Метантенк: что это, принцип работы, сферы применения

Что это такое?

Метантенк — железобетонный реактор, или биореактор, который используется для анаэробного брожения микроорганизмов с целью получения метана. Все процессы протекают в нем естественным образом — при помощи организмов, которые присутствуют в органических отходах. Биогаз, соответственно, тоже получается экологичным и максимально выгодным.

Впоследствии полученный из метантанка газ можно использовать в промышленности и в коммунальном хозяйстве, для удовлетворения бытовых нужд.

В первую очередь, задача метантенка — избавиться от мусора и получить дешевый метан, что с учетом истощения природных ресурсов и их соответствующего подорожания становится выгодным вложением. Резервуар часто является частью биогазовой установки, в которую входят, помимо прочего, компрессор, мусоросборник, газосмеситель, газгольдер и другие элементы. Он может быть как самостоятельной единицей для переработки органических отходов, так и включаться в системы, где требуется биореактор, например, в рамках водоочистительных сооружений.

Процесс переработки отходов осуществляется в рамках анаэробного брожения при температуре от 25 до 65 °C. С повышением температуры растет и скорость брожения, но используются чаще усредненные показатели в районе ~40 °C. Это позволяет вести достаточно эффективную работу и при этом не тратить большие средства на поддержание высокой температуры.

Принцип работы

Обычно метантанк представляет из себя цилиндрический резервуар, выполненный из железобетона. По трубе сверху внутрь поступает мусор, осадок, активный ил, если речь идет об очистных сооружениях. Сама емкость подогревается, мусор внутри перемешивается, благодаря чему процесс анаэробного брожения происходит быстрее. Поскольку свежий воздух в резервуар не подается, жиры, белки и другие органические вещества разлагаются до жирных кислот. Уже они преобразуются в углекислый газ и метан.

Остатки удаляются из нижней части метантенка — обычно это слишком влажный ил. Его направляют на сушку, а получившийся в ходе брожения газ отводится через трубы в кровле резервуара.

Переработанные в метантанке твердые материалы, так называемый «дигестат», может использоваться в качестве удобрения. В нем содержится большая концентрация калия, азота, фосфора, множество полезных элементов, которые стимулируют рост растений. Тонна дигестата по эффективности сравнима с 80 тоннами свежего навоза, поэтому производство метана в биореакторе является безотходным.

Сферы использования

Как самостоятельный объект: для переработки органических отходов — например, коровьего навоза, растений и жира, а также специально выращенных для этих целей культур, включая силосную кукурузу, — в метан.

Как часть водоочистительных сооружений. В таком случае в реактор подается смесь осадка из первичных отстойников. Все органические отходы фильтруются и отправляются в метантенк, который осуществляет их переработку.

Как часть теплоэнергетических систем. Есть примеры, когда выработанный в метантенках биогаз используется для работы электростанций. Например, Курьяновская станция аэрации в Москве, работающая на метане. Газ получается из систем водоочистки — осадков сточных вод.