Каталог товаров
Каталог продукции Весь каталог >>
Корзина пуста

Утилизация отходов переработки сахарной свеклы и навоза крупного рогатого скота

Бизнес направление: Очистка сточных вод
Тип решения: Комплексные решения
Отрасль: Пищевая
Заказчики: Агрокомплекс

Постановка задачи (краткая)

Заказчику необходимо провести утилизацию отходов переработки сахарной свеклы и навоза крупного рогатого скота, содержащих сложные углеводы, жирные кислоты и жиры.

Описание задачи (подробное)

Источниками отходов, подлежащих утилизации, служат:

  • свекольный жом, образующийся в процессе получения диффузионного сока;
  • меласса сахарной свеклы (патока), образующаяся при центрифугировании для отделения сахарозы;
  • жидкий навоз крупного рогатого скота;

Подготовительный этап

Перед составлением программы очистки объединенных производственных сточных вод предприятия был проведен аудит образующихся производственных и внутрихозяйственных отходов. Были опрощены специалисты, имеющие отношение к технологиям, в которых образуются отходы, а так же был проведен их анализ и экологическая оценка. Кроме того, специалистами агрокомплекса были предоставлены данные, касающиеся объемов образующихся отходов и дополнительного сырья, их количественного и качественного состава, предполагаемых для использования в составе субстрата.

На основании этих данных была составлена программа утилизации отходов с получением биогаза.

Предложенное решение

На основании полученных данных, для получения субстрата оптимального состава, необходимого для обеспечения условий анаэробного сбраживания, в добавление к образующимся отходам переработки сахарной свеклы и содержания крупного рогатого скота, было предложено использовать кукурузный силос для повышения углеродной составляющей субстрата.

Таким образом, в состав субстрата, используемого для получения биогаза и минерализованных органических удобрений, входят:

  • свекольный жом, образующийся в процессе получения диффузионного сока;
  • меласса сахарной свеклы (патока), образующаяся при центрифугировании для отделения сахарозы;
  • жидкий навоз крупного рогатого скота;
  • кукурузный силос;

На основании имеющихся данных по объему и составу жидкого и твердого субстрата, предназначенных для использования в установке анаэробного сбраживания и получения биогаза, были определены примерный выход биогаза и доля метана, входящая в его состав, а также необходимая мощность установки когенерации, для производства тепловой и электрической энергии. Электрическая энергия используется для технологических нужд, а ее излишек может быть реализован по программе «зеленого тарифа».

На основе этих данных было предложено комплексное решение по утилизации отходов и получению биогаза:

  • система подготовки и дозирования жидкого субстрата: приемная емкость, оборудованная миксерными мешалками и камнеловушками, устройства дозирования и подачи субстрата;
  • система подготовки и дозирования сухого субстрата: приемный бункер, барабан разжижения, устройства дозирования и подачи субстрата;
  • система основного сбраживания субстрата: реактор с двойной мембранной кровлей (куполом) и системой обогрева, с комплектом миксеров на высоких и низких оборотах, в котором установлены контрольно-измерительные приборы и предохранительные клапаны, стенки реактора выполнены из железобетона, с газонепроницаемым покрытием и с теплоизоляцией;
  • система последующего сбраживания субстрата: реактор с двойной мембранной кровлей (куполом) и системой обогрева, с комплектом миксеров на высоких и низких оборотах, с увтановленными контрольно-измерительными приборами и предохранительные клапаны, стенки реактора, выполненные из железобетона, имеют газонепроницаемое покрытие и наружную теплоизоляцию;
  • система накопления дигестата: лагуна накопления;
  • система разделения твердого и жидкого дигестата: шнековый сепаратор;
  • система подготовки очистки биогаза: установка десульфуризации активированным углем, система удаления конденсата, биогазоанализатор
  • Когенерационная машина.

Предложенная технологическая схема утилизации отходов переработки сахарной свеклы и навоза крупного рогатого скота представлена на рисунке.

