1 Украинский опыт проведения пробной откачки биогаза на полигоне ТБО Куцый Д.В., Матвеев Ю.Б. Институт технической теплофизики НАН Украины Научно-технический центр «Биомасса» ΙV Международная научно-практическая конференция «Управление отходами – основа восстановления экологического равновесия в промышленных регионах России» 23–25 октября 2012 г. г. Новокузнецк, Россия

2 2 Сфера обращения с ТБО Источник: МинРегион Украины Источник: Eurostat

3 3 Состояние украинских полигонов ТБО 1.Требуют паспортизации 2.Требуют рекультивации 3.Переполнены и должны быть закрыты Полигон г. Львов Полигон г. Луганск Полигон г. Мариуполь Источник: МинРегион Украины

4 4 Сбор и утилизация биогаза 1.Сколько образуется биогаза в теле полигона? 2.Сколько скважин нужно соорудить для эффективного сбора биогаза?

5 5 Методика определение газообразования Пробная откачка (Pump test) Измерение давления на разных расстояниях и глубинах от газосборной скважины в стационарных условиях: где, Р 0 – абсолютное давление в теле полигона в стационарных условиях; Р атм – атмосферное давление; Р i – относительное давление в теле полигона. Измерение давления на разных расстояниях и глубинах от газосборной скважины в режиме откачивания биогаза: где, Р 0 – абсолютное давление в теле полигона в условиях откачивания биогаза. Определение радиуса действия газосборной скважины: Определение стационарного потока в пределах радиуса действия газосборной скважины. Определение объема отходов в пределах радиуса действия газосборной скважины. Определение удельной величины сбора и образования биогаза.

6 6 Объект исследований и экспериментальная система сбора Год начала эксплуатации – 1959 Годовое количество ТБО – тыс.тон. Площадь полигона – 21,9 га. Средняя глубина – 20 м. Количество накопленных ТБО – 1,5 млн. тон. Газосборная скважина 3 Экспериментальная скважина м 22м 23м 8м 12м 10м 12м 10м 12м 16м Обозначения: Значение расстояний Соединительный трубопровод Место установки газосборного пункта Экспериментальная скважина 3.1 Газосборная скважина 2 Газосборная скважина 1 Экспериментальная скважина 2.1 Экспериментальная скважина 2.2 Экспериментальная скважина 1.1 Экспериментальная скважина 1.2 Схема системы сбора и расположения экспериментальной установки

7 7 Экспериментальная установка и измерительное оборудование Измерение относительного давления – LandTec Gem-500. Измерение состава биогаза - LandTec Gem-500. Измерения дифференциального давления - LandTec Gem-500. Измерение барометрического давления – Барометр БАММ-1. Измерение расхода – Камерная диафрагма ДКС 50. Измерение температуры – Термометр биметаллический ТБУ.

8 8 Результаты измерений и расчета радиуса действия скважины (1-й этап) 17,3 м??,? м18,1 м

9 9 Возможные причины дестабилизации параметров Низкое газообразование из-за большого возраста отходов; Большая проницаемость и пористость отходов из- за плохого уплотнения в процессе эксплуатации; Отсутствие верхнего изоляционного покрытия полигона.

10 Результаты измерений и расчета радиуса действия скважины (2-й этап) 18,9 м37,5 м28,7 м

11 Экспериментальное определение газообразования Стационарный поток биогаза при 50% метана – 19,5 м 3 /час; Объем ТБО в пределах радиуса действия скважин – 54,1 тыс. тон; Удельный сбор биогаза в 2009 г – 3,2 м 3 /т ТБО*год; Общее образование биогаза в 2009 г – 771,1 м 3 /час;

12 Теоретическое определение газообразования Lo (общий) м 3 /т k (быс.) 1/год k (сред.) 1/год k (медл.) 1/год 79,20,1850,10,030,06 Lo (общий) м 3 /т k (быст.) 1/год k (отн. быс.) 1/год k (отн. медл.) 1/год k (медл.) 1/год 62,20,140,070,0280,014 Коэффициенты модели IPCC:Коэффициенты Украинской модели:

13 Выводы Пробную откачку биогаза рекомендуется предварительно проводить для определения инженерных и режимных параметров проектируемых систем бора биогаза; Проведение пробной откачки на примере полигона ТБО в г. Ровно, Украина показало, что без верхнего изоляционного покрытия сбор биогаза практически невозможен; В случаи наличия верхнего шара глины толщиной не менее 0,3 м, возможно строительство системы сбора, в которой скважины должны располагаться на расстоянии 40–60 м или радиус действия скважин должен приниматься в 2–4 раз большим чем ее глубина. При этом давление на скважину должно составлять -200 Па, а средний расход биогаза должен лежать в пределах 5 м 3 /час; При проведении пробной откачки следует помнить, что измерение малых давлений близких к атмосферному требует высокоточного оборудования.

14 Спасибо за внимание! Куцый Денис Владимирович Институт технической теплофизики НАН Украины Научно-технический центр «Биомасса» Тел./факс: +38 (044) Web: