1. Цель и назначение комплекса
В ответ на запрос СП «ОСОТ» о предоставлении ТКП для строительства пилотного регионального завода по переработке осадка сточных вод (65–75 т/сут по сухому веществу) в Краснодарском крае, предлагается внедрение модульного биогазового комплекса на базе технологии Biogaz-Tokchin. Комплекс состоит из 3 модульных блоков + энергоблок, суммарной производительностью 75 т/сут.
♻️
Утилизация отходов
Полная санитарная обработка осадка
⚡
Производство биогаза
2 850–4 600 м³/сут метана
🌱
Удобрения
Обеззараженный эффлюент (ГОСТ 33380-2015)
Отличительные особенности
✔Инновационные решения гидродинамики
✔Непрерывная ускоренная переработка
✔Автономность и энергонезависимость
✔Полная автоматизация (АСУ ТП)
✔Многоуровневая защита оборудования
✔Модульность — масштабирование
2. Основные технические данные
Расчёт на весь комплекс (75 т/сут)
КПОО-25 × 3 модуля| Наименование показателя | Ед. изм. | Значение |
|---|---|---|
| Общий объём реакторов (метантенков) | м³ | 825 (33 × 25 м³) |
| Время гидравлического удержания (HRT) | сут. | 25–30 |
| Рабочее давление в ферментерах | кПа | 20 |
| Режим сбраживания | — | Термофильный, 50–57 °C |
| Система подогрева | — | Водяная рубашка + теплообменники |
| Выход биогаза (после кавитации) | м³/сут | 2 850 – 4 600 |
| Содержание метана (CH₄) в биогазе | % | 60–70 |
| Выход метана (CH₄) | м³/сут | 1 710 – 3 220 |
| Теплота сгорания биогаза | МДж/м³ | 21–23 |
| Выработка электроэнергии (когенерация) | кВт·ч/сут | 5 130 – 9 660 |
| Выработка тепловой энергии | кВт·ч/сут | 8 550 – 16 100 |
| Выработка тепловой энергии | Гкал/сут | 7,4 – 13,9 |
| Средняя электрическая мощность (непрерывно) | кВт | ~300 |
| Средняя тепловая мощность (непрерывно) | кВт | ~500 |
| Сухой эффлюент (25% влажн.) | т/сут | 10–14 |
3. Состав поставки оборудования
1 Модуль подготовки сырья
- Насосы центробежные мод. НЦиФ
- Станция гомогенизации и диспергации (мацераторы)
- Гравитационные кавитаторы
- Приёмные бункеры с мешалками
2 Модуль анаэробного сбраживания
- Биореакторы горизонтальные 25 м³ — 33 шт. (11 × 3 модуля)
- Системы внутренних мешалок (погружные)
- Система рециркуляции осадка
- Локальные пульты управления
3 Газосбор, очистка, мембранное концентрирование
- Газгольдеры двойной мембраны
- Система десульфурации (H₂S)
- Узлы микро/ультрафильтрации и обратного осмоса
- Вихревые компрессоры, факельная установка
4 Энергетический модуль и сушка
- Каскад ГПУ: 8 шт. × 150 кВт = 1 200 кВт установленной
- Котлы-утилизаторы тепла выхлопных газов
- Барабанные сушилки прямого действия
- Система распределения энергии, АСУ ТП
4. Технологическая схема комплекса
Интерактивная схема. Нажмите на элемент для получения подробной информации.
ℹ️ Выберите элемент схемы
Нажмите на любой блок для получения подробной информации.
5. Технологическая карта
Детальная карта процесса переработки 75 т/сут илового осадка (85% влажн.) с получением сухого эффлюента 25%.