В приемную емкость для жидкого субстрата подается меласса и жидкий навоз, а также имеющий высокую влажность свекольный жом, где перемешиваются с помощью усреднительной миксерной мешалки. Для исключения попадания крупных включений, которые могут повредить работе насосов и другого оборудования, всасывающий насос для жидкого навоза оборудован камнеловушками. Дозирование подачи жидкого субстрата производится с помощью контроллеров уровня и клапаных устройств.

Кукурузный силос, прошедший предварительную стадию измельчения, подается в бункер для сухого сырья. Дозирование обеспечивается с помощью взвешивающего бака. Рециркуляционный анаэробный ил подается в барабан разжижения, вместе с частью сухого субстрата. Необходимая степень разжижения сухого субстрата определяется по результатам анализа.

Сухой и жидкий субстрат дозируется непосредственно в основной реактор анаэробного сбраживания, где и перемешиваются в емкости реактора.

Загрузка реактора осуществляется порционно, квазинепрерывным способом, методом нагнетания свежего субстрата и откачивания перебродившей биомассы, которая затем направляется в реактор дображивания. Окончательно сброженный дигестат перекачивается в лагуну накопления. Обезвоживание осадка производится с помощью шнекового сепаратора. Получаемая при этом жидкая фаза дигестата подвергается стерилизации и используется как жидкое органическое удобрение, в котором имеется большое содержание аммонийного азота и фосфатов.

Часть твердого дигестата направляется для разбавления и дозирования в реактор сбраживания, а избыток может быть, использован в качестве твердого органического удобрения, так как содержит большое количество простых углеродных соединений, полученных в результате минерализации органического субстрата. Пребывание субстрата в емкости реактора определяется его анализами, а также составом получаемого биогаза.

Перемешивание субстрата, необходимое для обеспечения контакта бактерий, осуществляющих гидролитическую ферментацию на первой ступени процесса анаэробного сбраживания, проводится с помощью комплекта мешалок, работающих на низких и высоких оборотах, которые могут устанавливаться на разной высоте, в зависимости от требований технологии.

Для наблюдения за ходом процесса устанавливается освещаемое смотровое окно, а для отбора анализов субстрата в основном и дополнительном реакторах, сбраживания и дображивания субстрата, применяются автоматические пробоотборники. Уровень наполнения реактора регулируется и контролируется с помощью датчиков уровня.

Температура процесса и работа систем обогрева реакторов сбраживания и дображивания контролируется с помощью температурных датчиков.

Емкости реакторов сбраживания и дображивания, представляющие собой конструкции, выполненные из железобетона, с газонепроницаемым покрытием и внешней теплоизоляцией, покрыты двойной мембранной кровлей (куполом).

Между внутренней и внешней мембраной закачивается воздух, объем которого определяется количеством вырабатываемого биогаза и позволяет держать мембранную кровлю в постоянно натянутом состоянии.

Благодаря такой конструкции, их внутреннее пространство используется для накопления биогаза, что позволяет избежать капитальных затрат на строительство газгольдера.

Частичная десульфуризация биогаза проводится непосредственно в емкости реактора, за счет введения воздуха, необходимого для обеспечения жизнедеятельности сульфоредуцирующих бактерий, окисляющих сероводород до элементарной серы и ее кислородосодержащих соединений.

Процесс повледующей десульфуризации проводится установке с наполнителем из активированного угля.

Удаление паров воды из биогаза производится с помощью системы удаления конденсата. Для контроля процесса очистки биогаза используется биогазоанализатор.

Для переработки биогаза на электрическую энергию и тепло используется когенерационная машина, представляющая собой автономную энергоустановку, использующую двигатель внутреннего сгорания специальной конструкции.

Очищенный от примесей и готовый к использованию, биогаз подается на установку когенерации, оборудованную линиями регулировки, синхронным генератором и системами охлаждения, для получения электрической энергии и тепла.

В случае аварийной остановки систем переработки биогаза, используется открытая факельная установка, предназначенная для дожига избыточного количества вырабатываемого биогаза.

Контроль работы установки по утилизации отходов и получению биогаза контролируется с помощью контроллерных датчиков уровня, установленных в реакторных, приемных и накопительных емкостях, а также датчиками температуры и уровня рН среды. Кроме того, контроль работы установки по анаэробному сбраживанию отходов и очистке биогаза проводится с помощью биогазоанализатора.

