ENERGETYKA, RYNEK ENERGII - CIRE.pl - energetyka zaczyna dzień od CIRE
Właścicielem portalu jest ARE S.A.
ARE S.A.

SZUKAJ:



PANEL LOGOWANIA

X
Portal CIRE.PL wykorzystuje mechanizm plików cookies. Jeśli nie chcesz, aby nasz serwer zapisywał na Twoim urządzeniu pliki cookies, zablokuj ich stosowanie w swojej przeglądarce. Szczegóły.


SPONSORZY
ASSECO
PGNiG
ENEA

Polska Spółka Gazownictwa
CMS

PGE
CEZ Polska
ENERGA





MATERIAŁY PROBLEMOWE

Biogaz tak, ale co z pozostałościami?
31.01.2020r. 05:05

("Energia i Recykling" - 12/2019)
Na świecie zauważa się coraz większe zainteresowanie rynkiem biogazowym. Instalacje te są powszechnie stosowanym rozwiązaniem m.in. w Europie Zachodniej, zwłaszcza docenione zostały w Niemczech, Włoszech, Danii, Szwajcarii oraz we Francji. W ślad za tymi wzorcami podążają polskie przedsiębiorstwa. Pojawiają się też nowe pomysły na zagospodarowanie pozostałości po produkcji biogazu.

Biogazownie swą popularność zyskały dzięki możliwości produkowania bioenergii z mało wymagającej uprawy kukurydzy czy buraków cukrowych. Niewielki koszt pozyskania tych substratów sprawił, że w krótkim czasie zaobserwowaliśmy ogromny boom w rozwoju biogazowni. Niestety, z czasem substraty te znalazły zastosowanie w produkcji również innych biopaliw, co sprawiło m.in., że ich ceny zaczęły gwałtownie rosnąć. Ciążący na wielu instalacjach kredyt oraz sytuacja rynkowa (wzrost cen substratów, drastyczne obniżenie wartości certyfikatów) sprawiły, że zaczęto poszukiwać innych substratów pozwalających na przynoszenie zysków przez istniejące instalacje.

Idealnym rozwiązaniem okazało się wykorzystanie bioodpadów. Substraty te pozyskiwane są najczęściej za darmo lub za niewielką opłatą. Bioodpady pochodzą od lokalnych przedsiębiorstw, gospodarstw rolnych oraz domowych. Warto podkreślić, że wiele instalacji biogazowych wykorzystuje do produkcji bioenergii niebezpieczne odpady, których składowanie zagraża środowisku. Mowa tu chociażby o osadach ściekowych, wywarze gorzelnianym czy serwatce. Instalacje biogazowe zyskały więc w krótkim czasie aprobatę nie tylko dzięki możliwości produkowania bezpiecznej energii, ale też dzięki możliwości utylizacji wielu niebezpiecznych dla środowiska biodegradowalnych odpadów.

Biogaz i pulpa pofermentacyjna

Fermentacja metanowa zachodząca w biogazowniach jest złożonym, czteroetapowym procesem fizykochemicznym. Efektem zachodzących przemian jest produkcja biogazu składającego się głównie z metanu i ditlenku węgla. Powstający biogaz wykorzystywany jest do produkcji energii elektrycznej i/lub cieplnej. Należy jednak podkreślić, iż w procesie tym powstaje również poferment, zwany też pulpą pofermentacyjną. Powstały produkt beztlenowej przemiany wymaga właściwego zagospodarowania.

Istnieją instalacje beztlenowej obróbki, które wyposażone są dodatkowo w tzw. komorę dofermentacyjną. Pozwala ona na maksymalny odzysk biometanu z mieszanki fermentacyjnej, bowiem poferment zwykle zawiera jeszcze znikome ilości składników, z których emitowane są gazy cieplarniane i odorowe, co obserwuje się w przypadku bezpośredniego skierowania pofermentu do otwartych lagun. Konieczność dodatkowego zbiornika wynika z tego, że dłuższe przetrzymywanie pofermentu we właściwej komorze fermentacyjnej jest przede wszystkim nierentownym rozwiązaniem dla instalacji.







