodujose, gautose iš įkrovos su 10 % pagal masę bioanglies priedu, yra mažesnė negu biodujose, gautose iš įkrovos be priedo. Skirtumas siekia 3,0-4,0 %. Teigtina, kad vykstant anaerobiniams procesams ir susidarant anglies monoksidui CO2, bioanglis dalinai sugeria šias dujas.Experimental studies have shown that the concentration of CO2 in biogas obtained from a 10% w / w biogas additive is lower than in biogas from a non-additive biogas. The difference is 3.0-4.0%. It is argued that during anaerobic processes and formation of carbon monoxide, CO2 is partially absorbed by bio-carbon.
pav. pateikta metano (CH4) koncentracijos iš įvairių įkrovų priklausomybė nuo eksperimento dienų skaičiaus. įkrovos Nr. 1 (be priedo) organinė apkrova - 11,0 g VS/I; įkrovos Nr. 2 (su 10 % bioanglies priedu) organinė apkrova - 10,2 g VS/I.Fig. shows the dependence of methane (CH 4 ) concentration on various charges on the number of experimental days. boot no. 1 (without additive) organic load - 11.0 g VS / I; boot no. 2 (with 10% bio-carbon additive) organic load 10.2 g VS / I.
Analizuojant rezultatus nustatyta, kad vidutinė metano CH4 koncentracija biodujose, gautose iš įkrovos su 10 % bioanglies priedu, yra 7,9 % didesnė negu biodujose, gautose iš įkrovos be bioanglies priedo (atitinkamai 73,1 % ir 65,7 %). Dėl bioanglies savybių sugerti dalį CO2 ir H2S susidaro metanogeninėms bakterijoms ir jų kolonijoms palankesnė aplinka, todėl biodujų kokybė, t.y. metano koncentracija didėja.Analyzing the results, the average concentration of methane CH 4 in biogas obtained from a 10% bio-carbon feedstock is 7.9% higher than in a biogas-free biogas feed (73.1% and 65.7% respectively). Due to the properties of bio-carbon to absorb some of the CO2 and H2S, it creates a more favorable environment for methanogenic bacteria and their colonies, thus increasing the quality of biogas, ie the concentration of methane.
pav. pateikta vandenilio sulfido (H2S) koncentracijos iš įvairių įkrovų priklausomybė nuo eksperimento dienų skaičiaus. Įkrovos Nr. 1 (be priedo) organinė apkrova - 11,0 g VS/I; įkrovos Nr. 2 (su 10 % bioanglies priedu) organinė apkrova 10,2 g VS/I.Fig. the dependence of hydrogen sulfide (H 2 S) concentration on various charges on the number of days of the experiment is given. Charge no. 1 (without additive) organic load - 11.0 g VS / I; boot no. 2 (with 10% bio-carbon additive) organic load 10.2 g VS / I.
Lyginant H2S koncentracijos tyrimų rezultatus matyti, kad H2S kiekis biodujose, gautose iš įkrovos be bioanglies priedo, maksimaliai siekia 15 ppm eksperimento pradžioje. Šis reiškinys paaiškinamas tuo, kad H2S susidaro baltymų pūdymo proceso metu, dažniausiai eksperimento pradžioje, kai įkrovoje nėra pakankamo kiekio mikroorganizmų. Po adaptacinio periodo (1-14 parų) vandenilio sulfido kiekis mažėja. Analizuojant H2S koncentracija biodujose, gautose iš įkrovos su 10 % bioanglies priedu, nustatyta, kad šių kenksmingų dujų koncentracija siekė 0 ppm. Teigiama, kad bioanglis sugeria dalį H2S eksperimento pradžioje, tačiau vykdant šiuos tyrimus, eksperimento pradžioje (1-14 parų) nebuvo įmanoma nustatyti H2S koncentraciją biodujose, gautose iš įkrovos su 10 % bioanglies priedu, dėl mažo biodujų kiekio, kurio neužteko biodujų analizatoriui INCA 4000.Comparison of the H2S concentration results shows that the amount of H 2 S in the biogas free from bio-carbon additive reaches a maximum of 15 ppm at the beginning of the experiment. This phenomenon is explained by the fact that H2S is formed during the process of protein digestion, usually at the beginning of the experiment, when a sufficient amount of microorganisms is not present in the charge. After an adaptation period (1-14 days), the amount of hydrogen sulfide decreases. The analysis of H2S concentration in biogas obtained from the batch containing 10% bio-carbon additive showed that the concentration of this harmful gas was 0 ppm. It is claimed that bio-carbon absorbs some of the H 2 S at the start of the experiment, but during these studies, it was not possible to determine H2S concentration at the start of the experiment (1-14 days) INCA 4000.
pav. pateikta vandenilio metano koncentracijos iš įvairių įkrovų priklausomybė nuo eksperimento dienų skaičiaus. Įkrovos Nr. 1 (be priedo) organinė apkrova - 11,0 g VS/I; įkrovos Nr. 2 (su 10 % bioanglies priedu) organinė apkrova 10,2 g VS/I.Fig. the dependence of hydrogen methane concentration on various charges on the number of days of experiment is presented. Charge no. 1 (without additive) organic load - 11.0 g VS / I; boot no. 2 (with 10% bio-carbon additive) organic load 10.2 g VS / I.
