Bioplynový reaktor a princip kompostování

Bioplynový reaktor a kompostování představují efektivní metody zpracování organického odpadu s cílem získání energie a kvalitního hnojiva. Kompostování zabezpečují převážně aerobní mikroorganismy, což je základní podmínkou aerobního procesu.

Bioplyn

Při rozkladu organických látek (hnůj, zelené rostliny, kal z čističek) v uzavřených nádržích bez přístupu kyslíku vzniká bioplyn. Ze zemědělských odpadů se v největší míře energeticky využívá kejda, případně i slamnatý hnůj, sláma, zbytky travin, stonky kukuřice, bramborová nať a další. Tímto způsobem je možné zpracovávat také slámu, piliny a jiný odpad, proces je však pomalejší.

V bioplynovém zařízení se biomasa zahřívá na provozní teplotu ve vzduchotěsném reaktoru. Obvyklá teplota je pro mezofilní bakterie 37 až 43 °C, pro termofilní 50 až 60 °C. Princip vyvíjení bioplynu je velmi jednoduchý, protože je však nutné dodržovat bezpečnostní normy, zařízení se stávají složitými, a tudíž dražšími.

Doba anaerobní fermentace bioodpadů je necelý měsíc a vzniká bioplyn s velkým podílem metanu. Vyprodukovaný bioplyn obsahuje mezi 44 - 55 % methanu. Bioplyn obsahuje 30-50 % CO2, H2S a další sloučeniny, které je třeba před zkapalněním na BioLNG při -162 ℃ odstranit a upravit na vysoce kvalitní biometan.

Bioplyn má výhřevnost cca 22 MJ/m3. V době se již tvoří bioplyn, který obsahuje běžně 60 až 80 obj. % metanu.

Čtěte také: Princip jaderného reaktoru

Technologie bioplynových reaktorů

Zařízení zpracovává suchý a polosuchý bioodpad a pozůstává ze dvou plynotěsných betonových boxů, každý o rozměrech 8x6x3 m. Samostatně jsou plastové nádrže na biologicky aktivní kapalinu. Teplo z kogenerační jednotky se využívá k ohřevu na teplotu cca 38 °C (mezofilní proces). Po skončení fermentace má substrát vzhled tmavého polokompostu. Fermentační doba 28 dní je ekonomickou hranicí.

V systému „BioTech“ se zpracovává 86 tis. tun odpadu. V roce 2000 začalo pracovat zařízení v Japonsku. Zařízení s výkonem 626 kW se nachází ve SRN na sever od Drážďan v obci Alteno u města Duben.

Fermentor má objem 900 m3 a je celá zapuštěná pod úrovní terénu. Doba fermentoru je 40 dní, ve druhém 60 dní. Do fermentoru se míchacím zařízením přidává jen 4 - 5 m3 čerstvé nebo silážované kukuřice. Substrát recirkuluje.

V bioplynové stanici se zpracovává 90 % kukuřici, ponejvíce silážovanou, což umožňuje celoroční provoz. Využívá se i zmlékárny a kejda od prasat vlastního chovu. Hmota, kromě dřevních substrátů, je vhodná pro fermentaci.

Není zapotřebí zvodňovat a lze zpracovávat komunální odpady místo kompostování, skládkování nebo spalování. V domácnostech není zapotřebí třídit bioodpad a zpracovávají se i „prošlé“ potraviny a krmiva (i konzervy) ze supermarketů.

Čtěte také: Jak kompostovat ruličky od toaletního papíru

Využití bioplynu

Bioplyn se spalován v kogenerační jednotce o výkonu 37 kWel. a slouží k výrobě elektrické energie a tepla. Vyprodukovaný bioplyn je spalován v kogeneračních zařízeních s celkovým instalovaným výkonem 137 kW. Bioplyn je využíván jako stabilizované hnojivo na cca 40 ha pozemků farmy. Část kapalné frakce se používá ke hnojení.

Kompostování

Kompostování je proces rozkladu organické hmoty v přírodním prostředí. Zastřešená kompostárna má roční kapacitu cca 10 tis. tun a zpracovává bioodpad z trávníků, sadů apod.

Proces kompostování

Proces kompostování probíhá intenzivně v podmínkách provzdušňování přes vzdušný filtr, což vede k rychlejšímu uzrání kompostu. Pokud není zajištěno dostatečné provzdušňování, nastupují anaerobní procesy (hnití) a kompost tzv. "kysne".

Vlastnosti kompostu musí být vizuálně přijatelné a kompost nesmí vykazovat nepříjemný zápach. Je důležitá i schopnost aerace a vhodné podmínky pro existenci mikroorganizmů. V kompostu musí být obsah organické složky větší než 70 %.

Využití kompostu

Kompost se využívá jako hnojivo k hnojení zemědělské půdy a může nahradit syntetická hnojiva. Je důležitý pro obnovu organických složek v půdě. Aplikuje se na půdu jednou nebo dvakrát ročně v závislosti na orbě a výsevu.

Čtěte také: Kompostování krok za krokem

Mobilní kontejnerový rotační bioreaktor (MKRB)

Mobilní kontejnerový rotační bioreaktor (MKRB) umožňuje zpracování biomasy nebo bioodpadů různými biologickými procesy. Režim může být aerobní, nebo anaerobní, vsádkový, nebo (semi)kontinuální, suchý, nebo mokrý. Při provozování v anaerobním režimu slouží reaktor k výrobě bioplynu a digestátu, a to suchým, nebo mokrým procesem anaerobní digesce. Při provozování v aerobním režimu slouží bioreaktor jako účinný rychlo-kompostér, nebo jako elektrický kompostér. Produktem je takzvaný fermentát. Pro dosažení plné stabilizace je nezbytné ponechat fermentát aerobně dozrát mimo reaktor, tak, jak tomu u podobných technologií bývá.

Hlavní inovací a předností reaktoru je zejména čtvercový příčný průřez pracovní komory, který umožňuje praktickou manipulaci se surovinami pomocí pojízdného nakladače, nebo i pomocí pásového nebo šnekového dopravníku.

Bioplynová stanice v Přibyšicích

Bioplynová stanice v Přibyšicích na zpracování organického odpadu byla spuštěna počátkem roku 2009. Na rozdíl od většiny stanic nezpracovává zemědělské plodiny, ale organický odpad, který je využit a zpracován ve vlastní technologii. Zařízení je schopno denně zpracovávat až 100 tun organického odpadu včetně obalového materiálu a konvertovat ho na elektrickou a tepelnou energii (až 1,0 MWh). Ročně by tak mělo zařízením projít až 28 000 tun odpadu s výrobou až 8 GWh elektrické energie.

Anaerobní digesce bioodpadu vytříděného ze směsného komunálního odpadu v termofilních podmínkách (tj. při teplotě 51°C) je v České republice zcela jedinečná a má pozitivní význam na snižování objemu organického odpadu ukládaného na tělese skládek.

tags: #bioplynový #reaktor #kompost #princip

Oblíbené příspěvky:

• Praktický dětský kufřík
• Rizika a řešení: Očkování dětí
• Přehled ekologických chladiv R
• Kvalita vnitřního ovzduší dle SZÚ
• Co se děje v ekologické produkci?