Исходные данные проекта
75 т/сут
Иловый осадок
85%
Влажность сырья
11,25 т/сут
Сухое вещество
50–57 °C
Термофильный режим
2 850–4 600 м³
Выход биогаза/сут
60–70%
Содержание CH₄
25%
Влажность продукта
8 × 150 кВт
Каскад ГПУ
Принципиальная схема потоков
💧 Поток осадка
→
Иловый осадок 75 т/сут (85%)
↓
1
Приём и усреднение
↓
2
Термофильное сбраживание
биогаз 2 850–4 600 м³/сут
↓
3
Мех. обезвоживание
кек 18–22 т/сут
↓
4
Мембранное концентрирование
↓
5
Сушка до 25%
10–14 т/сут
↓
★
Сухой эффлюент
товарный продукт
⚡ Поток биогаза
→
Биогаз из метантенков
2 850–4 600 м³/сут
↓
1
Очистка (H₂S, влага)
↓
2
Газгольдер (буфер 2–4 ч)
↓
3
Каскад ГПУ 8 × 150 кВт
↓
⚡
Электроэнергия
5 130–9 660 кВт·ч/сут
↓
🔥
Тепло
8 550–16 100 кВт·ч/сут
Технологическая карта по стадиям
| № | Стадия | Оборудование | Вход | Выход | Контроль |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | Приём и усреднение | Резервуар с мешалкой, дробилка | 75 т/сут, 85% | Усреднённая суспензия | pH, СВ, крупные включения |
| 1 | Термофильное сбраживание | Метантенки «Токчин-МСК» | 75 т/сут | Биогаз 2 850–4 600 м³/сут | 50–57 °C; CH₄ 60–70% |
| 2 | Мех. обезвоживание | Винтовой пресс / декантер | Эффлюент ≈ 72 т/сут | Кек 18–22 т; фугат 50–54 т | Влажность кека, флокулянт |
| 3 | Мембранное концентрирование | УФ + обратный осмос / VSEP | Фугат 50–54 т/сут | Пермеат 20–27 т; концентрат 27–32 т | 12–16 бар; recovery 40–50% |
| 4 | Смешение | Шнековый смеситель | Кек + концентрат | Смесь 45–54 т/сут | Выравнивание влажности |
| 5 | Термическая сушка | Барабанная сушилка | Смесь 45–54 т/сут | Сухой эффлюент 10–14 т/сут, 25% | 200–350 °C; испарение 30–40 т воды |
| 6 | Охлаждение + фасовка | Охладитель, фасовочная линия | 10–14 т/сут | Продукт ≤ 35 °C | Конденсация, ГОСТ 33380-2015 |
| 7 | Хранение и сбыт | Закрытый склад | Сухой эффлюент | Товарный продукт | 3 500–4 900 т/год |
Сводный материальный баланс
| Поток | Масса, т/сут | Характеристика |
|---|---|---|
| Иловый осадок | 75,0 | 85% влажн.; СВ = 11,25 т/сут |
| Биогаз (после кавитации) | 2 850 – 4 600 м³/сут | CH₄ 60–70% |
| Метан (CH₄) | 1 710 – 3 220 м³/сут | теплота сгорания 21–23 МДж/м³ |
| Эффлюент после сбраживания | ≈ 72 | 88–90% влажн. |
| Твёрдая фракция (кек) | 18–22 | 65–75% влажн. |
| Жидкая фракция (фугат) | 50–54 | на мембранное концентрирование |
| Пермеат ОО | 20–27 | возврат в цикл |
| Концентрат ОО | 27–32 | на смешение с кеком |
| Смесь на сушку | 45–54 | влажность ≈ 85–88% |
| Испарённая вода | ≈ 30–40 | — |
| Сухой эффлюент 25% | 10–14 | товарный продукт |
Каскад ГПУ (8 × 150 кВт = 1 200 кВт)
8 × 150 кВт
Установленная мощность
1 200 кВт
Суммарная мощность
~300 кВт
Средняя электрическая
~500 кВт
Средняя тепловая
38–45%
Электрический КПД
20–28 млн ₽
Стоимость 8 ГПУ
| Параметр | Нижняя | Средняя | Верхняя |
|---|---|---|---|
| Биогаз, м³/сут | 2 850 | 3 700 | 4 600 |
| Доля метана, % | 60 | 65 | 70 |
| Метан, м³/сут | 1 710 | 2 405 | 3 220 |
| Электроэнергия, кВт·ч/сут | 5 130 | 7 215 | 9 660 |
| Тепло, кВт·ч/сут | 8 550 | 12 025 | 16 100 |
| Тепло, Гкал/сут | 7,35 | 10,34 | 13,85 |
| Суммарно полезной энергии, МВт·ч/сут | 13,68 | 19,24 | 25,76 |
Распределение ГПУ: 6 ГПУ (2 × 150 кВт) — в трёх модульных блоках, 2 ГПУ (2 × 150 кВт) — в энергоблоке. АСУ каскадом с поочерёдным вводом/выводом.
