راه حل کلید در دست با فرآیند CSTR برای کود مرغی به بیوگاز در اندونزی

بخش به سرعت در حال گسترش طیور اندونزی سالانه مقادیر عظیمی کود مرغ تولید می کند که بسیاری از آنها به صورت روباز انباشته می شوند یا به رودخانه ها شسته می شوند و باعث شکایات بویایی، آلودگی آب و انتشار کنترل نشده گازهای گلخانه ای می شوند. این مقاله توضیح می دهد که چگونه یک پروژه کلید در دست تبدیل کود مرغ به بیوگاز - که بر اساس فرآیند اثبات شده CSTR، مخازن GFS و سقف های غشایی دوگانه ساخته شده است - به یکپارچه سازان و اپراتورهای مزارع اندونزیایی کمک می کند تا یک بدهی را به برق، گرما و کود آلی تبدیل کنند. از پیش تصفیه تا مدیریت پساب، Center Enamel یک بسته کامل هضم بی هوازی را متناسب با شرایط مزارع گرمسیری و انتظارات زیست محیطی سختگیرانه ارائه می دهد.

اندونزی یکی از بزرگترین تولیدکنندگان طیور در جنوب شرق آسیا است و جمعیت ملی مرغ تخمگذار و گوشتی آن بیش از سه میلیارد پرنده در سال است. این صنعت به شدت در جاوا - از جمله جاوه غربی، جاوه مرکزی و جاوه شرقی - متمرکز شده است و از طریق طرح های مشارکت هسته ای-پلاسمایی به سومبا، سولاوسی و بالی گسترش یافته است. یک خانه مرغ تخمگذار 50,000 قطعه ای می تواند چندین تن کود در روز تولید کند و در سراسر کشور جریان زباله طیور انباشته شده به ده ها میلیون تن در سال می رسد. بیشتر مزارع کوچک و متوسط ​​هنوز کود را در مزارع روباز خشک می کنند، آن را ارزان به تجار محلی می فروشند یا آن را بدون تصفیه به کانال ها می شویند. پیامدها آشنا هستند: شکایات بوی آمونیاک از روستاهای همسایه، یوفتروفیکاسیون رودخانه ها و مخازن، تقاضای بالای اکسیژن بیولوژیکی در آب های دریافتی و متان آزاد شده بدون جذب. با سختگیرانه تر شدن مقررات زیست محیطی اندونزی و تقاضای مشتریان برای عملیات تخلیه صفر، یکپارچه سازان دیگر نمی توانند کود را به عنوان یک جریان زباله قابل دفع در نظر بگیرند.

تبدیل کود مرغ به بیوگاز از طریق هضم بی هوازی چندین مشکل را به طور همزمان حل می کند. اول، بخش آلی را تثبیت می کند، بو و سطح پاتوژن ها را به شدت کاهش می دهد به طوری که پساب دیگر خطر بهداشت عمومی را ایجاد نمی کند. دوم، متانی را که در غیر این صورت به جو متصاعد می شود، جذب کرده و آن را به انرژی مفید تبدیل می کند. سوم، محصولات جانبی - پساب مایع و الیافی - به اصلاح کننده های خاک غنی از مواد مغذی تبدیل می شوند که می توانند به مزارع روغن نخل، ذرت، برنج یا سبزیجات بازگردانده شوند و حلقه مواد مغذی را ببندند. جریان معمول پروژه ساده است: کود از خانه های طیور جمع آوری می شود، برای حذف شن و ماسه و بستر پیش تصفیه می شود، به یک مخزن همگن سازی برای مخلوط کردن و یکنواخت سازی جریان پمپ می شود، به طور مداوم به یک راکتور بی هوازی گرم شده تغذیه می شود و سپس از طریق جداسازی جامد-مایع عبور می کند. مایع جدا شده به مرحله ذخیره سازی یا تصفیه می رود، در حالی که بیوگاز آبگیری و گوگرد زدایی شده و به ژنراتور، دیگ بخار، مشعل یا واحد ارتقاء تحویل داده می شود.

قلب اکثر کارخانه های تجاری تبدیل کود مرغ به بیوگاز، راکتور مخزن همگن سازی پیوسته (CSTR) است. CSTR یک فناوری تصفیه بی هوازی است که در آن خوراک تخمیر و میکروارگانیسم ها در داخل یک مخزن بسته و عایق بندی شده به طور کامل مخلوط می شوند. راکتور مجهز به یک دستگاه همزن مکانیکی شامل شفت همزن، پاروها و یک میکسر جانبی یا بالایی است. با تغذیه نیمه پیوسته در دمای کنترل شده - معمولاً در محدوده مزوفیلیک یا ترموفیلیک - کود مرغ با جامدات بالا و جامعه میکروبی بی هوازی در حالت کاملاً مخلوط باقی می مانند، که از لایه بندی جلوگیری می کند، از تشکیل پوسته کف جلوگیری می کند و زیست توده فعال را در تماس با بستر تازه نگه می دارد. یک هضم کننده CSTR شیشه ای ذوب شده با فولاد همچنین دارای محافظ فشار مثبت و منفی، خط لوله بیوگاز و ورودی خوراک و نقطه تخلیه لجن است که برای زباله های طیور الیافی و غنی از نیتروژن طراحی شده است. این فرآیند به طور موثری ماده آلی را تجزیه کرده و جریان بیوگاز پایدار متشکل از متان و دی اکسید کربن تولید می کند.

