Ogni anno il mondo produce enormi quantità di scarti organici, la maggior parte di origine domestica, commerciale e agricola, tutto ciò costituisce un miscuglio incontrollato e instabile di carta, cartone, scarti alimentari, plastica, gomma, vetro, rifiuti vari, metalli ed altro.
Sono dai 400 ai 450 milioni di tonnellate i rifiuti solidi urbani prodotti nelle sole città, cioè in media da 250 a 700 kg all’anno a persona.
Queste quantità di rifiuti solidi urbani aumentano ogni anno dal 3 al 6%, valore significativamente maggiore del tasso di crescita della popolazione.
La selezione meccanica dei rifiuti solidi urbani è tecnicamente difficile e non ha ancora trovato ampia applicazione. Il trattamento diretto o la combustione di enormi quantità di rifiuti è tecnicamente abbastanza problematica, ecologicamente pericoloso ed economicamente non sostenibile. Il metodo dominante nel loro trattamento è stato e rimane lo smaltimento nelle discariche e siti speciali. Questi siti sono sempre situati vicino alle città per poter ricevere i rifiuti urbani. In tali condizioni i rifiuti sono esposti alla biodegradazione intensiva, che è accompagnata dal rilascio di gas di discarica.
Il metano (CH4) e anidride carbonica (CO2) sono i macro-componenti del gas di discarica, il rapporto può variare da 40-70% al 30-60% rispettivamente. Azoto (N2), ossigeno (O2), idrogeno (H2) e vari composti organici sono presenti come componenti relativi. La composizione del gas di discarica condiziona alcune sue proprietà specifiche. Prima di tutto, il gas di discarica è infiammabile dato che il suo valore calorico è di circa 5500 Kcal per m3. È tossico in determinate concentrazioni. Indici di tossicità specifici sono determinati dalla presenza di un certo numero di contaminanti in tracce, come il solfuro di idrogeno (H2S). Di solito il gas da discarica ha un odore forte.
La produzione media di gas nel corpo della discarica si esaurisce entro 10-50 anni, il rendimento del gas specifico è 120-200 m3 per 1 tonnellata di rifiuti solidi urbani. Di norma, il processo più intenso di bioconversione dei rifiuti avviene entro i primi 5 anni, durante i quali si produce circa il 50% della riserva totale di gas. Allo stesso tempo, il gas di discarica è molto pericoloso sia a causa del rischio di incendio o esplosione che per l'impatto negativo sulla salute umana.
Il modo più efficace per ridurre le emissioni di metano dalle discariche è la sua raccolta e smaltimento. Nei primi anni '80 in molti paesi la gente ha cominciato ad estrarre gas di discarica, al fine di evitare problemi ambientali, incendi ed esplosioni. In seguito la produzione di energia elettrica da gas di discarica è diventata molto comune. La realizzazione di progetti per il recupero energetico del gas di discarica contribuisce a ridurre le emissioni di gas serra e di inquinanti atmosferici, influenza positivamente la qualità dell'aria e riduce il potenziale rischio per la salute umana. Tali progetti riducono anche la dipendenza energetica, creano posti di lavoro e aiutano a sviluppare le economie locali. A livello internazionale ci sono notevoli possibilità di espansione nell’utilizzo di energia da gas di discarica.
La preparazione di un moderno sito di trattamento dei rifiuti solidi urbani include l’impermeabilizzazione del fondo, l’impermeabilizzazione, il sistema di drenaggio del percolato, la posa di tubazioni per la raccolta del gas di discarica.
Durante la consegna dei rifiuti, questi vendono disposti a strati. I gas formatisi durante la bioconversione dei componenti organici vengono raccolti attraverso dei pozzi verticali che portano al collettore. Poi il gas viene spinto fino alla stazione di trattamento per la separazione dal gas condensato. Il gas preparato viene inviato al gasometro o direttamente verso il modulo di cogenerazione. L'energia elettrica e termica prodotta da generatori viene quindi immessa nella rete.

 

Indici quantitativi:

Il gas prodotto a partire da 1 milione di tonnellate di rifiuti solidi urbani alimenta un motore con potenza elettrica di 800-1000 kW/ora per 15-20 anni. E 'possibile ottenere 150-250 m3 di gas di discarica, con il 60-80% di contenuto in metano da 1 tonnellata di rifiuti solidi urbani.
Nella pratica mondiale ci sono i seguenti metodi di utilizzo del gas da discarica:

  1. • bruciarlo, che fornisce la rimozione di odore e di abbassamento del pericolo di incendio in discarica, allo stesso tempo il potenziale energetico del biogas non viene però utilizzato per scopi economici;
  2. • combustione diretta del gas di discarica per la produzione di energia termica;
  3. • l'utilizzo di gas di discarica come combustibile per i motori a gas per la produzione di energia elettrica e termica;
  4. • l'utilizzo del gas da discarica come combustibile per le turbine a gas per la produzione di energia elettrica e termica;
  5. • depurazione del gas da discarica per ottenere il 94 -95% del contenuto di metano, per il successivo suo impiego in rete per uso generale.
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La scelta di una applicazione o un altro metodo di utilizzo del gas di discarica dipende anche dalla situazione economica della discarica ed è definita dal bacino di utenza dei consumatori di energia prodotta con il gas da discarica. Nei paesi più sviluppati tale attività è sostenuta dal governo per mezzo di leggi speciali. Gli indici economici di progetti di estrazione di gas da discarica potrebbero essere molto redditizi, soprattutto nel caso in cui ci sia un consumo industriale di gas da discarica nei pressi del sito.

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