大自然激发了先进的厌氧技术,将废水清洁地转化为绿色能源
当太阳能、风能和潮汐能占据每日头条时,一种截然不同的绿色能源技术正在全球悄然取得真正的进展。
全球水利工程
厌氧废水消化技术不仅满足了工业彻底清理排放到环境中的废水的需要,而且还满足了工业摆脱化石燃料的成本和污染的需要。
对于使用它们的工业来说,至关重要的是,这些技术提供了可靠和可预测的基本负荷能量供应。
除了清洁废水的出色工作,到目前为止,厌氧废水处理的最大优势是在废水处理过程中控制、连续产生有价值的沼气(甲烷)。这些甲烷并没有污染大气,而是被反馈到工业过程中,用于取暖和锅炉。
在收集到剩余天然气的地方,可以将其供应给当地的发电机,发电机可以就地提供能源,也可以将其直接输送到当地电网,以赚取电力和碳信用额。最好的技术,如全球水工程公司的RAPTOR技术,几乎可以将任何有机残留物转化为沼气。
由于其效率高,厌氧消化设施已被联合国开发计划署确认为最有用的分散能源供应来源之一,因为它们不像大型发电厂那样资本密集。它们还可以为当地提供能源供应,使当地社区受益,并消除对大型、经常有臭味和环境挑战的泻湖的需求。
随着对减缓气候变化、废物资源再利用和降低资本成本的新技术方法的日益重视,厌氧消化近年来受到了一些国家政府的越来越多的关注,特别是那些基础设施投资很高的新兴地区,如亚洲、南美和东欧。
古老的工艺,加上现代的扭曲
厌氧消化是一种生物过程,细菌将有机物质分解成更基本的化合物,而不需要氧气作为这个过程的组成部分。随着数十亿年前植物的出现,厌氧消化发生在缺乏氧气的自然环境中,如沼泽、渍水的土壤,以及持续被水覆盖的地面,如湖泊和河流。在现代技术的帮助下,这种自然过程比有氧和物理化学过程更有效地消耗和转化废物。
现代厌氧过程极大地集中在环境和谐的封闭反应器中,在理想的温度和过程控制下运行,以优化废物消耗,并在此过程中从废水中的有机物质中产生大量甲烷(CH4)。
甲烷的产生量可以减少甚至完全取代生产过程中化石燃料的使用:厌氧消化一吨COD(化学需氧量)会产生350Nm3甲烷,相当于约312升燃料油,或产生约1300千瓦时的绿色电力。
任何有生物废物流或高COD(化学需氧量)废水的工厂都可以很容易地使用这种技术来发电。一些进行投资的公司在一年内就获得了回报。全球清洁水和绿色能源解决方案的领导者、全球水工程首席执行官Jean Pierre Ombregt先生表示,大多数公司通常在两年内实现这一目标。他的公司参与了亚洲、非洲、北美和南美、澳大利亚、中国、欧洲(包括东欧)和俄罗斯的300多个水和废水项目。
“大多数行业还没有意识到这棵绿色能源摇钱树的潜力。它们主要集中精力处理废水,以尽可能低的投资成本达到当地排放标准。通过这样做,废水处理装置只产生了额外的运营成本,从来没有被视为收入来源。
“然而,应用厌氧废水处理对废水处理基础设施的成本结构产生了完全不同的影响。它现在实际上可以成为世界各地许多工厂和加工厂的额外收入来源,包括食品、饮料、农业和其他初级产品加工业。”
“与此同时,他们也帮了供水一个大忙,因为GWE的厌氧废水处理装置的平均去除效率高达90-95%,将某些类型废水的有机负荷降至监管排放标准。对于负荷更重的废水,相对较小的额外后处理步骤可以进一步净化废水,甚至满足最严格的水再利用排放规定。”
GWE正在引进新一代技术,将废水副产品从工业处理费用转化为绿色能源利润。
GWE的RAPTOR有机残留物处理系统几乎可以将任何有机残留物或能源作物转化为沼气、宝贵的电或热。GWE已经成功地为全球客户建造和启用了超过75个沼气利用工厂。
RAPTOR技术代表快速转化有机残留物。这是一种强大的液态厌氧消化过程,由强化预处理和多步生物发酵组成。
“RAPTOR工厂是一个完整的解决方案,从处理能源作物的物流开始,到生产沼气、绿色电力或蒸汽。各种有机残留物类型都可以被处理,从而实现高效、快速的转化,或将其转化为农业肥料和沼气,”Ombregt先生说。“RAPTOR的沼气保证在业内是无与伦比的。”RAPTOR技术特别适用于以下行业:
- 食物浪费,如市场剩余,厨房垃圾,不合格的水果和蔬菜,多余的作物
- 农用工业残留物,如淀粉和糖浆,蔬菜或土豆废料
- 工业残留物,如啤酒厂废物(消耗的谷物),水果加工废物,和造纸厂污泥
- 能源作物,例如玉米(青贮),各种草,藻类
所加工材料的多样性意味着可以使用一系列不同的RAPTOR™预处理,以实现最高的转换效率。
快速厌氧消化
在RAPTOR工艺中,预处理和混合的基材浆料被转移到GWE的ANAMIX消化器中,该消化器采用节能和低维护的机械混合。消化池的尺寸可达12,000立方米。可选的额外设备包括一个泡沫破碎风扇,一个浮渣buster系统和底部砂砾陷阱。消化罐是完全绝缘的,通过一个特殊的热交换器回收消化罐内容物加热。
根据基质的性质,RAPTOR工厂可获得高达10-15 kg COD/m3 /天的装载率,以及高达6.3 Nm3 /天的沼气池沼气产量。
消化器的消化物通常在离心机中处理,以湿泥饼的形式去除和处理不可消化的固体,非常适合用作农业肥料。污泥饼干燥和制粒系统可用。
从沼气池中提取的浓缩液体在制浆阶段被添加到新鲜的固体废物中,或回收到焦油处理中,或最终在传统废水处理厂中处理。
RAPTOR过程中产生的沼气使用GWE的sulurix和Gasodrix系统进行脱硫和部分干燥,然后用于绿色发电。或者,它可以用于蒸汽锅炉的蒸汽生产,在这种情况下,脱硫和干燥通常是不需要的。
为了更环保的足迹
GWE封闭式厌氧处理系统防止大量的CH4排放到大气中。由于CH4的危害性是CO2的21倍,GWE的厌氧废水解决方案也有资格获得联合国京都清洁发展机制(CDM)和联合实施(JI)计划所列国家项目的减排证书。
GWE的厌氧废水处理除了具有经济优势外,显然还有环境优势,可以显著减少工厂的碳足迹。不仅要提供可再生能源,从而减少甚至消除化石燃料的使用,还要取代更传统的、污染甲烷的开放式泻湖,以及取代耗电和产生废渣的传统有氧污水处理厂。
来源:全球水与能源