Энергетический баланс
| Показатель | Значение |
|---|---|
| Выработка электроэнергии (8 ГПУ) | 5 130 – 9 660 кВт·ч/сут (ср. ~7 200) |
| Утилизируемое тепло | 8 550 – 16 100 кВт·ч/сут (~10,3 Гкал/сут) |
| Потребность на нагрев метантенков | ~2 500 – 4 000 кВт·ч/сут |
| Тепло, доступное для сушки | ~6 000 – 12 000 кВт·ч/сут |
| Потребность сушки (испарение 30–40 т воды) | ~20 000 – 32 000 кВт·ч/сут |
| Дефицит тепла на сушку | ≈ 8 000 – 26 000 кВт·ч/сут |
Покрытие дефицита: сжигание остатка биогаза в дополнительном теплогенераторе, либо повышение recovery ОО, либо предварительное выпаривание концентрата.
Ключевые технологические риски
⚠️ Несоответствие выхода биогаза
Влияние: Недогрузка ГПУ
Мера: BMP-тест; модульность 8 ГПУ
⚠️ Колебания состава биогаза
Влияние: Нестабильная работа ГПУ
Мера: Газгольдер 2–4 ч; стабилизация давления
⚠️ Загрязнение биогаза (H₂S, влага)
Влияние: Коррозия двигателей
Мера: Общая система очистки перед каскадом
⚠️ Остановка одной ГПУ
Влияние: Снижение выработки на 12,5%
Мера: 8 ГПУ — высокое резервирование
⚠️ Дефицит тепла на сушку
Влияние: Невозможность достичь 25%
Мера: Внешнее топливо / остаток биогаза
⚠️ Фоулинг мембран
Влияние: Падение производительности
Мера: УФ-предподготовка; CIP-мойка
⚠️ Накопление солей в пермеате
Влияние: Засоление метантенка
Мера: Мониторинг EC; частичная продувка
Итоговая конфигурация
1Сбраживание
- Термофильный режим 50–57 °C
- Биогаз 2 850–4 600 м³/сут
- Метан 1 710–3 220 м³/сут
2Когенерация
- Каскад 8 ГПУ × 150 кВт
- Электроэнергия 5 130–9 660 кВт·ч/сут
- Тепло 8 550–16 100 кВт·ч/сут (~10,3 Гкал)
3Обезвоживание + мембраны
- Кек 18–22 т/сут
- Фугат 50–54 т/сут
- Пермеат 20–27 т → возврат
- Концентрат 27–32 т → смешение
4Сушка и продукт
- Смесь 45–54 т/сут → сушка
- Сухой эффлюент 10–14 т/сут
- Влажность 25%
- ГОСТ 33380-2015
6. Генеральный план и компоновка
Условная схема генплана (не в масштабе). Участок ~120 × 80 м ≈ 9 600 м². Три модульных блока + энергоблок с 2 резервными ГПУ.
Внутренняя схема модуля (26 × 20 м)
11 биореакторов 25 м³, горизонтальные:
[БР1] [БР2] [БР3] [БР4] [БР5] [БР6]
[БР7] [БР8] [БР9] [БР10] [БР11]
[БР7] [БР8] [БР9] [БР10] [БР11]
D = 2,2 м; L ≈ 6,6 м; на подставках 0,5 м
Ёмкость приёма сырья 25 м³1 шт.
