Руководство EPC по переработке кухонных отходов с использованием резервуаров GFS в Южной Африке

Южная Африка — страна разнообразных культур и кулинарных традиций, где ежедневное приготовление пищи в домах, ресторанах и на предприятиях пищевой промышленности генерирует значительное количество кухонных отходов. Этот поток органических отходов представляет собой серьезные экологические и логистические проблемы, если им не управлять должным образом. Поскольку Южная Африка стремится к устойчивым решениям для своих органических отходов и достижению целей в области возобновляемых источников энергии, преобразование кухонных отходов в биогаз представляет собой многообещающую возможность. В этой статье рассказывается, как опытные EPC Solutions используют процесс CSTR для преобразования кухонных отходов в биогаз, поддерживаемый передовыми решениями для хранения, такими как резервуары GFS.

В Южной Африке кухонные отходы поступают из широкого спектра источников, включая жилые дома, рестораны, отели, кафетерии и продовольственные рынки. Отходы в основном состоят из овощных и фруктовых очистков, остатков пищи, кофейной гущи, яичной скорлупы и небольшого количества мясных и молочных продуктов. Этот поток отходов характеризуется высоким содержанием влаги, высокой органической нагрузкой и быстрой разлагаемостью. В Южной Африке концентрация кухонных отходов в городских центрах, таких как Йоханнесбург и Кейптаун, создает локальные очаги образования органических отходов, что делает их идеальным сырьем для анаэробного сбраживания. Высокое содержание летучих твердых веществ и богатство питательными веществами кухонных отходов делают их отличным субстратом для производства биогаза, представляя значительную возможность для рекуперации ресурсов и производства энергии.

Преобразование кухонных отходов в биогаз достигается путем анаэробного сбраживания — естественного процесса, при котором микроорганизмы разлагают органические вещества в отсутствие кислорода. Процесс начинается со сбора и предварительной обработки кухонных отходов, включая сортировку для удаления загрязняющих веществ, измельчение для уменьшения размера частиц и разбавление для достижения оптимальной концентрации твердых веществ. Затем сырье подается в герметичный анаэробный реактор. Внутри реактора происходит ряд биохимических реакций — гидролиз, ацидогенез, ацетогенез и метаногенез — которые преобразуют сложные органические полимеры в более простые молекулы, в конечном итоге производя биогаз. Затем биогаз собирается, очищается и хранится для использования в производстве электроэнергии, тепла или топлива для приготовления пищи. Остаточный дигестат является ценным биоудобрением, богатым питательными веществами, которое может быть использовано для повышения продуктивности сельского хозяйства.

Процесс CSTR (реактор с перемешиваемым непрерывным действием) является краеугольной технологией для переработки кухонных отходов. Процесс CSTR — это технология анаэробной обработки, которая обеспечивает полное перемешивание и ферментацию сырья и микроорганизмов в закрытом резервуаре для производства биогаза. Реактор CSTR оснащен механическим перемешивающим устройством. Путем непрерывной или полунепрерывной подачи с постоянной скоростью органические сточные воды с высоким содержанием взвешенных твердых веществ и высокой концентрацией, а также анаэробные микроорганизмы находятся в состоянии относительно полного перемешивания и ферментации. Это эффективно разлагает органические вещества в сточных водах. Непрерывное перемешивание обеспечивает равномерное распределение температуры, pH и питательных веществ, что оптимизирует среду для анаэробных бактерий, приводя к высоким темпам производства биогаза и эффективной стабилизации отходов.