بیوگاز خام خروجی از راکتور داغ و اشباع از رطوبت است و حاوی سولفید هیدروژن است که می تواند موتورها و دیگ های بخار را خورده کند. بنابراین، خط تصفیه با آبگیری بیوگاز برای حذف قطرات آب شروع می شود، و سپس گوگرد زدایی برای کاهش محتوای گوگرد. سپس یک فن تقویتی گاز تهویه شده را از طریق فلومتر به تجهیزات مصرف کننده نهایی انتخاب شده هدایت می کند. چهار مسیر استفاده رایج عبارتند از: تولید بیوگاز، که در آن متان یک ژنراتور را برای تولید برق به حرکت در می آورد؛ یک دیگ بخار، که در آن گاز مستقیماً برای گرمای مورد استفاده در گرمایش خانه های طیور یا بخار کارخانه فرآوری می سوزد؛ یک سیستم مشعل، که هنگام تجاوز تولید گاز از تقاضای در محل، تسکین فشار ایمن را فراهم می کند؛ و ارتقاء گاز طبیعی فشرده، که در آن بیوگاز تا بیش از 95٪ متان خالص شده و برای استفاده در خط لوله یا وسایل نقلیه فشرده می شود.

دو محصول ظاهر بالای زمین یک کارخانه مدرن تبدیل کود مرغ به بیوگاز را تعریف می کنند. اولین مورد مخزن شیشه ای ذوب شده با فولاد (GFS) است. پس از پخت در دمای 820 درجه سانتیگراد تا 930 درجه سانتیگراد، شیشه مذاب با سطح صفحه فولادی واکنش داده و یک پیوند معدنی بی اثر تشکیل می دهد که استحکام و انعطاف پذیری فولاد را با مقاومت عالی در برابر خوردگی شیشه ترکیب می کند. ساختار لایه پوشش دوگانه (2C2F) یک پوشش پایه و سطح داخلی متمایز و یک پوشش پایه و سطح خارجی را اعمال می کند و مخازن GFS را برای محیط مرطوب، اسیدی و غنی از آمونیاک در داخل هضم کننده بی هوازی مناسب می کند. محصول دوم سقف غشایی دوگانه است که هم به عنوان پوشش مخزن و هم به عنوان نگهدارنده گاز یکپارچه عمل می کند. در شرایط کاری عادی، این راه حل ترجیحی است: هزینه سقف را مستقیماً کاهش می دهد و در مقایسه با یک نگهدارنده گاز جداگانه نصب شده روی زمین، مساحت کف را به طور قابل توجهی کاهش داده و هزینه ساخت فونداسیون را صرفه جویی می کند.

علاوه بر مخازن پرچمدار GFS، Center Enamel سه خانواده مخزن اضافی را عرضه می کند تا هر جریان در کارخانه با ماده مناسب مطابقت داشته باشد:

مخازن فولادی گالوانیزه از طریق فرآیند گالوانیزاسیون، یک پوشش محافظ سخت، مقاوم در برابر سایش و بادوام دریافت می کنند و خدمات قابل اعتماد را برای جمع آوری آب و وظایف بافر ارائه می دهند.

مخازن اپوکسی پیوند شده با ذوب (FBE) با یک شریک پوشش جهانی توسعه یافته اند و یک پوشش اپوکسی پیوندی نوآورانه برای مایعات با خوردگی متوسط ​​ارائه می دهند.

مخازن فولاد ضد زنگ در گریدهای AISI 304/316، برای سخت ترین وظایف، از جمله آب با خلوص بالا و مایعات فرآیند خورنده رزرو شده اند.

یک کارخانه کلید در دست بیش از یک راکتور است و Center Enamel سخت افزار پشتیبانی مورد نیاز برای اجرای خط را به طور قابل اعتماد بسته بندی می کند:

نگهدارنده گاز بیوگاز تهویه شده را ذخیره می کند و نوسانات تقاضا بین راکتور و ژنراتور یا دیگ بخار را متعادل می کند.

غشای سیاه حوضچه های ذخیره سازی یا تصفیه لجن را می پوشاند و متان فرار را در مراحل انبساط کم هزینه جذب می کند.

