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2016年8月30日

E4C研究将废物转化为能源的技术

贡献:汤姆·德克尔,玛蒂尔德·瑟布

随着人口的增加,世界上的废物越来越难以管理。但是废物转化为能源的计划可能是有前途的废物管理解决方案。这些技术将人类、市政、生物质和其他废物转化为可用的能源。

工程变更的爱游戏ayx下载 在过去的几个月里,我努力了解了一些废物转化为能源的产品和过程。下面我们重点介绍四种目前正在运行的类型:废水处理、厌氧消化、焚烧和微生物燃料电池。另外,作为奖励,我们在最后还总结了另外两种广泛使用的方法。

污水处理:从污水中提取能量

通常,废水处理通过几个步骤,包括筛选、一次澄清、曝气、生物过滤、二次澄清、消毒和焚烧或厌氧消化产生的粪便污泥。焚烧后的火山灰可能被送往垃圾填埋场,或与水泥混合制成混凝土。消化后的污泥可以用作肥料或送往垃圾填埋场。由于没有能力维护这些资本密集型处理厂,新兴市场的市政当局经常将废水排放到自然水体中,对下游的周边环境和人口造成影响。

在这些城市发展和发展运营处理厂的能力的同时,Pivot Works和Janicki Bioenergy等有前途的公司已经找到了从低固体人类废物流中提取能源的方法。

这是固体燃料,Pivot Works工艺的最终产物。图片由Pivot Works提供

主工作

Pivot Works开发了一种增加固体含量的加工方法(如下图所示)。

该过程采用带式过滤器和机械脱水机,随后是温室进行太阳能干燥和热干燥机消毒和均质成品的形状因素(如上所示)。Pivot公司的固体燃料被卖给工业工厂,以取代化石燃料。如果被证明是可扩展的,Pivot可能是市政当局丢弃废水的一种有趣且负担得起的方式。

找到Pivot和与类似技术的比较E4C图书馆的解决方案

废水中固体含量的表示。图片由Janicki Bioenergy提供

Janicki生物能源

Janicki生物能源公司与比尔和梅琳达·盖茨基金会及其Omni处理器概念合作,开发了一种粪便污泥处理技术。的模型售价利用过程热量干燥粪便污泥,燃烧污泥,加热锅炉,然后为连接发电机的往复活塞蒸汽机提供蒸汽。Janicki既能发电,又能从系统中冷凝出水蒸气。

如果Janicki生物能源公司能够发展壮大并建立几个试验点,这项技术可能是一种既能生产饮用水又能发电的有效方法,同时还能改善卫生条件。爱游戏ayx独赢

废水3

Janicki Bioenergy的Model S200将污泥转化为电能。图片由Janicki Bioenergy提供

焚烧:用废物燃烧的火

图片由村工业动力提供

焚烧废物产生灰、烟道气和热量。热量可以用来产生蒸汽来转动涡轮机或为发动机提供机械动力,其中任何一种都可以与发电机相结合来提供电力。焚烧在规模和燃料来源上差异很大。

新兴市场焚烧系统燃料的一大来源是剩余生物质。农作物的农业加工通常会导致残留的生物量堆积成大块的堆,就像这些椰子壳。

相反,浪费可以被视为机会和燃料。村工业动力公司(VIP)正在利用这一想法,开发了一种生物质蒸汽机,既可以使用传统固体燃料,也可以使用剩余的生物质,如棕榈油内核和椰子壳。

过热的蒸汽使双作用活塞转动发电机的轴,也可以提供机械动力。VIP的系统也提供热能使用的能力。维普目前专注于非洲,如果该公司能够大规模生产,就可以在全球农业加工社区产生影响。这将降低价格,提高可访问性。

找到VIP和类似技术的比较E4C图书馆的解决方案.该公司还在ASME需求2016年春季刊

利用农村厌氧消化将废物转化为气体

浪费能源6厌氧消化(AD)是微生物在缺氧条件下分解有机物的过程。阿尔茨海默病产生沼气,这是一种富含甲烷的气体,还含有二氧化碳和少量其他气体;还有digestate,一种可以用作肥料的营养来源,如下图所示。沼气可以作为燃料,注入天然气管道,压缩成汽车燃料或燃烧产生热和电。

几乎所有的有机材料都可以用AD进行加工,但是,如果目的是生产沼气,那么材料越容易消化,可能产生的沼气就越高。原料一般包括畜禽粪便、食物垃圾、固体废水和各种其他有机废物流。消化过程始于输入物质的细菌水解,目的是将有机聚合物分解成更小的分子,经过产酸和产甲烷作用,最终成为甲烷和二氧化碳。

