埋立地ガス効率。スキーム、説明

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との効率ガスを伐採する。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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200 つの埋立地からガスを生産すると、XNUMX 万以上のアパートに電力を供給でき、新たな無尽蔵のエネルギー源となります。埋め立てガスの何が問題になるのでしょうか?なぜゴミ王たちは埋め立て地からガスを取り出そうと急いでいないのでしょうか?

埋立地ガス効率

制作の歴史から

家庭ごみ エネルギー源として利用され始めたのは比較的最近のことです。特殊な工学構造を使用した最初の実験埋立地が 1937 年にカリフォルニアで開設されました。米国における埋め立てガスの研究と使用は、1965 年の固形廃棄物処理法可決後に強化されました。埋め立てガスの利用に関する取り組みは、1970 年代の石油危機の間に加速しました。 1980 年以来、米国政府は埋め立てガス生産者に税制優遇措置を提供し始めました。 1985 年にはすでに米国で廃棄物埋め立て地で生成されたバイオガスを使用する施設が 30 か所以上稼働していました。

現在、米国は埋め立てガス生産において世界のリーダーです。 1812 の埋立地のうち、427 でガス生成プロジェクトが稼働しています。そのほとんどは中西部とカリフォルニアに集中しています。アメリカの埋立地からガスを生成するプロジェクトの数は、国内のすべての埋立地の数とは相関しません。南部地域は埋立地数で首位だが、ガスプロジェクトの中では出遅れている。その先頭に立っているのが重工業の根幹である中西部だ。湖畔の州の産業発展により、埋め立て地からのガスの抽出とそのさらなる利用のための複雑な技術プロジェクトの実施が可能になりました。西部各州のプロジェクトの 70% 以上がカリフォルニアで行われています。廃棄物生産量では年間36万トンで第XNUMX位であるため、これは驚くべきことではありません。

埋立地ガスはどのように得られますか？

埋立地ガス効率

埋立地の廃棄物は、嫌気性 (酸素がない場合) 分解の結果、埋立地ガスを放出します。廃棄物の腐敗は、アシドゲンとメタン生成菌という XNUMX つの大きなファミリーに属するバクテリアの影響下で発生します。アシドゲンは、ごみを揮発性脂肪酸に一次分解します。つまり、脂肪から、メタンの最大収率が得られます。メタン生成菌は揮発性脂肪酸をメタンCHに変換します₄ および二酸化炭素CO₂. その結果、埋立地ガスは約 50% のメタン CH で構成されます。₄、50％CO₂、小さな不純物 H を含む₂Sおよびその他の有機物質。

埋立設計

埋め立て地からガスを得るには、埋め立て地の特別な設計が必要です。これにより、ガスを収集してさらに使用できるようになるだけでなく、土壌や地下水を汚染することなく環境基準を満たすことができます。

掘った穴の底はジオメンブレンで覆われ、さらに厚さ15メートルの粘土層で覆われます。ジオメンブレンは排水機能も備えた最新の防水素材です。このような保護は、土壌や地下水への浸出生成物の浸透を防ぐために作成されます。生ごみは何層にも分けて運び込まれ、一日の終わりにローラーマシンで圧縮され、悪臭を軽減し、生ごみが下に飛散するのを防ぐために必要な厚さ30～XNUMXcmの粘土の層で毎日のカバーで覆われます。風や鳥の影響。ピットを瓦礫で埋めた後、屋根と保護コーティングで覆われます。屋根は圧縮された粘土で構成され、瓦礫の上に日常の覆いやジオメンブレンよりも厚い層で置かれます。保護カバーは土壌層と植生カバーで構成されます。

ピットには、液体および気体の廃棄分解生成物を除去するための工学構造が装備されています。坑内には井戸とパイプが埋設され、ポンプ設備が設置されています。ゴミの分解の結果として生成されるメタンは埋め立て地から収集され、スクラバー（さまざまな化学プロセスおよび技術プロセスでガス状媒体から不純物を除去するために使用されるガス洗浄装置）に入ります。埋め立て地から出るガスを浄化する方法は、液体、通常は水でガスを洗浄することに基づいています。この方法により、ガスから塵粒子やエアロゾルを除去できます。

スクラバーで洗浄した後、ガスはコンプレッサーに入り、その後すでに使用できます。埋立地ガスは、熱と蒸気を生成するために直接使用され、車両燃料としても使用されます。得られたガスは、発電用の燃料としても使用できます。このために、ガスタービンとガスピストンの設置が使用されます。

埋立地ガスの悪影響

埋立地ガス効率

埋め立てガスの使用には幅広い可能性があり、その使用には明らかな利点があるにもかかわらず、このガスには多くの欠点もあります。人間の健康と生命にとって非常に危険な、有毒で有害な物質が大量に含まれています。埋め立て地から得られるバイオガスは、埋め立て地の周囲およびその表面の植生に悪影響を及ぼします。埋立地の形成と収集が適切に管理されていない場合、埋立処分場の内部のガス圧の放出により埋立地の破壊が発生します。最後に、埋め立てガスは温室効果ガスです。

固形廃棄物埋立地での埋立地ガスの生成と環境への影響を最小限に抑える問題は、非常に重要です。埋め立て地からのガスの抽出とさらなる利用は、環境と経済の観点から最も受け入れられ、有望かつ正当な解決策です。埋め立てガスの生産には、その抽出、精製、輸送のためにさまざまな費用のかかる手段が必要です。

世界の埋立地ガス生産量

年間のガス生産量を表 1 に示します。この表から、世界の埋立地ガスの利用量は年間約 1,2 億 m429 であり、これは 1 千トンのメタンに相当し、世界の排出量の XNUMX% に相当します。その生成量に比べて抽出されたガスの量はごくわずかです。現時点では、埋立地ガスを新しいものとして語るのは時期尚早です。 代替燃料. しかし、ゴミの巨大な堆積物の存在と、埋立地ガスの抽出と浄化のための技術の改善は、その重要性が将来的に高まることを示唆しています。

著者: Lyubov Melnikova、モスクワ州立大学地理学部

情報源

1. 国際エネルギー機関 iea.org
2.worldenergyoutlook.org
3. Gonopolsky A.M. 埋め立て地で生成されたバイオガスの市場利用の問題について

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