PL204784B1 - Urządzenie do intensyfikacji przemian biochemicznych we wnętrzu składowiska odpadów komunalnych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do intensyfikacji przemian biochemicznych we wnętrzu składowiska odpadów komunalnych.

Odpady komunalne deponowane na składowiskach podlegają przemianom biochemicznym. Zawarta w odpadach materia organiczna ulega mineralizacji, przy czym w zależności od wieku wysypiska oraz głębokości zalegania proces może odbywać się w warunkach tlenowych bądź beztlenowych. W eksploatacji wysypisk wyróżnia się trzy fazy: tlenową, fermentacji kwaśnej oraz fermentacji metanowej. Faza tlenowa trwa do około 1 miesiąca w tym czasie powietrze dociera do całej głębokości warstwy odpadów. Powstające odciekło swym składem przypominają ścieki deszczowe. Wraz z wyczerpaniem tlenu w hałdzie w wyniku przemian biochemicznych oraz dzięki zwiększeniu wysokości warstwy odpadów składowisko przechodzi w fazę fermentacji kwaśnej. Faza fermentacji kwaśnej trwa od 2 do 5 lat. W wyniki procesów beztlenowego rozkładu materii organicznej powstają w hałdzie odpadów kwasy organiczne, a wartość odczynu odcieków może spadać nawet poniżej 4 pH. W fazie fermentacji metanowej zachodzi rozkład obecnych w odpadach odpadów komunalnych kwasów organicznych do prostych związków to jest metanu i dwutlenku węgla. Powstaje tak zwany gaz wysypiskowy. W czasie eksploatacji składowiska dochodzi do stratyfikacji procesów biochemicznych w hałdzie odpadów. W warstwie powierzchniowej dominują procesy tlenowe, w głębszych warstwach zachodzi fermentacja kwaśna i metanowa. W najgłębszych, najstarszych warstwach hałdy zachodzi fermentacja metanowa. Faza w jakiej znajduje się składowisko zależy od dominujących w niej procesów. W chwili gdy zaczyna dominować fermentacja metanowa uważa się, że składowisko weszło w okres fazy metanowej.

W wyniku przemian biochemicznych fermentacji metanowej w składowiskach odpadów dochodzi do powstania biogazu. Prawidłowo zaprojektowane i eksploatowane składowiska posiadają systemy studni odgazowujących do ujmowania i odprowadzania biogazu. Ujmowanie biogazu jest istotne ze względu na bezpieczeństwo obiektu i ochronę przed samozapłonem oraz stanowi źródło cennego surowca energetycznego. Skład i ilość powstającego biogazu zależy od rodzaju odpadów oraz przebiegu procesów biochemicznych we wnętrzu hałdy. Przyjmuje się, że przeciętnie, przy odpowiednio prowadzonym odgazowywaniu biogaz wysypiskowy w 60% składa się z metanu CH4 natomiast w pozostał ej części jest to gł ównie dwutlenek wę gla CO2. W chwili obecnej aby uzyskać biogaz o odpowiednich parametrach umożliwiających jego wykorzystanie do celów energetycznych potrzeba ok. 5 lat.

Według wynalazku urządzenie do intensyfikacji przemian biochemicznych we wnętrzu składowiska odpadów komunalnych składa się z generatorów mikrofal - magnetronów, które połączone są z falowodami zakoń czonymi koń cówkami aplikacyjnymi.

Energia mikrofal dostarczana jest bezpośrednio do mikroorganizmów prowadzących przemiany związków organicznych znajdujących się w odpadach. Dzieje się tak za sprawa selektywności oddziaływania mikrofal. Z uwagi na fakt, że ogrzewanie ustaje w momencie wyłączenia dopływu promieniowania istnieje możliwość precyzyjnego sterowania temperaturą we wnętrzu hałdy odpadów. Dzięki otrzymanej dawce energii wzrasta aktywność biologiczna bakterii, intensywniej wykorzystują one związki organiczne zawarte w odpadach, co podnosi ogólną sprawność procesu. W miejscu zastosowania promieniowania następuje przyspieszenie przemian biochemicznych, szybciej zachodzi produkcja biogazu o wysokiej zawartości metanu. Wprowadzenie do hałdy odpadów promieniowania mikrofalowego podniesie szybkość przemian fermentacyjnych. Przykładowo dzięki podniesieniu temperatury z 20°C do 30°C pozwoli na blisko dwukrotne skrócenie niezbędnego czasu fermentacji przy jednoczesnym wzroście ilości produkowanego biogazu o około 20%.

Przedmiot wynalazku zostanie przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym urządzenie na składowisku w schemacie ogólnym.

Na szczycie zamkniętej kwatery hałdy odpadów 1 umieszcza się generatory mikrofal - magnetrony 2. Generatory 2 połączone są z falowodami 3. Falowody 3 wprowadzone są do hałdy odpadów 1. Końcówka 4 falowodu 3 aplikująca promieniowanie umieszczona jest w najgłębszych warstwach odpadów, w strefie gdzie zachodzi fermentacja metanowa. Ilość i rozmieszczenie generatorów 2 umożliwia równomierne podgrzanie całego rozpatrywanego obszaru.

Działanie urządzenia jest następujące:

Promieniowanie mikrofalowe z generatorów 2 wędruje falowodami 3 do wnętrza hałdy odpadów 1. Końcówka 4 aplikująca promieniowanie znajduje się w hałdzie na głębokości, w której dominują procesy fermentacji metanowej. W wyniku działania mikrofal wzrasta temperatura w pobliżu końcówki 4

PL 204 784 B1 aplikującej. W strefach gdzie nastąpił wzrost temperatury przyspieszeniu ulegają procesy biochemiczne, wzrasta szybkość oraz ilość powstającego biogazu, który poprzez studnie odgazowujące 5 jest odprowadzony do dalszego wykorzystania. Wraz ze starzeniem wysypiska i wyczerpywaniem się materii organicznej końcówka 4 podciągana jest do góry.

Claims (1)

1. Urządzenie do intensyfikacji przemian biochemicznych we wnętrzu składowiska odpadów komunalnych, znamienne tym, że składa się z generatorów mikrofal - magnetronów (2), które połączone są z falowodami (3) zakończonymi końcówkami (4) aplikacyjnymi.