Ёмкость эффлюента 25 м³1 шт.
Линия обезвоживания25 м²
ГПУ 150 кВт (20-фт контейнер)2 шт.
Баланс площадей
| Элемент | Кол-во | Площадь |
|---|---|---|
| Модульные блоки | 3 | 1 560 м² |
| Зона хранения сырья | 1 | 600 м² |
| Склад удобрений | 1 | 500 м² |
| Энергетический блок (+ 2 ГПУ) | 1 | 96 м² |
| Итого застройка | ≈ 2 756 м² | |
| Участок с проездами | ≈ 9 600 м² |
Итого ГПУ: 3 модуля × 2 ГПУ + 2 ГПУ в энергоблоке = 8 ГПУ × 150 кВт = 1 200 кВт установленной мощности.
7. Инженерные параметры и ресурсы
Компоновка и фундаменты
Габариты комплекса: быстровозводимый ангар 2 000 м²р
Длина площадки:~120 м
Ширина площадки:~80 м
Высота реакторов:~4 м
Общая площадь застройки:~ 2 756 м²
Требования к фундаментам
Монолитная ж/б плита толщиной ≥ 500 мм с усилением в зоне опирания.
Нагрузка на грунт: ~1,5–2,0 кгс/см². Требуется геология для расчёта свайного поля.
Энергоресурсы
Установленная мощность (ГПУ)
~1 200 кВт
8 ГПУ × 150 кВт
Средняя выработка (эл.)
~300 кВт
~7 200 кВт·ч/сут
Природный газ
0 м³/ч (рабочий режим)
Только на пуске
Реагенты и вода
Реагенты
Полиакриламид (ПАА)
~4–6 кг/т СВ
Щёлочь (NaOH) для pH
~50 кг/час
Водоснабжение
~5–10 м³/ч
Водоотведение (фильтрат)
~40–50 м³/ч
Возврат на голову ОС
Экология и выбросы
Выбросы в атмосферу
- ●CO₂: биогенного происхождения (нейтральный углерод)
- ●H₂S: < 10 мг/м³ (после биоочистки)
- ●NOx: минимум (Евро-5)
- ●Запах: исключён герметичностью контура
Жидкие сбросы
- ●Фильтрат: возврат в тех. цикл ОС
- ●Пермеат ОО: частично в метантенк
- ●Ливневые стоки: в пром. канализацию
8. Коммерческие условия
Стоимость поставки и условия (EXW)
Локация завода-изготовителя: РФ, г. Москва
Стоимость оборудования
642 млн ₽
В т.ч. НДС 20%
Срок поставки
4-6 мес.
С момента авансирования
Окупаемость
< 3 лет
Энергия + удобрения
График платежей
1. Проектирование и ТЗ60 000 000 ₽
2. Производство оборудования449 000 000 ₽
3. Пусконаладка и сдача133 000 000 ₽
Объём поставки
- ✓33 × Биореактора КПОО 25 м³ с рубашками обогрева
- ✓Система перемешивания и подачи осадка
- ✓Узлы мембранного концентрирования (УФ + ОО)
- ✓Газгольдеры и система очистки биогаза
- ✓8 ГПУ × 150 кВт (контейнерное исполнение)
- ✓Барабанные сушилки, линия фасовки
- ✓Шкафы АСУ ТП, комплект ЗИП на 2 года
Сопутствующие услуги
Проектирование (П + РД)Включено
Шеф-монтажВключено в этап 3
Шеф-наладка и ПНРВключено
Обучение персоналаВключено
Затраты на РТО (10 лет)
* 3–5% от стоимости оборудования в год. Не включает капитальный ремонт ГПУ после 40 000 моточасов.
Действительно до: 26.12.2026 ООО «Токчин-МСК» • г. Москва