ПРОИЗВОДСТВО БОГАТЫХ ПОЛЕЗНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ БИОУДОБРЕНИЙ

В ответ на новость о том, что бюджет программы поддержки потребления энергии и тепла из возобновляемых источников (RHI) существенно вырастет к 2021 году, британская индустрия анаэробного сбраживания (AD) вздохнула с облегчением. Несмотря на то, что до 2019 года Министерство энергетики и борьбы с изменениями климата (DECC) ограничило поддержку стимулирующих тарифов FIT на прежнем уровне 20 МВт в год, отрасль продолжает демонстрировать рост. В секторе, помимо заводов по переработке воды, работает более 270 предприятий, и по состоянию на 2016-й год ещё около 90 новых объектов находятся на стадии разработки*. Вопреки скептически настроенному политическому фону, успех AD-индустрии означает оптимизацию каждой отдельной операции, составляющей техпроцесс сбраживания – от начала и до конца. Операторы, завоевавшие лидирующие позиции на рынке, понимают, что решение задачи максимизации питательной ценности значительных объёмов дигестата, производимого в процессе анаэробного сбраживания, равносильно разнице между успехом и поражением всего проекта.

_HRS - Creating a Richer Biofertiliser

Преимущества дигестата

Богатый азотом, фосфором и калием, дигестат может служить идеальной заменой для химических удобрений. Испытания, проведённые в рамках программы действий в области ресурсов и отходов (WRAP) и проекта DC-Agri, показали, что использование дигестата позволяет повысить урожайность культур по сравнению с традиционными удобрениями в мешках. Биоудобрения также способствуют увеличению уровня органических веществ в почве и росту водоудерживающей способности, тем самым формируя лучшую структуру почвы. Кроме того, замена химических удобрений дигестатом принесёт значительную экономию денежных средств.

На пути к соответствию стандарту PAS 110

Стандарт качества PAS 110 помогает бороться с негативными предрассудками фермерского сообщества, которое до недавнего времени не было знакомо с использованием дигестата в качестве биоудобрения. Наряду с определением пределов использования физических загрязнителей окружающей среды, таких как пластмассы, стандарт PAS 110 вводит требования к пастеризации сырья для технологии AD. Например, с использованием таких технологий, как система пастеризации осадка периодического действия с тремя резервуарами от компании HRS. Уже сегодня пастеризация входит в перечень юридических требований к предприятиям, занимающимся обработкой смешанных пищевых отходов или других материалов, которые должны соответствовать Положению о побочных продуктах жизнедеятельности животных (ABP). Но с каждым годом все больше и больше промышленных объектов, обрабатывающих другое сырьё (кроме ABP), начинают выпускать дигестат, соответствующий стандарту PAS 110, желая продемонстрировать потенциальным конечным пользователям свою приверженность высокому качеству продукта и его универсальности для любых задач.

Сложности при производстве дигестата

Сложности, связанные с соответствием стандарту PAS 110, являются лишь одним из многих препятствий, которые необходимо преодолевать производителям дигестата, чтобы ценный побочный продукт использовался повсеместно. Анаэробное сбраживание – это непрерывный процесс, а это значит, что дигестат производится постоянно. При использовании типичной AD-установки мощностью 1,5 МВт с производительностью до 40 000 тонн низкосортного жидкого дигестата в год, компании-производители сталкиваются с серьёзными экономическими и материально-техническими проблемами, связанными с хранением и транспортировкой их биоудобрений.

Особенно важно позаботится о хранении, поскольку удобрения не вводятся в почву круглый год. Для регионов NVZ (зона, чувствительная к нитратам) нормативные акты фактически запрещают использование дигестата в определённые периоды времени. В других областях, где такого запрета нет, ввод удобрений в течение всего года также нельзя считать грамотным подходом, а иногда это просто невозможно. Чтобы азот, содержащийся в дигестате, использовался оптимально, удобрение следует добавлять в почву в периоды максимального роста урожая, когда сельскохозяйственные культуры в наибольшей степени нуждаются в питательных веществах. Это не только полезно для урожая, но и подразумевает максимальную выгоду для производителей удобрений в сезон.

Подготовка достаточных по вместимости складских площадей, необходимых для хранения больших объёмов жидкого дигестата, где он будет находиться до момента отправки и введения в почву, может стать настоящей головной болью для AD-оператора. Не говоря уже о значительных расходах, связанных с этим. Однако разделение жидкой фракции с извлечением твёрдых компонентов (которые легче складировать, хранить и транспортировать) часто может означать снижение содержания питательных веществ. Поэтому производители крайне нуждаются в таком решении, которое позволит уменьшить объём дигестата без потери его питательных свойств.

