Biogaz oczyszczalniany – energia ze ścieków

Biogaz oczyszczalniany? Branża wodno-kanalizacyjna od 2022 roku zmaga się z poważnymi trudnościami. Wybuch wojny w Ukrainie oraz wzrost inflacji przyczyniły się do znacznego wzrostu cen energii. Energii, która jest niezbędna do świadczenia usług związanych z uzdatnianiem i dostarczaniem wody pitnej oraz odbiorem i oczyszczaniem ścieków.

Przedsiębiorczość firm branży wodno-kanalizacyjnej i ich zdolność do produkcji własnej energii przyczyniły się do ograniczenia strat finansowych. Strat, spowodowanych wysokimi cenami prądu oraz surowców do jego wytwarzania.

Spółki wodociągowe produkują energię elektryczną najczęściej na terenie oczyszczalni ścieków, w biogazowniach zasilanych osadami ściekowymi. Warto prześledzić proces oczyszczania ścieków, aby przekonać się jak wygląda ten proces obecnie i jak może wyglądać w przyszłości.

Oczyszczanie ścieków w pigułce

Pierwszym etapem procesu oczyszczania ścieków jest oczyszczanie mechaniczne. Proces ten do tej pory był niedoceniany, jednak z uwagi na rosnące koszty zagospodarowania odpadów i wyższe koszty zużycia energii elektrycznej, staje się elementem kluczowym.

Rozpoczyna się już od momentu wpływu ścieków do oczyszczalni. W budynku krat, na specjalnych sitach, odsiewane są tzw. skratki. To duże zanieczyszczenia, takie jak opakowania z tworzyw sztucznych, resztki z jedzenia, gałęzie czy artykuły higieniczne. Następnie ścieki są oczyszczane z piasku w tzw. piaskownikach.

W kontekście polityki gospodarki obiegu zamkniętego coraz więcej firm wodno-kanalizacyjnych dokłada starań, aby odseparowany piasek przestał być odpadem, dzięki czemu koszty jego zagospodarowania znacznie by zmalały lub mógłby być on wykorzystany na własne potrzeby.

Tak przygotowany ściek trafia kolejno do osadników wstępnych, gdzie dzięki sedymentacji oddzielana jest duża zawiesina organiczna. W wyniku tego procesu powstaje tzw. osad wstępny. Osad, który wykorzystywany jest do procesu fermentacji beztlenowej i produkcji energii elektrycznej oraz cieplnej.

---

Kongres Biogazu już w grudniu – Sprawdź!

---

Biogaz oczyszczalniany i inny biogaz. Sprawdź!

W tym miejscu kończy się oczyszczanie mechaniczne, a zaczyna oczyszczanie biologiczne prowadzone w bioreaktorach.

Wyhodowane tam specjalne mikroorganizmy redukują zanieczyszczenia niewidoczne dla ludzkiego oka w procesie tlenowego oraz beztlenowego rozkładu. Ścieki z bioreaktorów trafiają do ostatniego etapu oczyszczania, czyli osadników wtórnych. Podobnie jak w przypadku osadników wstępnych, w tym miejscu oddzielany jest tzw. osad nadmierny, który podobnie jak osad wstępny trafia do procesu fermentacji. Część tego osadu jest zawracana do reaktorów biologicznych w celu utrzymania procesu. Oczyszczone ścieki trafiają bezpośrednio do odbiorników takich jak rzeki.

Produkcja energii na oczyszczalni ścieków

Główną formą wytwarzania energii w oczyszczalniach ścieków jest produkcja biogazu. Powstaje on w wyniku fermentacji metanowej osadów ściekowych: wstępnego i nadmiernego. Osady są fermentowane nie tylko w celu produkcji energii. Ale również zmniejszenia ich masy oraz higienizacji ułatwiającej dalsze przetwarzanie i wykorzystanie.

Przed fermentacją osady są zagęszczane do poziomu około 6% s.m.[1] (osad wstępny) 4% s.m. (osad nadmierny), a następnie mieszane i podawane do wydzielonych/ zamkniętych komór fermentacyjnych.

Biogaz oczyszczalniany

Proces ten jest przeprowadzany najczęściej w warunkach mezofilowych. Co umożliwia dobry balans pomiędzy ciepłem wymaganym do utrzymania stałej temperatury komór, a uzyskiem energii w formie biogazu. Coraz częściej zaczyna się mówić, że biogaz można pozyskiwać nie tylko poprzez fermentację osadów. Ale również przez fermentację skratek powstających w pierwszym etapie procesu oczyszczania ścieków.

Biogaz produkowany w oczyszczalniach ścieków charakteryzuje się dobrymi parametrami (stosunkowo wysoka zawartość metanu), które pozwalają na wykorzystanie go w celach energetycznych. Dlatego też w oczyszczalniach preferuje się wykorzystywanie biogazu na potrzeby własne, takie jak zapewnienie ciepła komorom fermentacyjnym i innym obiektom technologicznym oraz dostarczenie energii elektrycznej na potrzeby technologiczne i socjalne. W tym celu biogaz spalany jest przede wszystkim w agregatach kogeneracyjnych, kotłach grzewczych oraz niekiedy w kotłach instalacji do suszenia przefermentowanych osadów ściekowych. Biogaz tylko w wyjątkowych sytuacjach (awarie pozostałych odbiorników) powinien być spalany na pochodni celem uniknięcia emisji metanu (silnego gazu cieplarnianego) bezpośrednio do atmosfery.

To tylko fragment artykułu. Cały przeczytasz w raporcie. Pobierz za darmo!