6. Ресурсы биомассы отходов для получения биогаза в липецкой области

6.1.Органическик отходы населенных пунктов

Твердые бытовые отходы

Нормы образование ТБО на одного человека в сутки для городских и сельских жителей:

- для городских жителей: 1,2 кг/чел/сутки;

- для сельских жителей: 0,52 кг/чел/сутки (пищевые отходы используются для корма домашних животных и птицы) [12, с. 77].

Теплотворная способность ТБО в среднем составляет 0,2 т у.т. на одну тонну сухого вещества ТБО, но так как влажность данного субстрата составляет 50 % [11], то 1 кг сухого вещества будет соответствовать 100:(100-50) = 2 кг свежего ТБО. Значит, теплотворная способность составит 0,1 т у.т.

По данным Всероссийской переписи 2010 года население Липецкой области составляет 1 173 513 человек, из них городское население составляет 747 213, а сельское соответственно 426 300 человек [38].

Городские жители за сутки образуют 896,6556 т ТБО, за год это 327279,3 т ТБО. Теплотворная способность такого кол-ва отходов составит 32727,9 т у.т.

Сельские жители за сутки образуют 221,676 т ТБО, за год это 80 911,740 т ТБО. Теплотворная способность такого кол-ва отходов составит 8091,174 т у.т.

В общей сложности от населения в Липецкой области в год образуется

408191 т ТБО, что эквивалентно 40818,9 т у.т. Экономический потенциал - по количеству ТБО для городского населения, так как в ближайшие годы только ТБО городов могут быть переработаны, составляет 32727,9 т у.т.

Валовой потенциал энергии ресурсов ТБО составляет 40818,9 т у.т. (рассчитывался на все население региона). Технический потенциал - на население городов и сельских жителей (без пищевых отходов)

Твердые бытовые отходы в среднем выделяют 100 м³ биогаза на тонну сухого вещества [Табл. П. 1.1.], но так как влажность субстрата составляет 50 %, то выход биогаза составит 50 м³. В ближайшие годы только ТБО городов могут быть переработаны, поэтому 327 279,3 т ТБО дает 16 363 965 м³.

Для отапливания жилого помещения площадью 100 м² необходимо 25 м³ биогаза в сутки. Для подогрева воды для домашних и гигиенических целей и приготовления пищи на семью 5-6 человек 3 раза в сутки необходимо 5-6 м³ биогаза в сутки. Продолжительность отопительного периода на территории Липецкой области - 7 месяцев - примерно 210 дней (с октября по апрель, включая неполные месяцы октябрь и апрель) [6].

Получаем, что зимой за сутки расходуется в среднем 25 м³ на отопление площади равной 100 м² и 6 м³ на подогрев воды для домашних и гигиенических целей и приготовления пищи на семью 5-6 человек 3 раза в сутки [12, с. 82]. За отопительный сезон (210 суток) сжигается 6510 м³ газа, за теплый период сжигается 930 м³ газа. То есть в год требуется 7440 м³ газа.

16363965 7440 = 2200

Значит энергией и теплом можно обеспечить в течение года население численностью примерно 11000 человек.

При производстве биогаза, одновременно получаются уже готовые к применению удобрения - это сопутствующий продукт любой биоустановки. В обычных отходах (например, навозе) минеральные вещества химически связаны с органикой, и растения не могут их «переварить». В переброженной биомассе минералы отделены от органики, поэтому легко усваиваются. Это очень выгодный бизнес, поскольку себестоимость производства одного литра удобрений составляет максимум 10 центов при наличии линии сушки и комплектации [42].

Так как ТБО на 60 % состоит из легко разлагающихся материалов - органика, бумага, дерево, то именно из этого кол-ва отходов можно получить биоудобрения. Из расчета того, что 1 т отходов дает 0,8 т обеззараженных удобрений, получаем 327279,3 т × 0,6= 196367,6 т, такое кол-во отходов дает около 157094 т органических удобрений.

Осадки городских сточных вод (ОСВ)

На одного человека в сутки образуется до 0,26 кг осадков сточных вод при влажности 75 %. Теплотворная способность 1 кг сухого осадка составляет 2000 ккал или 6,8 кг у.т. в год на одного человека, но так как влажность данного субстрата составляет 75 % [12, с. 79], то 1 кг сухого вещества будет соответствовать 100:(100-75) = 4 кг свежих сточных вод. Значит, теплотворная способность составит 1,7 т у.т. в год на одного человека.

В Липецкой области в сутки образуется 305,1134 т осадков сточных вод, в год – 111366,4 т. Теплотворная способность такого кол-ва отходов составляет 1995 т у.т. (1,7 1173513=1995 т у.т.).

Валовой потенциал энергии биомассы ОСВ составляет 1995 т у.т. (это энергетический ресурс ОСВ на все население региона). Технический и экономический потенциалы составляет 1270 т у.т. (это энергетический ресурс ОСВ только городского населения, так как в ближайшие годы только осадки городов могут быть использованы для получения энергии).

В зависимости от химического состава осадков при сбраживании выделяется от 5 до 15 м³ биогаза на т сухого вещества, но так как влажность субстрата составляет 75 % [40], то выход биогаза составит 3 м³. Городское население образует 70910,5 т сточных отходов, это эквивалентно 212731,5 м³ биогаза

212731,5 ÷ 7440 = 28,6

Значит энергией и теплом можно обеспечить в течение года население численностью примерно 150 человек.

Также 1 т отходов дает 0,8-0,9 т обеззараженных удобрений значит, из 70910,5 т отходов от городского населения образуется около 56728 т органических удобрений.