Odsiarczanie biogazu | MIDES®

Technologia MiDeS® (mikroaeracja / mikronapowietrzanie stosowana w celu odsiarczania biogazu) jest technologią innowacyjną umożliwiającą zmniejszenie stężenia H2S in situ w wydzielonych komorach fermentacyjnych (WKF). Z doświadczeń wynika, że stopień redukcji H2S jest możliwy nawet powyżej 70%, zależy to jednak od lokalnych uwarunkowań technicznych istniejącej instalacji.

Technologia mikronapowietrzania MiDeS® dodatkowo usprawnia proces fermentacji beztlenowej, np. poprzez wzrost redukcji substancji organicznych a tym samym może mieć wpływ na wzrost produkcji metanu.

Zastosowanie technologii mikronapowietrzania MiDeS® umożliwia znaczne ograniczenie, zmniejszenie wydajności zewnętrznych/oddzielnych jednostek oczyszczania biogazu poza reaktorami beztlenowymi.

Biologiczne odsiarczanie w fazie osadu w komorach fermentacyjnych jest nową technologią. Wtrysk powietrza prowadzi się bezpośrednio do fazy wodnej/osadowej komory fermentacyjnej, najlepiej w strumieniu recyrkulacji osadu. Utlenianie H2S jest połączeniem procesów biologicznych, chemicznych i procesów autooksydacyjnych. Bakterie utleniające są zawsze obecne, dlatego nie jest potrzebna zewnętrzna inokulacja.

MiDeS® wyposażony jest w system sterowania, który odpowiada za dozowanie powietrza w zależności od ładunku H2S i ilości produkowanego biogazu. Instalacja posiada zoptymalizowany system wprowadzania powietrza za pomocą lancy wtryskowej (opracowanie własne). Mechaniczne ograniczenie wydajności dozowania powietrza i monitorowanie stężenia tlenu w fazie gazowej i/lub wodnej w celu prowadzenia w sposób bezpieczny całego procesu.

Za sprawą mikroaeracji / mikronapowietrzania, tj. zastosowaniu technologii MiDeS® można osiągnąć:

• skuteczne odsiarczanie biogazu,
• zwiększenie produkcji biogazu – zależnie od sposobu prowadzenia procesu,
• zmniejszenie pozostałej suchej masy osadu,
• zmniejszenie ładunku ChZT w wodzie osadowej,
• niski CAPEX i niski OPEX w procesie redukcji H2S (w tym brak chemicznych materiałów eksploatacyjnych).

Biologiczne odsiarczanie poprzez bezpośredni wtrysk powietrza do osadu stanowi najnowszy stan techniki. Instalację mikronapowietrzania MiDeS® można również dodać do istniejących komór fermentacyjnych. Jest to bezpieczna i skuteczna technologia.

Mikroaerację definiuje się poprzez kontrolowane wprowadzanie ograniczonej ilości powietrza (tj. tlenu) do komory fermentacyjnej osadu, przez którą siarkowodór jest utleniany i przekształcany w siarkę elementarną. Reakcje chemiczne opisujące proces są następujące:

2HS⁻ + O₂ → 2 S⁰ + 2 OH⁻
2HS⁻ + 4 O₂ → 2 SO₄²⁻ + 2 H⁺
2HS⁻ + 2 O₂ → S₂O₃²⁻ + H₂O

Z tych trzech możliwych reakcji, pierwsza, w wyniku której powstaje siarka elementarna, jest dominującą ścieżką biochemicznej konwersji anionu HS. Ważne jest, aby wspomnieć, że dopływ tlenu nie wpływa ani nawet nie hamuje aktywności mikrobiologicznej bakterii beztlenowych odpowiedzialnych za przekształcanie osadu w biogaz, ponieważ tlen jest zużywany bardzo szybko i przekształcany prawie całkowicie. Elementarna, nierozpuszczalna, drobno zawieszona siarka wytwarzana zgodnie z reakcją (1) jest usuwana z komory fermentacyjnej wraz z resztą osadu w sposób ciągły (przez przelew) lub w regularnych odstępach czasu przez odpowiednie pompy usuwające.

Dawka tlenu stosowana do oczyszczania osadu zależy od składu osadu. Ponieważ zarówno przepustowość osadu, jak i charakterystyka osadu różnią się dla każdej oczyszczalni – a zatem dla każdej komory fermentacyjnej– oba parametry mają wpływ na powstawanie siarki. Wobec tego optymalna ilość tlenu, która ma być dozowana do osadu, różni się w zależności od przypadku i musi być ustalana indywidualnie.

Technologia mikroaeracji jest stosowana od ponad 10 lat, m.in. w oczyszczalniach ścieków w Niemczech oraz jest stosowana obecnie na Oczyszczalni Ścieków Czajka w Warszawie.