V posledních letech chovy hospodářských zvířat produkují velké množství hnoje, což vážně zatěžuje životní prostředí. Proto je velmi důležité najít účinné metody pro ošetření zvířecího hnoje. Nyní se ukázalo, že anaerobní digesce je optimálním procesem pro zpracování zemědělských a živočišných odpadů, nabízí mnoho výhod, jako je snížení znečištění životního prostředí a emisí skleníkových plynů. Živočišný hnůj může být užitečným zdrojem pro výrobu obnovitelné energie a zdrojem zemědělských hnojiv bohatých na živiny. Ze socioekonomického hlediska navíc bioplyn poskytuje nejen výhody pro životní prostředí, ale má také nízké náklady na suroviny. Bioplyn se vyrábí z hnoje procesem anaerobní digesce několika typy mikroorganismů ve čtyřech hlavních fázích, a to: hydrolýza, acidogeneze, acetogeneze a methanogeneze. Anaerobní digesce biologických pevných látek zahrnuje biologickou konverzi rozpustné, rozpuštěné organické hmoty na bioplyn, alkoholy, těkavé mastné kyseliny a organické zbytky bohaté na dusík. Stabilita procesu anaerobní digesce je značně ovlivněna složením surovin použitých v bioreaktoru. Různé typy substrátů mohou být použity jako surovina v anaerobním vyhnívacím zařízení pro výrobu bioplynu, včetně zvířecího hnoje (36 %), zemědělského odpadu (30 %) a pevného komunálního odpadu (34 %). Živočišný hnůj je bohatý na různé živiny nezbytné pro růst bakterií. Bylo zjištěno, že použití samotného zvířecího hnoje nemusí představovat nejúčinnější způsob výroby bioplynu kvůli jeho nízkému poměru uhlíku k dusíku. Hnůj hospodářských zvířat obsahuje vysoký obsah dusíku, např.: čerstvý kozí hnůj (1,01 %), slepičí hnůj (1,03 %), mléčný hnůj (0,35 %) a prasečí hnůj (0,24 %). Podle Mid-West Plan Service je poměr uhlík/dusík (C/N) pro prasečí hnůj asi 6 až 8, což je příliš málo pro anaerobní vyhnívací zařízení. V tomto případě se pro výrobu bioplynu z hnoje doporučuje používat živočišný hnůj v kofermentaci s rostlinnými zbytky, aby se zachoval vyvážený poměr C/N, urychlil se růst bakterií a snížilo se riziko inhibice a acidifikace amoniakem. Nejdůležitějším problémem biologicky rozložitelného odpadu je, že je bohatý na lipidy, celulózu a bílkoviny. Mnoho výzkumných prací ukázalo, že kombinace různých organických odpadů pro proces anaerobního společného trávení vede k lepší rovnováze substrátu, což má za následek výrazné zvýšení produkce bioplynu. K významnému zvýšení produkce bioplynu z procesu vyhnívání dochází kombinací zemědělského odpadu bohatého na uhlík s prasečím hnojem. Organická směs, která poskytuje substrát pro proces anaerobní digesce, může obsahovat širokou škálu zdrojů organického uhlíku, od surového kalu z čistíren odpadních vod až po komunální odpad nebo materiál z biomasy, jako jsou rostliny a rostlinný odpad. Výroba bioplynu z hnoje prostřednictvím procesu anaerobní digesce poskytuje mnoho výhod, jako je alternativní palivo, vysoce kvalitní hnojiva, elektřina, teplo, recyklace odpadu, snižování emisí skleníkových plynů a ochrana životního prostředí. Ne všechny suroviny jsou vhodné pro výrobu bioplynu a v některých případech nemusí být výroba bioplynu zisková. Výsledky a diskuse Pro hodnocení vhodnosti a hospodárnosti výroby bioplynu z kejdy byly sledovány tyto parametry: pH, TSS, rozpustné bílkoviny, redukující cukry, vlhkost a popel. Optimální pH pro methanogenezi je kolem 7,0 a pro hydrolýzu a acidogenezi mezi 5,5 a 6,5. Hodnota pH je klíčovým faktorem ovlivňujícím efektivitu produkce metanu a optimální rozmezí pH pro dosažení maximálního výtěžku bioplynu z anaerobní digesce bylo prokázáno jako 6,5-7,5. Během procesu anaerobní digesce byl pozorován mírný pokles obsahu TSS u prasečího hnoje z 1,26 na 0,71 % a u kravského hnoje z 1,17 na 0,23 %, což lze přičíst přítomnosti snadno odbouratelných sloučenin v rozpustné frakci. Řešení pro aktivní odplyňování skládek pevného odpadu
K tvým 90. narozeninám zemědělský podnik “Predportovy” Rozhodl jsem se dát si dárek – nainstalovat biokomplex na zpracování organického odpadu, jednoduše trus. Během provozu reaktoru dojde k jeho uvolnění bioplyn – vzniká alternativní, ekologický zdroj energie a organická hnojiva. V létě 2018 státní statek a Společnost Evobios, výrobce zařízení, uzavřel smlouvu, spuštění komplexu je plánováno na polovinu roku 2019.