Pod względem zagospodarowania odpadów to właśnie pulpa pofermentacyjna ma wiele zalet w porównaniu ze świeżymi, nieprzetworzonymi w procesie fermentacji metanowej biodegradowalnymi odpadami. Po pierwsze, temperatura, w jakiej zachodzi proces fermentacji, pozwala na uzyskanie materiału bezpieczniejszego dla środowiska. Wyższa temperatura (fermentacja mezofilowa - 25-45°C, fermentacja termofilowa - 45-60°C) w komorze fermentacyjnej pozwala na higienizację zadawanej mieszanki. Dzięki zachowaniu właściwych warunków środowiskowych dla tego procesu odnotowuje się skuteczne obniżenie zawartości patogenów oraz nasion chwastów, co zostało potwierdzone badaniami.

Warto podkreślić też, że poddanie odpadów procesowi fermentacji pozwala na zmniejszenie ich objętości, dzięki czemu gospodarka nimi jest łatwiejsza. Poferment wymaga znacznie mniejszych zbiorników (powierzchni) do przechowywania aniżeli nieprzefermentowane odpady.

Pulpa pofermentacyjna zawiera związki organiczne (nierozłożone w procesie fermentacji), składniki mineralne oraz biomasę mikroorganizmów odpowiedzialnych za proces fermentacji metanowej - składniki odżywcze, które są łatwo przyswajalne przez rośliny. Nawozowe zastosowanie pofermentu jest więc jak najbardziej uzasadnione.

Na skład pofermentu wpływa rodzaj zadawanych do komory substratów, z kolei właściwości pulpy pofermentacyjnej zależą od stopnia rozdrobnienia, technologii zastosowanej fermentacji (mokra, sucha) oraz temperatury procesu. Powstały w procesie fermentacji beztlenowej poferment jest jako nawóz bardzo zbliżony do gnojowicy - ze względu na zawartość suchej masy. Jednak w porównaniu z gnojowicą to pulpa pofermentacyjna wykazuje brak emisji gazów odorowych, które w większości zostały uwolnione w procesie fermentacji metanowej.

Jak zagospodarować poferment?

Wspomniane nawozowe wykorzystanie pulpy pofermentacyjnej jest najczęściej stosowanym rozwiązaniem - ze względu nie tylko na właściwości, ale też na koszty związane z dalszą gospodarką pozyskanym materiałem. Zastosowanie pofermentu jako nawozu należy stosować zgodnie z zasadami zawartymi w ustawie o nawozach i nawożeniu oraz Kodeksie Dobrej Praktyki Nawozowej, w których materiał został zakwalifikowany jako nawóz organiczny lub środek poprawiający właściwości gleby. Zgodnie z prawem, poferment musi zostać poddany badaniom chemicznym, biologicznym oraz rolniczym. Badania te mają na celu określenie parametrów jakościowych pulpy jako nawozu. Badania należy wykonywać w akredytowanych laboratoriach, a próbki do badań powinny być pobrane przez wykwalifikowanych próbobiorców, ponieważ bardzo ważne do wykonania rzetelnych badań jest uzyskanie homogenicznej próbki pulpy pofermentacyjnej.

Ze względu na czas oczekiwania na wyniki analiz oraz dodatkowe utrudnienia formalne bardziej rozpowszechnioną metodą jest wykorzystanie pofermentu metodą R10, co pozwala zaoszczędzić nie tylko pieniądze, ale przede wszystkim czas. Preferuje się przekazywanie pofermentu lokalnym rolnikom (zwłaszcza tym, od których pozyskuje się substraty do komory fermentacyjnej). Nawozowe wykorzystanie pofermentu może odbywać się przez doglebową aplikację na grunty rolne czy użytki zielone. Poferment może również zostać poddany separacji na frakcję ciekłą i stałą oraz być aplikowany na pola. Pulpę pofermentacyjną można poddać kompostowaniu, w rezultacie którego uzyskany produkt może zostać wykorzystany do nawożenia pól bądź ogródków działkowych czy przydomowych.