厌氧消化器可以根据结构(固定或灵活)、温度条件、固体的部分和过程中的阶段数设计不同的配置。AD也会在垃圾填埋场自然发生,但比在专门设计的消化器中发生得慢。如果不采取控制措施,堆填区气体就会释放到大气中。

厌氧消化器在农场或农场附近最常见。六百万到八百万家庭规模在美国,技术含量较低的沼气池被用于提供沼气用于烹饪、加热水和照明燃料,并取得了不同程度的成功。许多广告技术已经包含在E4C的解决方案库中,其中包括一些有前途的公司福莱希沼气而且Sistema Biobolsa

浪费能源7

图片由Flexi Biogas提供

福莱希沼气

Flexi Biogas在肯尼亚销售家用沼气池,沼气池最大容量为5.5立方米。该产品名为Flexi Biogas BG5,包括四个关键部分:塑料输入和输出管、增强塑料消化袋、将沼气输送到家庭或仓库的塑料管道和塑料温室覆盖物。柔性沼气池可以使用任何生物可降解物质,包括动物粪便和生活垃圾。该系统还有一个优点,那就是它可以快速安装到难民营等地方。

找到flexxi沼气,并将其与类似的技术进行比较E4C的解决方案库

浪费能源

图片由Sistema Biobolsa提供

Sistema Biobolsa

Sistema Biobolsa主要在拉丁美洲开展业务。他们分发预制和模块化的生物消化器,将动物粪便转化为沼气。生物消化器有多种尺寸,消化器容量从4立方米到200立方米不等。这使得Sistema Biobolsa能够瞄准范围广泛的客户,从自给自足的农民到能够进入当地和全国市场的专业人士。

在温带气候下,BB4生物消化器为4m3 -需要24L的牛粪废物投入,每天可生产0.9m3沼气.Sistema在拉丁美洲已经安装了3000个系统,并且还在增加。

了解更多关于Sistema Biobolsa的信息,并将其与同类技术进行比较E4C的解决方案库

微生物燃料电池利用尿液能量

浪费能源10

这种微生物燃料电池靠“尿动力”运行。图片来自dailytech.com

微生物燃料电池利用细菌的能量,将反应能转化为电能。通常有两个细胞被半透膜隔开,半透膜浸泡在电解液中。

“尿动力小便池”是由布里斯托机器人实验室和乐施会开发的一种原型,它利用尿液作为动力发电,被称为“尿动力小便池”。Urine-tricity该技术依赖于微生物燃料电池,尿液中的细菌可以分解有机分子并产生电能。

mfc的输出功率在1或2兆瓦时相对较小,这些低水平的能量被储存并积累到电容器中。尿液三倍性已经能够产生足够的电力为三星手机充电,或者为一个厕所的led照明系统供电。计划是开发微生物燃料电池,为难民营和灾区的室内照明供电。

这个项目似乎有坚实的研究基础。现在它需要在现实生活中进行一些长期的测试。

了解更多关于尿三度E4C的解决方案库

气化和垃圾衍生燃料

在我们广泛使用的废物转化能源技术的列表中,我们不得不提到气化和垃圾衍生燃料。

解决方案库中包含了每种方法的示例。

稻壳电力系统他开发了一种生物质气化炉,可以将剩余的生物质(在这种情况下是稻壳或其他农业废弃物)转化为电能。它通过热解和挥发性气体的燃烧来实现这一壮举。

El Fuego del Sol回收煤球是由回收纸板、纸、锯末和农业废料制成的燃料块。这些蜂窝煤在海地和多米尼加共和国被用来发电。

废物转化能源技术影响积极的变化

废物转化能源技术对使用它们的社区和我们拥挤的世界都有积极影响。

对于社区来说,这些技术可以减少能源贫困,生产燃料、热能或电力;它们取代了煤油,改善了室内空气质量和呼吸健康;它们还提供照明,为女性创造更安全的环境。

在世界范围内,废物转化为能源不仅是温室气体的净减少器,例如,厌氧消化避免了甲烷在转化为二氧化碳之前在空气中释放,而且该技术还减少了未经处理的废物,这有助于保持饮用水来源的清洁。

找到更多关于产品的信息在这里提到和其他在我们的爱游戏ayx网

标签:农业废弃物SDG6SDG7废物管理解决方案浪费能源

汤姆·德克尔

马蒂尔德Sirbu

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