Все системы контроля и управления объединены в единую сенсорную контрольную сенсорную панель, на которой в удобном графическом интерфейсе демонстрируется работа всех установок, и фиксируются контрольные показатели течения технологического процесса. Кроме того эти данные доступны на экране подключенного к панели управления мониторе персонального компьютера, а также в удаленном доступе. Для сервисного обслуживания комплекса используется система SCADA, позволяющая осуществлять мониторинг работы системы и удаленный контроль ее работы, установленный пакетом услуг.

Непрерывность работы всех систем подачи и выгрузки обеспечивается наличием резервных насосов и другого оборудования. Резервные системы заменяют основные насосы и оборудование в случае проведения плановых и капитальных ремонтов, входящих в регламент обслуживания при эксплуатации комплекса по утилизации отходов производства и получению биогаза. Все металлические части установок комплекса по очистке сточной воды изготовлены из коррозионно-стойкой стали. Качество изготовления и сборки всех систем комплекса по получению биогаза, а также применяемых материалов гарантирует его долгосрочность и эффективность его эксплуатации.

В состав сооружений для утилизации отходов и получения биогаза входит следующее оборудование:

Название оборудования

Приемная емкость для жидкого субстрата из коррозионно-стойкой стали

Миксер для приемной емкости жидкого субстрата, контроллеры уровня, клапаны

Всасывающий насос с камнеловушкой

Подающий насос для жидкого навоза

Бункер для сухого сырья

Барабан разжижения сухого субстрата

Взвешивающий бак

Бункерный питающий насос для подачи сухого вещества в реактор сбраживания

Питающий насос для подачи сухого разбавленного субстрата в реактор сбраживания

Всасывающий трубопровод с камнеловушкой для подачи в реактор сбраживания

Нагнетательный трубопровод с пневматическими клапанами для подачи в реактор сбраживания

Расходомер

Двойная мембранная кровля для реактора сбраживания

Комплект высокооборотных и низкооборотных миксеров для реактора сбраживания

Система обогрева реактора сбраживания, с отопительными каналами, насосами и клапанами

Датчики измерения уровня газа, давления газа, температуры для реактора сбраживания

Датчики измерения давления уровня субстрата для реактора сбраживания

Пробоотборник и окно с освещением для реактора сбраживания

Предохранительные газовые клапаны высокого и низкого давления для реактора сбраживания

Двойная мембранная кровля для реактора дображивания

Комплект высокооборотных и низкооборотных миксеров для реактора дображивания

Система обогрева для реактора дображивания, с отопительными каналами, насосами и клапанами

Датчики измерения уровня газа, давления газа, температуры для реактора дображивания

Датчики измерения давления уровня субстрата для реактора дображивания

Пробоотборник и окно с освещением для реактора дображивания

Предохранительные газовые клапаны высокого и низкого давления для реактора дображивания

Перекачивающие насосы на лагуну накопления

Подающие насосы на установку обезвоживания дигестата

Шнековый сепаратор

Биогазоанализатор

Десульфуризационный бустер

Компрессор сжатого воздуха

Установка десульфуризации активированным углем

Конденсатный насос для извлечения паров воды с контроллером уровня

Открытый факел с газовой воздуходувкой

Установка когенерации с линиями регулировки, расходомером, синхронным генератором и системами охлаждения

Электрическая панель управления с Siemens

Система SCADA

Документы и чертежи

Руководство по эксплуатации

Шеф-монтаж, пуско-наладка, обучение оператора биогазовой установки

Инжиниринг

Гарантия 12 месяцев и техническая поддержка 24 месяца

Реализованное решение

Предложенное комплексное решение по утилизации отходов предприятия агрокомплекса от переработки сахарной свеклы и содержания крупного рогатого скота с получением биогаза было принято Заказчиком в полном объеме. В ходе запуска комплекса по утилизации отходов и получения биогаза были реализованы все проектные параметры его работы.

Автор

Автор: nomitech.ru

Дата: 27.06.2016

Вернуться назад