Najłatwiejszym do wykorzystania okazuje się poferment bezpośrednio odprowadzony z biogazowni. Nawóz ten posiada niską zawartość suchej masy (1-3%), co znacznie ułatwia jego aplikację doglebową. Płynny poferment zawiera wysoką wartość odżywczą składników bezpośrednio dostępnych dla roślin (rozpuszczalne formy azotu, fosforu i potasu), przez co taka postać pofermentu jest nawozem o szybkim działaniu (zauważa się dynamiczny przyrost plonu).

Pulpa pofermentacyjna coraz częściej poddawana jest więc separacji, w wyniku której powstają dwie frakcje: ciekła i płynna. Każda z nich różni się właściwościami fizykochemicznymi. Frakcja ciekła może być wykorzystywana ponownie w procesie fermentacji metanowej. Jej skierowanie do komór fermentacyjnych wynika z tego, że stanowi cenny materiał inokulujący nowy proces fermentacji metanowej w komorach fermentacyjnych - ze względu na obecność właściwej mikroflory bakteryjnej. Frakcja ciekła wykorzystywana jest też jako substancja rozcieńczająca mieszankę fermentacyjną, ale może z powodzeniem stanowić pełnowartościowy materiał nawozowy. Proponuje się również poddanie frakcji ciekłej dodatkowej filtracji, na poziomie nano- lub ultrafiltracji, w konsekwencji czego uzyskuje się wodę do celów technologicznych utrzymania procesów w instalacji biogazowej. Z kolei niewielka ilość frakcji stałej, bogatej w materię organiczną i składniki pokarmowe roślin, stanowi cenne źródło nawozowe. Jednak zastosowanie tych produktów, póki co, niesie zbyt ogromne koszty, aby mogły stać się powszechnym rozwiązaniem w biogazowniach.

Frakcja stała uzyskana z separacji pofermentu przypomina strukturą kompost. Składa się z części włóknistych materii organicznej, zawiera kwasy huminowe oraz związki mineralne. Nawozowe zastosowanie frakcji stałej pozwala na zwiększenie zawartości materii organicznej w glebie, przez co pozytywnie wpływa na ich pojemność wodną i sorpcyjną, jest też źródłem składników pokarmowych dla roślin. Poddanie stałej frakcji pofermentu procesowi suszenia pozwala na uzyskanie nawozu o znacznie bardziej zredukowanej masie i mniejszych wymaganiach powierzchniowych, jeśli chodzi o magazynowanie tego nawozu. Suszenie pofermentu może nie być obarczone wysokim kosztem eksploatacyjnym, ponieważ energia cieplna może pochodzić z instalacji biogazowej. Dodatkowo zastosowanie granulacji wysuszonego pofermentu pozwala na dodawanie domieszek, które wzbogacają wartość nawozową.

Jak jeszcze można zagospodarować pulpę pofermentacyjną? Proponuje się poddanie pofermentu procesowi kompostowania. Pulpa w tym przypadku stosowana jest jako kosubstrat (ze względu na wysoką zawartość związków azotu) dla kompostowania takich substratów jak słoma, siano, liście czy kora. Frakcję stałą poddaną suszeniu można z powodzeniem wykorzystać jako źródło opałowe - ze względu na wyższą zawartość węgla. Paliwo to, w porównaniu z innymi, cechuje się, niestety, niższą wartością energetyczną i wyższą zawartością popiołu, co powoduje gorszą jego jakość. Być może zastosowanie jako kosubstratu z innym surowcem do produkcji źródła opałowego może przynieść lepsze rezultaty. Natomiast frakcja stała może zostać poddana granulacji i zostać wykorzystana jako pellet lub brykiet. Wysuszona stała frakcja znajduje zastosowanie również jako ściółka dla zwierząt. Badania donoszą, że frakcja stała pofermentu może stanowić wysokobiałkowy dodatek do pasz, co okazuje się tańszym rozwiązaniem aniżeli śruta sojowa.