Atlikus biodujų išeigos tyrimus nustatyta, kad tyrimo pradžioje geresnis rezultatas (pagal biodujų kiekį, o ne pagal kokybę) gaunamas, naudojant įkrovą be bioanglies priedo. Suminis kiekis siekė 524,7 I. Taikant įkrovą su 10 % bioanglies priedu, tyrimo pradžioje procesas vyksta neefektyviai, bakterijos dauginasi ir adaptuojasi prie aplinkos. Bioanglis - porėta medžiaga, kurios dalelės naudojamos kaip pagrindas tam tikrų bakterijų rūšių kolonijoms sudaryti. Po 14 parų procesas stabilizuojasi ir biodujų kiekis staigiai didėja. Pažymėtina, kad suminis biodujų kiekis siekia 525,3 I. Galima padaryti išvadą, kad taikant nuotekų dumblo įkrovą su mažesne organine apkrova (10,2 g VS/I) ir maišant ją su bioanglies priedu, padidinama biodujų kokybė, bet biodujų išeiga, palyginus su tokia pat įkrova be bioanglies priedo, nesiskiria arba skirtumas yra paklaidų ribose.Biogas yield studies have shown that, at the start of the study, a better result (in terms of biogas content rather than quality) is obtained with the use of a non-bio carbon additive. The total amount was 524.7 I. When applied with a 10% bio-carbon additive, the process is ineffective at the start of the study, and the bacteria multiply and adapt to the environment. Bio-carbon is a porous material whose particles serve as the basis for colonization of certain bacterial species. After 14 days, the process stabilizes and biogas levels increase sharply. It should be noted that the total amount of biogas reaches 525.3 I. It can be concluded that applying the sewage sludge with a lower organic load (10.2 g VS / I) and mixing it with a bio-carbon additive increases the quality of biogas, but the biogas yield compared to with the same charge without bio-carbon additive, no difference or within margin.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2017513A LT6555B (en) | 2017-05-15 | 2017-05-15 | Method of anaerobic dicestion of biodegradable waste |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2017513A LT6555B (en) | 2017-05-15 | 2017-05-15 | Method of anaerobic dicestion of biodegradable waste |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2017513A LT2017513A (en) | 2018-07-25 |
| LT6555B true LT6555B (en) | 2018-09-25 |
Family
ID=62949210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2017513A LT6555B (en) | 2017-05-15 | 2017-05-15 | Method of anaerobic dicestion of biodegradable waste |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT6555B (en) |
-
2017
- 2017-05-15 LT LT2017513A patent/LT6555B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2017513A (en) | 2018-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Racek et al. | Biochar–recovery material from pyrolysis of sewage sludge: a review | |
| Chen et al. | Past, present, and future of biochar | |
| CN102432007A (en) | Method for preparing activated carbon by physically activating excess sludge | |
| Makisha et al. | Production of biogas at wastewater treatment plants and its further application | |
| Pan et al. | Enhancement of anaerobic fermentation with corn straw by pig bone-derived biochar | |
| Lu et al. | Production and utilization of the Chlorella vulgaris microalgae biochar as the fuel pellets combined with mixed biomass | |
| Khorasgani et al. | Briquetting grass and tree leaf biomass for sustainable production of future fuels | |
| US20150252267A1 (en) | Production, Conditioning, Testing and Applications of Cardboard and Chipboard Biochar | |
| Bardi et al. | Simultaneous synergistic effects of addition of agro-based adsorbent on anaerobic co-digestion of food waste and sewage sludge | |
| WO2025035701A1 (en) | Chicken manure biochar formed fuel and preparation method therefor | |
| Uraki et al. | Preparation of activated carbon from peat. | |
| CN105710114B (en) | Domestic garbage and agricultural and forestry waste carbonization cycle comprehensive treatment system and method | |
| Manigomba et al. | Prospects for biomass energy use in the republic of Burundi | |
| CN108929737A (en) | Biomass solid clean fuel and its preparation method and application | |
| CN111269729A (en) | Method and system for preparing biochar by co-pyrolysis of sludge and waste tires | |
| JP7316858B2 (en) | Systems for storing carbon dioxide, methods for improving water quality, and methods for producing fertilizers | |
| LT6555B (en) | Method of anaerobic dicestion of biodegradable waste | |
| Zhu et al. | Combustion Characteristics of Cattle Manure and Pulverized Coal Co-firing under Oxy-Fuel Atmosphere in Non-Isothermal and Isothermal Conditions. | |
| CN104673339A (en) | Device for smokeless carbonizing treatment on crop straws | |
| Smith et al. | Reduced climate impacts of dairy sludge management by introducing hydrothermal carbonization | |
| Taneja et al. | A comprehensive review on the scope of biogas production from various biowastes and its use as an automotive fuel | |
| KR102395729B1 (en) | biomass torrefaction fuel cooling method | |
| Harsha et al. | Liquid State Anaerobic Co-digestion of Cattle Manure and Wheat Straw at Various Mix Ratios for Optimal Biogas Production. | |
| KR102395723B1 (en) | biomass torrefaction fuel manufacturing method | |
| Mohanty et al. | Industrial applications of anaerobic digestion |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20180725 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20180925 |
|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20220515 |