Karbonizacja odpadów biologicznych

Reaktor ATON 500 BW

W firmie ATON-HT opracowana została unikalna technologia mikrofalowa do skutecznego usuwania zanieczyszczeń organicznych takich jak odpady weterynaryjne, odpady poubojowe, odpady mięsne, odpady żywnościowe, odpady z przemysłu drobiarskiego, a także odpady ściekowe itp.

 

MIKROFALE W PROCESIE KARBONIZACJI

 

ATON-500 BW - utylizacja odpadów biologicznych

 

Rys. 1. Schemat reaktora Aton 500 BW.

Proces jest dwuetapowy: w pierwszym etapie materiał jest podsuszany i nagrzewany do około 100 - 150ºC, po czym wprowadzany jest do komory mikrofalowej . W komorze tej materiał nagrzewany jest do temperatury około 600 - 650ºC w wyniku czego następują procesy rozkładu termicznego materiału prowadzone poprzez poddawanie ich działaniu wysokiej temperatury, ale bez kontaktu z tlenem (pirolizy), uwalniane są gazy i pozostają niewielkie ilości partii stałych złożonych z węgla i substancji mineralnych. Jednocześnie uwalniane gazy utleniane są w reaktorze mikrofalowym MOS przeznaczonym do skutecznego oczyszczania gazów wylotowych. Energia gazów opuszczających reaktor MOS wykorzystywana jest w procesie wstępnego nagrzewania unieszkodliwianego materiału.

Proces ten ilustruje schemat blokowy.

Rys. 2. Schemat blokowy instalacji Aton 500 BW.

 

Parametry techniczne urządzenia Aton 500 BW:

 

ZASILANIE	3 x 400V (50Hz)
MAX. POBÓR MOCY	100kW
ZAINSTALOWANA MOC MIKROFALOWA	30kW (f=2450MHz)
WYDAJNOŚĆ	200-500kg/h (w zależności od składu odpadów)
CHŁODZENIE	wodne w układzie zamkniętym z możliwością odzysku energii
GABARYTY	kontener 20 stopowy (6x2,4x2,5 m)
OBSŁUGA	Jednoosobowa, sterowanie automatyczne

 

 

Rys. 3. Zdjęcia prototypu reaktora Aton 500 BW.

 

Najważniejsze cechy oferowanej technologii:

• Proces charakteryzuje się niskim zużyciem energii.
• Uwalniane w reaktorze mikrofalowym gazy pirolityczne utleniane są w mikrofalowym oczyszczaczu gazów (MOS) i energia uzyskiwana w procesie ich spalania wykorzystywana jest do dodatkowego nagrzewania oleju, którym nagrzewane są ścianki suszarki.
• Gazy emitowane podczas procesu nie zawierają żadnych substancji szkodliwych oraz nie są źródłem nieprzyjemnych odorów, dzięki zastosowaniu dopalacza MOS, w którym następuje całkowite dopalenie substancji organicznych.
•  Urządzenie opracowane w oparciu o opisaną koncepcję technologiczną może być montowane na kontenerach i transportowane w miejsca występowania odpadów, dzięki czemu można prowadzić proces atonizacji odpadów w miejscu ich występowania.
• Proces jest bezodpadowy, gdyż w jego wyniku powstaje atonizat (węgiel + składniki mineralne), neutralny dla ludzi i środowiska.

 

Zbadane obszary zastosowania.

Odpady drobiowe

W przemyśle drobiarskim powstaje wiele różnego rodzaju odpadów poprodukcyjnych, które można podzielić w następujący sposób:

 

• niejadalne produkty uboju (w rzeźniach drobiu):
• miękki: krew, jelita, wole, przełyki, skrawki skóry, osady z oczyszczania ścieków;
• twarde: pierze odpadowe, głowy, łapy;
• niezapłodnione jaja, skorupy jaj, pisklęta zmarłe i kalekie (w wylęgarniach);
• jaja odpadowe (w zakładach jajczarskich).

 

Niejadalne produkty uboju stanowią 90% ogółu wytwarzanych odpadów, około 9% to odpady z zakładów wylęgowych i jajczarskich, 1% to odpady z mechanicznego oczyszczania ścieków.
Najwięcej odpadów, stanowiących potencjalne surowce wtórne (użyteczne materiały) , powstaje podczas obróbki poubojowej, a mianowicie:

 

• krew, która jest zawiera 18-20% suchej masy, w tym 17-19% białek;
• pierze zawiera 70-80% białka, podstawowym białkiem pierza jest keratyna, która ma znikomą wartość biologiczną, dlatego pióra przerabia się metodą termohydrolizy, a otrzymany koncentrat zawiera białko przyswajalne; pierze z drobiu grzebiącego i wodnego (zwłaszcza gęsi) jest przeznaczone do produkcji pościeli itp.

 

Zagospodarowanie martwego drobiu stanowi ciągle trudny do rozwiązania problem. Drób padły z wylęgarni jest częściowo wykorzystywany do produkcji mączek w zakładach utylizacyjnych. Aby nie zakopywać padłego drobiu w przypadkowych miejscach i nie wywozić go na składowiska (co również jest niedopuszczalną praktyką).
W wyniku procesów utylizacji różnych odpadów drobiarskich prowadzonych w urządzeniu Aton 500 BW powstają produkty, które mogą znaleźć zastosowanie do celów rolniczych i przyrodniczych. Zawartości makroskładników i metali w badanych produktach utylizacji mieszczą się w  wartościach ustalonych normami. Mogą stanowić bogate źródło substancji odżywczych dla roślin i z całą pewnością nie są szkodliwe dla środowiska.

 
 

 

Rys. 4. Próbki mięsno-kostne przed i po procesie utylizacji w układzie Aton 500 BW.

Odpady ściekowe

Osady ściekowe – są produktem oczyszczania ścieków i powstają  na skutek szeregu procesów zachodzących w oczyszczalniach ścieków. Skład chemiczny osadów ściekowych jest bardzo zmienny i zależy od wielu czynników między innymi od rodzaju oczyszczanych ścieków oraz stosowanych procesów ich oczyszczania. Udział ścieków przemysłowych w ściekach komunalnych (pochodzących głownie z gospodarstw domowych) oraz charakter tych ścieków może mieć decydujący wpływ na jakość powstających osadów pościekowych. Ilość substancji organicznej (zawierającej węgiel) w osadach ściekowych waha się do 22,5 do 60,8% w suchej masie, przy średniej zawartości wody około 45%. Osady ściekowe zawierają również wiele związków i pierwiastków koniecznych do wzrostu i rozwoju roślin oraz mikroorganizmów. Czynnikiem ograniczającym stosowanie osadów do użyźniania i rekultywacji gleb, jest wysoka zawartość ołowiu i cynku jak również obecność szeregu organizmów niebezpiecznych dla człowieka.
 
 

Rys. 6. Zdjęcia osadów ściekowych przed i po procesie utylizacji w reaktorze Aton 500 BW.

 

W próbkach po atonizacji zawartość makroskładników pod względem stosowania w rolnictwie i wykorzystania badanych substancji w celach przyrodniczych mieszczą się w ustalonych normach.