Nawożenie pofermentem

Poferment może występować jako nawóz w różnych formach. Bezpośrednio pobrana pulpa pofermentacyjna oraz frakcja ciekła, ze względu na wysokie uwodnienie, z powodzeniem mogą być aplikowane doglebowo za pomocą wozów asenizacyjnych, dzięki którym można pobrać, transportować i zaaplikować nawóz. Warto dodać, że w celu uzyskania lepszych efektów nawozowych pulpę należy aplikować doglebowo za pomocą węży wleczonych lub aplikatorów doglebowych. Te rozwiązania pozwalają na znaczne ograniczenie emisji gazów odorowych, ograniczenie strat azotu (brak lub ograniczony kontakt nawozu z powietrzem), wysoką precyzję aplikacji nawozu oraz brak uszkodzeń roślin (w przypadku aplikacji podczas ich wegetacji). Z kolei frakcja stała rozprowadzona zostaje na polu za pomocą rozrzutnika obornika. Zgranulowany poferment może być aplikowany za pomocą rozsiewaczy nawozów wykorzystywanych w przypadku tradycyjnych nawozów sztucznych.

Jak przechowywać?

Podobnie jak w przypadku nawożenia, przechowywanie pulpy pofermentacyjnej uzależnione jest od jej postaci. Poferment bezpośrednio kierowany z biogazowni oraz frakcję ciekłą należy przechowywać w lagunach. Są to otwarte zbiorniki wykopane w ziemi. Muszą być odpowiednio zabezpieczone - ściany boczne oraz dno wykonane ze szczelnej membrany, odpornej na działanie cieczy w zróżnicowanych warunkach atmosferycznych. Zastosowanie otwartych lagun nie jest jednak w pełni dobrym rozwiązaniem, co wynika z niekontrolowanej emisji gazów odorowych, w tym również amoniaku, przez co zmniejsza się wartość nawozowa pulpy, a także z bezpośredniego dostępu opadów atmosferycznych, które mogą znacznie przyczynić się do wtórnego wypełnienia zbiornika.

Poferment podczas przechowywania, podobnie jak gnojowica, ulega rozwarstwieniu, przez co z lagun utrudnione jest pobieranie zhomogenizowanego nawozu. Z czasem na wierzchu tworzy się kożuch, który jest skuteczną barierą dla emitowanych gazów. Proponuje się więc zastosowanie dodatkowych membran, które pozwalają zamknąć lagunę, co jednak obarczone jest dodatkowym kosztem. Poferment może być z powodzeniem przechowywany w stalowych lub żelbetowych zbiornikach, odpornych na rozszczelnienia, emisję gazów powodujących korozję czy kwaśne deszcze. Preferuje się montaż mieszadeł w zbiornikach, które używane są przed pobraniem nawozu przez wóz asenizacyjny. Podobnie jak przy nawożeniu frakcją stałą, nie ma tu większych problemów. Przede wszystkim frakcja ta zajmuje mniej miejsca, ponieważ jest jej mniej. Może być magazynowana na płycie lub w silosie o szczelnym podłożu. Należy również zadbać o zadaszenie, które będzie chroniło przed opadami atmosferycznymi. W przypadku wysuszonej frakcji stałej przechowywanie musi odbywać się w hali, zabezpieczonej przed wilgocią oraz szkodnikami.

Dodaj nowy Komentarze ( 0 )

DODAJ KOMENTARZ
Redakcja portalu CIRE informuje, że publikowane komentarze są prywatnymi opiniami użytkowników portalu CIRE. Redakcja portalu CIRE nie ponosi odpowiedzialności za ich treść.

Przesłanie komentarza oznacza akceptację Regulaminu umieszczania komentarzy do informacji i materiałów publikowanych w portalu CIRE.PL
Ewentualne opóźnienie w pojawianiu się wpisanych komentarzy wynika z technicznych uwarunkowań funkcjonowania portalu. szczegóły...

Podpis:


Poinformuj mnie o nowych komentarzach w tym temacie


PARTNERZY
PGNiG TERMIKA
systemy informatyczne
Clyde Bergemann Polska
PAK SERWIS Sp. z o.o.
ALMiG
GAZ STORAGE POLAND
GAZ-SYSTEM S.A.
Veolia
PKN Orlen SA
TGE
Savangard
Tauron
DISE
BiznesAlert
Obserwatorium Rynku Paliw Alternatywnych ORPA.PL
Energy Market Observer
Gazterm
Innsoft



cire
©2002-2020
mobilne cire
IT BCE