Для успешного и долговечного проекта по производству биогаза выбор резервуаров для хранения и крыш имеет первостепенное значение. Резервуары GFS, или резервуары из стекла, сплавленного со сталью, являются идеальным решением. После обжига при температуре 820–930 °C расплавленное стекло реагирует с поверхностью стальной пластины, образуя инертную и неорганическую связь. Это сочетает прочность и гибкость стали с выдающейся коррозионной стойкостью стекла, делая резервуары GFS высокоустойчивыми к коррозионным элементам, содержащимся в кухонных отходах. Двухмембранная крыша является предпочтительным решением для хранения биогаза в нормальных рабочих условиях. Ее основные преимущества включают оптимизацию затрат, поскольку она напрямую снижает стоимость крыши, и экономию пространства, поскольку она значительно уменьшает площадь пола и экономит затраты на строительство фундамента, необходимые для наземного газохранилища.

Для удовлетворения разнообразных потребностей проектов по хранению биогаза и воды предлагается ряд настраиваемых решений для крыш и резервуаров.

Решения для крыш: Алюминиевые геодезические купольные крыши обеспечивают повышенную коррозионную стойкость и широкие пролеты; крыши из стекла, сплавленного со сталью, герметичны и используются для контроля запахов; одно- и двухмембранные крыши превосходны для сбора биогаза; алюминиевые рифленые крыши являются экономичным вариантом для хранения воды; крыши из нержавеющей стали обеспечивают превосходную коррозионную стойкость в суровых условиях; а крыши из стеклопластика подходят для ситуаций, когда герметичность не требуется.

Решения для резервуаров: Оцинкованные стальные резервуары обеспечивают прочное, долговечное защитное покрытие; резервуары с эпоксидным покрытием, нанесенным методом сплавления, используют инновационную технологию покрытия от партнеров, таких как AkzoNobel, для превосходной защиты от коррозии; а резервуары из нержавеющей стали (AISI 304/316) разработаны для соответствия самым строгим требованиям к воде и жидкостям высокой чистоты.

Для полноценной работы биогазовой установки требуется ряд вспомогательного оборудования для обеспечения эксплуатационной эффективности и безопасности. Ключевое оборудование включает:

Газохранилище: Для хранения биогаза и балансировки спроса и предложения.

Черная мембрана: Используется для покрытия анаэробных лагун и контроля запахов.

Разделитель твердой и жидкой фаз: Для разделения дигестата на твердую и жидкую фракции для облегчения обращения.

Факельная установка: Для безопасного сжигания избыточного или факельного газа.

Подъемный насос: Для перекачки суспензий с высоким содержанием твердых веществ и сточных вод.

Резервуар для обезвоживания и десульфуризации: Для удаления водяного пара и коррозионного сероводорода (H2S) из биогаза.

Шнековая машина для обезвоживания осадка: Для эффективного обезвоживания осадка, образующегося в процессе.

Center Enamel является ведущим поставщиком комплексных EPC-решений для проектов по переработке кухонных отходов в биогаз. Их преимущества как универсального поставщика решений включают:

EPC-сервис: Предоставление полных услуг по проектированию, закупкам и строительству для обеспечения бесперебойного жизненного цикла проекта.

Пакет процессов: Предоставление оптимизированного технологического проектирования, адаптированного к конкретным характеристикам кухонных отходов.

Поставка оборудования: Производство и поставка высококачественных резервуаров GFS, крыш и всего необходимого вспомогательного оборудования.

Сертификаты: Соответствие высочайшим международным стандартам с сертификатами, включая CE/EN1090, ISO9001, NSF61, WARS, EN28765, и стандартами проектирования, такими как AWWA D103, OSHA и EuroCode.

Для сектора кухонных отходов Южной Африки преобразование органических отходов в биогаз является стратегическим шагом к устойчивому развитию и рекуперации ресурсов. Используя процесс CSTR и долговечную инфраструктуру, такую как резервуары GFS и двухмембранные крыши, специализированные EPC-решения могут обеспечить надежную и эффективную биогазовую установку. Этот подход эффективно снижает загрязнение окружающей среды, уменьшает зависимость от ископаемого топлива и производит ценное биоудобрение, создавая взаимовыгодную ситуацию для отрасли и окружающей среды.