Концентрированный дигестат

В системах концентрации дигестата (DCS) от компании HRS производится значительное уменьшение объёмов дигестата за счёт удаления до 80 % воды, содержащейся в жидкой фракции,  методом испарения и повышения концентрации до 20 % сухого вещества с одновременным увеличением содержания питательных веществ. Это делает обращение, хранение и транспортировку дигестата не только проще, но и дешевле.

Первая стадия обработки в DCS включает нагрев жидкого дигестата в теплообменниках; при этом дополнительная вода или энергия не требуется, поскольку в качестве рабочей среды обычно используется избыточная вода из генератора ТЭЦ (её нормальная температура 85 °С). Затем дигестат закачивается в циклонный сепаратор; с помощью быстро вращающегося потока воздуха твёрдые частицы (слишком тяжёлые, чтобы следовать по крутой кривой воздушного потока) падают на дно циклона, откуда их можно извлечь.

Пар, полученный на первой стадии (обычно его температура 70 °С), затем используется в качестве нагревательной среды для второго этапа, в результате чего процесс повторяется. Последующий пар (обычно с температурой 60 °С) используется в качестве нагревательной среды для третьего цикла и т. д. Число циклов обработки определяется требуемым уровнем концентрации сухих твёрдых веществ и доступным количеством запасного тепла, но, как правило, не превышает четырёх. После окончательной обработки пар конденсируется обратно в воду и затем может быть использован для разбавления сырья, поступающего на вход биореактора; это полностью замкнутая система. Установка DCS полностью самодостаточна – ни капли воды или энергии не привлекается отдельно и не расходуется впустую. Всё используется повторно.

Повышение содержания питательных веществ

Высокие температуры, необходимые для концентрирования дигестата, могут привести к выделению аммиака, который придаёт продукту характерный неприятный запах. Тем не менее, система DCS решает эту проблему путём кислотной добавки: в дигестат вводится серная кислота, понижающая уровень pH. В результате аммиак превращается в сульфат аммония, который не только обладает меньшим запахом, но также является идеальным биоудобрением. Поэтому, при снижении объёма дигестата, содержание питательных веществ не только не уменьшается, но на самом деле увеличивается.

Многочисленные преимущества

Производство концентрированного, богатого полезными компонентами удобрения – не единственное преимущество системы концентрации дигестата от компании HRS:

  • Она сокращает эксплуатационные накладные расходы за счёт снижения затрат на транспортировку, а также приобретение и хранение рабочей жидкости. На самом деле DCS позволяет сократить место для хранения вдвое.
  • В отличие от традиционных осушителей органического осадка, которые потребляют большую мощность для создания небольшого количества продукта, система DCS чрезвычайно энергоэффективна; избыточное тепло от генератора ТЭЦ может быть повторно использовано до 4-х раз, а сточные воды затем подаются обратно на вход установки. Никакой дополнительной энергии или воды не требуется, и ничего не расходуется впустую.
  • Заводы-производители могут заявить об участии в RHI и требовать льгот за использования DCS, увеличивая тем самым свою прибыль.
  • Как полностью автоматизированная система, plug-and-play, DCS – гибкое решение, которое может быть адаптировано для любой конкретной задачи.

 

Рекомендации AD-операторам, желающим максимизировать питательную ценность дигестата, просты. Для снижения затрат на хранение и транспортировку при одновременном увеличении содержания питательных веществ в дигестате необходимо использовать систему концентрации дигестата DCS, она позволит повысить эффективность оборудования за счёт повторного использования тепла и воды из других маршрутов технологического процесса; заявить об участии в RHI; получить сертификат соответствия PAS 110, служащий подтверждением качества дигестата для потенциальных покупателей; а также вносить удобрения в почву только тогда, когда растения нуждается в них больше всего. В конце концов, сегодня жёсткая конкуренция в AD-секторе позволяет остаться на плаву лишь тем производителям, которые оптимизируют каждый аспект своего бизнеса и, в результате, имеют наибольшие шансы на успех.

 

Автор: менеджер по международным продажам HRS Heat Exchangers Мэтт Хейл (Matt Hale).

 

© 2018 HRS Heat Exchangers. All Rights Reserved

Продолжая пользоваться сайтом, вы соглашаетесь с использованием cookies-файлов. Подробнее. Подробнее

Параметры cookies-файлов на этом сайте установлены, как "разрешить cookies ", чтобы обеспечить Вам лучший просмотр сайта. Если вы будете продолжать использовать этот веб-сайт без изменения настроек cookies-файлов или нажмете кнопку "Принять", то вы соглашаетесь с этим.

Закрыть