„Převybavení farmy bude vyžadovat minimální náklady; samotný areál pro areál je malý, je již připraven,“ poznamenal ředitelka podniku Olga Ivanova. “Spuštění komplexu je plánováno na duben-květen, přesně na začátek sezóny, a plánuje se, že se toto potěšení vrátí za pět let.”
Proč státní statek potřeboval takový areál?
Za prvé, výrobu elektřiny z bioplynu, díky kterému bude podnik zajišťovat vytápění a světlo na svém území, včetně skleníků. Zařízení denně zpracuje a vyrobí 90 metrů krychlových hnoje 250 tisíc kW elektřiny ročně, potřeba podniku je přibližně 220-230 tisíc kW ročně. Vlastní spotřeba bioplynové stanice bude cca 30 % vyrobené energie.
Za druhé, odstranění zápachu. Když byl podnik před 90 lety poprvé postaven, v okruhu několika kilometrů nebylo nic – žádné domy, žádné letiště a nikdo se nestaral o přírodní pach z farmy. Nyní je v oblasti mnoho domů, jejichž obyvatelé si pravidelně stěžují na zápach, a když do Petrohradu přijedou důležité delegace, státní statek je požádán, aby nevysypával hnůj, aby hosty nepřivítal nepříjemným aromatem. Místo otevřených lagun skončí hnůj v uzavřeném komplexu, který funguje bez kyslíku.
Za třetí, získání kvalitního hnojiva, které bude podnik užívat na vlastních pozemcích. Dříve se hnůj shromažďoval ve speciálních lagunách, předkládal se k analýze a po nějaké době se položil na zem. Toto hnojivo obsahovalo hodně semena plevele, které jsou i po průchodu žaludkem krav schopné vyklíčit v půdě a zkazit úrodu. Navíc v neupraveném hnoji je hmota patogeny od střevních infekcí a tuberkulózy po slintavku a kulhavku a antrax. V biokomplexu se díky teplotnímu režimu dezinfikuje a zbavuje hnoje patogenní mikroflóra.
Bioplynový komplex řeší část problémy životního prostředí. Emise se zastaví metan a další produkty rozkladu organického odpadu do ovzduší, zejména v otevřených skladovacích nádržích na hnůj. Sníží nebo zastaví spotřeba plynu vyrábět teplo a světlo pro provoz podniku. Kontaminovaný hnůj a biologický odpad se přestanou dostávat do půdy a živiny se přestanou dostávat do podzemních a dešťových vod.
Jaký je princip fungování komplexu?
Co se děje v komplexu anaerobní (bezkyslíkové) trávení organický odpad: kejda se dostává do reaktoru, kde slouží jako potrava pro metanogenní bakterie. Reaktor je podepřen teplota 52-54°C, který umožňuje ničit patogenní mikroorganismy a dezinfikovat odpad. Během dne se zpracuje daný objem odpadu, výsledný produkt se rozdělí do dvou kategorií: plyn s vysokým obsahem metanu a organické hnojivo.
Plyn se shromažďuje v plynové nádrži, prochází čištěním a jde do elektrických generátorů (obsah metanu více než 80 %, sirné nečistoty nepřesahují 0,5-0,7 %). Hnojivo v kapalné formě jde do zásobních nádrží, kapalina se odebere a může se použít k zalévání luk a pevná frakce, podobná černým pilinám, se používá na obložení zeleniny.
“V procesu je důležitá předběžná příprava odpadu: je uveden do správné konzistence, aby bakterie sežraly všechno,” řekl Obchodní ředitel Evobios LLC Sergey Zakrzhevsky. — Používá se několik technologií, včetně mletí vírové vrstvy, technologie byla vyvinuta již v 50. letech v SSSR a není zaslouženě zapomenuta. Zbytek vývoje je náš, čtyři z nich jsme již patentovali, pokud jde o zrychlenou přípravu a zpracování odpadu. Hlavní vybavení je ruské, někdy podle uvážení zákazníka nebo z důvodu logistického pohodlí používáme zahraniční díly.
Osvědčení :
Státní statek “Predportovy” existuje od roku 1928, její území se nachází v okresech Krasnoselsky a Petrodvortsovy Petrohradu a okrese Lomonosovsky v Leningradské oblasti. Společnost se specializuje na zeleninu a mléčné výrobky: zelí, mrkev, řepa a brambory se pěstují na polích a ve sklenících.
Petrohrad biotechnologická společnost “Evobios” vyvíjí a vyrábí univerzální zařízení pro zpracování organického odpadu. Areály lze využít v zemědělství, bydlení a komunálních službách, potravinářské výrobě a obchodních řetězcích.
