Краткий обзор активированного угля производного из побочных продуктов сельского хозяйства

Таблица 6 Выход метана при анаэробном сбраживании ТБО.
4.3. Захоронение
Санитарное захоронение определяется как контролируемое удаление отходов на суше с целью уменьшения негативного воздействия на окружающую среду за счет рекуперации биогаза и удаления сточных вод (рис. 5). Однако антисанитарное захоронение отходов предлагает более простое и доступное решение для удаления растущего количества отходов и является наиболее распространенной практикой в ​​развивающихся странах, которая представляет серьезную угрозу для окружающей среды (Wang and Geng, 2015). Предыдущие исследования показали, что захоронение отходов вызывает наибольшее воздействие на окружающую среду по сравнению с другими вариантами обращения с отходами (Cherubini et al., 2009; Emery et al., 2007; Marchettini et al., 2007; ISWA, 2012). Сообщается, что в большинстве городов развивающихся стран отходы размещаются на низинных участках, расположенных на окраинах города (Talyan et al., 2008; Kumar and Chakrabarti, 2010). Когда рассматриваются такие факторы, как воздействие на окружающую среду, здоровье, деградация земель и загрязнение грунтовых вод, захоронение отходов становится наихудшим вариантом. Однако развитые страны начали препятствовать вывозу отходов на свалки с помощью строгих правил, сокращения количества отходов и их переработки. Фильтрат со свалок (темные сточные воды необычно переменного состава с устойчивыми соединениями) является основным загрязняющим веществом, выбрасываемым со свалок или свалок (Müller et al., 2015), которое загрязняет близлежащие поверхностные водотоки и водоносные горизонты подземных вод. По мнению экспертов, только 10–15% от общего количества образующихся отходов должно отправляться на свалки, и это должен быть последний вариант для городов с ограниченными земельными участками.

Рис. 5. Типовой спроектированный полигон с системой утилизации биогаза. Источник: Заман, 2010 г.
4.3.1. Моделирование генерации свалочного газа
Органическое вещество, содержащееся в захороненных отходах на свалках подвергается сложному биологическому и химическому разложению, которое приводит к производству свалочного газа (свалочный газ). Деградация органическое вещество в свалочный газ происходит в пяти различных фазах (Noor и др., 2013). Первая фаза - гидролиз/аэробное разложение, в которые аэробные бактерии расщепляют сложное органическое вещество на СО₂ и Н₂О. Вторая фаза - гидролиз и ферментация, в котором растворимые органические компоненты разлагаются на CO₂, H₂, NH₃ и органические кислоты в присутствии факультативных бактерий. Третья фаза - ацидогенез/ацетогенез, в котором органические кислоты, образующиеся во второй фазе, превращаются в уксусную кислоту, муравьиная кислота, спирты, H₂ и CO₂ анаэробными бактериями. Четвертая фаза (метаногенез), метаногенные бактерии потребляют продукт третьей фазы и производят в основном CH₄, CO₂, а также другие следовые газы в меньшем количестве. Финал фаза - окисление, при котором CH4 превращается в CO₂ и H₂O в аэробных условиях. Производительность свалочного газа на полигоне зависит от различных факторов, таких как тип полигона, состав отходов, климатические условия (температура и осадки), содержание влаги и возраст отходов (Scarlat et al., 2015). LFG содержит 50–60% метана (Unnikrishnan and Singh, 2010) и считается как один из основных источников антропогенных выбросов метана. По оценке, 30–70 миллионов тонн метана составляет выбрасывается в год со свалок отходов (Johari et al., 2012). Следовательно, извлечение метана со свалки для производства электроэнергии или другое использование необходимо для уменьшения выбросов. Иногда восстановление свалочного газа технически невозможно, в этом случае сжигание свалочного газа на месте LFG готов. Но для этого необходимо получить оценки свалку свалочного газа на свалку. Рекомендуемый подход включает моделирование генерации свалочного газа. Доступны различные модели прогнозировать выбросы метана со свалок. Некоторые из самых широко используемые модели (семь моделей) описаны в таблице 7. Однако разные модели выбросов дают разные результаты для одного свалка, и модели дают точные результаты для региона, в котором она расположена были разработаны, поскольку состав отходов в разных странах различается. Из семи моделей шесть основаны на европейском сценарии, а одна - на сценарии США. Эти модели имеют значительно сократил утомительные методы измерения в целом применяется для оценки метана со свалок. Хотя, TNO model был разработан с учетом характеристик отходов Нидерландов, но это можно использовать для оценки свалочного газа для других стран также, поскольку он имеет меньшую относительную ошибку(22%) между наблюдаемыми и расчетными значениями. В исследовании было подсчитано, что из 1 тонны ТБО образуется 80 м³ свалочного газа, и только Китай может дать 10 миллиардов м³. LFG к глобальным выбросам LFG в 2020 г. (Qu et al., 2009).
Таблица 7 Описание моделей потенциала образования метана.