2.4. Розрахунок максимального об’єму полігонного газу на основі хімічного складу відходів

Розраховуємо молярний склад елементів, нехтуючи золою:

	C	H	O	N	S
кг/моль	12,01	1,01	16	14,01	32,06
Загалом органіка, що розкладається
швидко	0,002181	0,003468	0,001423	0,000066	0,000005
повільно	0,000491	0,000707	0,000208	0,000034	0

Визначаємо приблизну хімічну формулу органічних відходів без Сульфуру. Для цього знайдемо коефіцієнти a, b, c, d.

Органіка, що швидко розкладається:

a = М_С/М_N = 0,002181/0,000066 = 32,97778012

b = М_Н/М_N = 0,003468/0,000066 = 52,44240537

c = М_О/М_N = 0,001423/0,000066 = 21,52227476

Органіка, що повільно розкладається:

a = М_С/М_N = 0,000491/0,000034 = 14,45023291

b = М_Н/М_N = 0,000707/0,000034 = 20,80693069

c = М_О/М_N = 0,000208/0,000034 = 6,13319257

Дані розрахунків за нормалізованим співвідношення внесено у таблицю:

Елемент	Молярне співвідношення (N=1)
	Органіка, що швидко розкладається	Органіка, що повільно розкладається
Карбон Гідроген Оксиген Нітроген	32,9 52,4 21,5 1	14,4 20,8 6,1 1

Отже, хімічні формули без врахування Сульфуру:

швидко: С_32,9Н_52,4О_21,5N (С₃₃Н₅₂О₂₂N)

повільно: С_14,4Н_20,8О_6,1N (С₁₄Н₂₁О₆N)

Результуючі рівняння хімічних реакцій для обох випадків.

Для органіки, що швидко розкладається:

С₃₃Н₅₂О₂₂N + 11H₂O → 16CH₄ + 17CO₂ + NH₃

831 198 256 748 17

Для органіки, що повільно розкладається:

С₁₄Н₂₁О₆N + 6H₂O → 8CH₄ + 6CO₂ + NH₃

299 108 128 264 17

Кількість газів, що виділятимуться. Густина метану і двоокису карбону відповідно – 0,7177 і 1,9783 кг/м³.

Для органіки, що швидко розкладається:

V(CH₄) = = 0,019603202 (м³)

V(CО₂) = = 0,020779708 (м³)

Для органіки, що повільно розкладається:

V(CH₄) = = 0,0063883 (м³)

V(CО₂) = = 0,004780024 (м³)

Визначаємо сумарну кількість газу на одиницю маси органічної речовини, що розкладається:

Швидко:

= = 0,88423 (м³/кг)

Повільно:

= = 0,2445 (м³/кг)

2.5. Розрахунок кількості фільтрату, що утворюється на полігоні побутових відходів

Середньорічний об’єм фільтрату, що утворюється на полігоні ТПВ:

W_ф = (W_о + W_вв) – (W_в + W_уг)

Об’єм атмосферних опадів за рік вираховуєм з середньорічної кількості опадів та площі полігону:

W_о = S_{полігону} · h

W_о = 6,5 · 650 = 6,5 ·0,65 = 42,250 (м³)

Об’єм вологи, що випаровується з поверхні полігону, знаходимо з припущення, що 55 % атмосферних опадів, які надходять на полігон випаровуються:

W_в = 42,250 · 0,55 = 23237,5 (м³)

Об’єм вологи, яка надходить на полігон з відходами, приймаємо, ґрунтуючись на середній вологості відходів, які вивозяться на полігон:

W_вв = (85,17 ·365· 25000) · 0,8601 = 668449292,6 (м³)

Об’єм вологи, що йде на утворення біогазу, розраховуємо із рівняння хімічних реакцій утворення біогазу:

V_води =

Для органіки, що розкладається швидко:

V_води = = 0,00001112 (м³/(люд-добу))

V_води = 0,00001112 · 365 · 25000 = 101,47 (м³/(люд-рік))

Для органіки, що розкладається швидко:

V_води = = 0,00000387 (м³/(люд-добу))

V_води = 0,00001112 · 365 · 25000 = 35,3 (м³/(люд-рік))

Об’єм вологи, що йде на утворення біогазу:

W_уг = 0,00001112 + 0,00000387 = 0,00001499 (м³/(люд-добу))

W_уг = 101,47 + 35,3 = 136,77 (м³/(люд-рік))

Розраховуємо середньорічний об’єм фільтрату, що утворюється на полігоні ТПВ:

W_ф = (42,250 + 668449292,6) – (23237,5 + 136,77) = 668449334,9 - 23374,27 =

= 668425960,6 (м³)