Biogazownie
EXPOSE ITEO otwórz
Jak działa biogazownia rolnicza? kilka podstawowych informacji o funkcjonowaniu biogazowni.
Instalacja produkcji biogazu dobierana jest w zależności od stosowanych
substratów (zawartości suchej masy, skladu, pochodzenia itp.),
ilości substratów, techniki procesowej, objętości zbiorników,
wielkość agregatu kogeneracyjnego do skojarzonego wytwarzania
energii elektrycznej i ciepła.
- Etapy procesu technologicznego biogazowni:
- dostarczenie, składowanie i przygotowanie substratów
- wprowadzenie substratów (wsadu) do komory fermentacyjnej
- fermentacja – uzyskanie biogazu
- uzdatnianie i wykorzystanie biogazu
- uzdatnianie i zagospodarowanie odpadów pofermentacyjnych
Substraty w postaci stałej wprowadza się do zbiornika wstępnego przygotowania masy, poddając je wcześniejszemu rozdrobnieniu. Substraty stałe wprowadza się do zbiorników za pomocą specjalnych stacji dozujących, natomiast substraty płynne dozowane są do zbiorników techniką pompową.
Niektóre substraty z przetwórstwa rolno - spożywczego wymagają również higienizacji lub pasteryzacji w specjalnie do tego celu zaprojektowanych ciągów technologicznych.
W procesie fermentacji powstaje biogaz i masa pofermentacyjna, która jest bardzo dobrym nawozem naturalnym.
Podstawy w zakresie wiedzy o fermentacji beztlenowej
Fermentacja odbywa się w czterech fazach: hydrolizy, acydofilnej, octanogennej, metanogennej.
Bakteriom należy stworzyć dobre warunki bytowania.
- O poprawnej fermentacji decydują następujące parametry:
- - temperatura odpowiednia dla danego typu bakterii
- - zawartosc suchej masy w substratach poddawanych procesowi
- - hydrauliczny czas retencji, ustalany ze stosunku dopływu substratów do pojemności fermentatora (odpowiednio dlugi czas zapewni prawie całkowity rozkład substancji i zapobiegnie wymywaniu bakterii ze zbiornika)
- - eliminacja inhibitorów procesu takich jak antybiotyki, środki ochrony roślin itp.
Bardzo ważne jest aby utrzymać stałą temperaturę podczas trwania procesu w całej objętości zbiornika i nie zmieniać zawartości składu oraz ilości wsadu w niekontrolowany sposób.
Wyróżniamy trzy rodzaje fermentacji w zależności od zakresu temperatur:
- psychrofilowa w temp. 10 – 25 °C
- mezofilowa w temp. 32 – 38 °C
- termofitowa w temp. 52 – 55 °C
Proces fermentacji jest monitorowany przy pomocy wskaźników poprawności przebiegu procesu, jego zawartości kwasów organicznych i wartości siarkowodoru.
Takie parametry jak hydrauliczny czas retencji oraz obciążenie fermentatora ładunkiem zanieczyszczeń pozwalają nam do optymalnego wyboru wielkości komory fermentacyjnej.
Hydrauliczny czas retencji substratu w fermentatorze musi być dostosowany do rodzaju wsadu w taki sposób, aby zagwarantować jego pełny rozkład. Rożne substancje organiczne ulęgają rozkładowi w rożnym tempie, dlatego zależy on również od rodzaju materiału wsadowego.
Przykładowo hydrauliczny czas retencji wynosi ok. 20 dni dla samej gnojowicy, natomiast dla roślin energetycznych do 60 dni
Obciążenie fermentatora ładunkiem zanieczyszczeń jest stosunkiem ilości dostarczonego materiału, jego uwodnienia i zawartości substancji organicznych do pojemności komory fermentacyjnej. Obciążenie komory ma zasadniczy wpływ na przebieg procesu fermentacji i produkcji gazu.
Mieszanie biomasy jest niezbędne w celu zapewnienia przebiegu procesu w sposób jednorodny w całej objętości komory, utrzymania jednakowej cieplny i jednakowej konsystencji, umożliwienia łatwiejszego odgazowania i przeciwdziałania tworzeniu się kożucha. Mieszanie zwiększa dostęp do cząstek substancji organicznych, zapobiega rozwarstwianiu się biomasy i spadkowi aktywności bakterii.
Ważne jest, żeby biomasa była jednorodnie mieszana w całej objętości komory fermentacyjnej.
Inhibitory procesu są to substancje, które już w niewielkich ilościach działają toksycznie na bakterie i zakłócają proces rozkładu (opóźniają przebieg procesu fermentacji). Przykładowo przy nadmiarze azotu może dojść do powstania amoniaku, który już w niewielkich stężeniach hamuje wzrost bakterii i może doprowadzić want do zniszczenia całej ich populacji. Powyżej 3.000 g/m³ toksycznie wpływa na bakterie metanowe, a w przedziale 1.500 – 3.000 g/m³ jest inhibitorem procesu.
Bakterie metanogenne wymagają odczynu obojętnego tj. pH ok. 7 (zazwyczaj pomiędzy 6.8 – 7.2). W przypadku szybkiego rozkładu substancji organicznych do niższych kwasów organicznych w pierwszym etapie przemian obserwuje się obniżenie odczynu masy fermentacyjnej do pH 6.2 – 6-5. Aby temu zapobiec można dodać wapna lub świeżej gnojowicy w celu zmiany odczynu. pH poniżej 6.2 ma toksyczny wpływ na bakterie.
Wykorzystanie pulpy pofermentacyjnej , by mogła być wykorzystana do rozprowadzenia w celu nawożenia lub ulepszenia gleby, musi spełnić wymogi zgodne z rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 14.11 2007 roku w sprawie odzysku R10. Masa pofermentacyjna jest pełnowartościowym nawozem naturalnym posiadającym pełen zakres minerałów.
W przypadku podjęcia decyzji o budowie biogazowni należy w pierwszej kolejności sprawdzić:
- możliwość przyłączenia do sieci energetycznej
- prawo do gruntu pod budowę biogazowni i pod przyłącze energetyczne
- czy wybrana działka jest ujęta w planie zagospodarowania przestrzennego z przeznaczeniem pod taką inwestycje.
- uzyskanie pozwolenia na budowę
- warunki środowiskowe, oddziaływanie na środowisko
- dostępność i ilość substratów
- ocenę kosztów opłacalności inwestycji
- ocenę możliwości uzyskania zezwoleń i akceptacji społecznej