جداساز جامد-مایع پساب هضم شده را به جامدات الیافی (قابل استفاده به عنوان کود آلی) و یک جریان مایع برای تصفیه بیشتر یا کاربرد در زمین تقسیم می کند.

سیستم مشعل گاز اضافی یا گاز راه اندازی را به طور ایمن در زمانی که تجهیزات پایین دستی آفلاین هستند، به طور مداوم می سوزاند.

پمپ بالابر کود همگن شده و لجن هضم شده را بین مخازن بدون گرفتگی منتقل می کند.

مخزن آبگیری و گوگرد زدایی بیوگاز خام را قبل از رسیدن به موتورها یا واحدهای ارتقاء تصفیه می کند.

دستگاه آبگیری لجن پیچی لجن جدا شده را آبگیری می کند تا هزینه حمل و نقل را کاهش دهد و یک اصلاح کننده خاک قابل انباشتگی تولید کند.

Center Enamel یک ارائه دهنده راه حل یک مرحله ای برای پروژه های تبدیل کود مرغ به بیوگاز است، نه صرفاً یک تامین کننده مخزن. مشتریان ما را برای موارد زیر استخدام می کنند:

خدمات EPC: مسئولیت تک نقطه ای از طراحی و تامین تجهیزات تا نظارت بر نصب و راه اندازی.

بسته فرآیند: یک خط تصفیه پیش تصفیه، CSTR، مدیریت گاز و تصفیه پساب که متناسب با تن کود روزانه مزرعه است.

تامین تجهیزات: مخازن GFS، سقف های غشایی دوگانه، نگهدارنده های گاز، جداکننده ها، پمپ ها و ماشین آلات آبگیری تحت یک قرارداد تحویل داده می شوند.

پایه گواهینامه اثبات شده: مخازن ساخته شده مطابق با استانداردهای CE/EN1090، ISO 9001، NSF61، WRAS و EN28765، با مراجع طراحی به AWWA D103، OSHA، EN28765 و EuroCode.

ردپای خدمات جهانی: مراجع نصب شده در بیش از 100 کشور و ظرفیت تولید 250,000 ورق در سال، پشتیبانی شده توسط پایگاه تحقیق و توسعه و تولید 150,000 متر مربع و بیش از 500 کارمند.

دانش گرمسیری: طرح ها و پوشش های انتخاب شده برای شرایط مزارع جنوب شرق آسیا با رطوبت بالا و دمای بالا.

برای یکپارچه سازان طیور و مزارع مستقل مرغ تخمگذار یا گوشتی اندونزی، کود مرغ دیگر نباید یک بدهی زیست محیطی پرهزینه باشد. یک پروژه کلید در دست مهندسی شده که حول یک هضم کننده CSTR، مخزن GFS و سقف غشایی دوگانه متمرکز شده است، کود روزانه را به برق قابل ارسال، گرمای فرآیند و کود آلی قابل بسته بندی تبدیل می کند و در عین حال بو و آلودگی آب را کاهش می دهد. با شریک EPC مناسب، حتی یک مزرعه متوسط ​​50,000 قطعه ای می تواند به خودکفایی انرژی دست یابد و انتظارات نظارتی سختگیرانه را برآورده کند.

Q1: یک تن کود مرغ چقدر بیوگاز تولید می کند؟

بازده معمول از 40 تا 80 متر مکعب بیوگاز در تن کود تازه لایه ای متغیر است، بسته به محتوای بستر، نسبت خوراک، دمای راکتور و زمان ماند هیدرولیکی. بیوگاز حاصل از کود مرغ معمولاً حاوی 55-65٪ متان است.

Q2: آیا پساب حاصل از کود مرغ برای استفاده به عنوان کود ایمن است؟

هنگامی که راکتور CSTR در دمای مزوفیلیک یا ترموفیلیک با زمان ماند کافی کار می کند، پاتوژن ها و دانه های علف هرز به طور قابل توجهی کاهش می یابند. بخش الیافی جدا شده معمولاً به عنوان اصلاح کننده خاک استفاده می شود، در حالی که بخش مایع باید قبل از کاربرد کنترل شده در زمین از نظر نیتروژن و نمک آزمایش شود.

Q3: یک کارخانه بیوگاز استارتر برای یک خانه مرغ تخمگذار 50,000 قطعه ای چقدر باید بزرگ باشد؟

یک خانه مرغ تخمگذار معمولی 50,000 قطعه ای روزانه چندین تن کود تولید می کند؛ یک کارخانه از پیش مهندسی شده در محدوده خروجی الکتریکی 50-150 کیلووات معمولاً برای پوشش تقاضای برق مزرعه و گرمایش خانه کافی است، با گاز اضافی که مشعل می شود یا صادر می شود.