Bioplin

Drugi naučno-stručni skup sa međunarodnim učešćem ''5. juni - Svjetski dan zaštite okoliša'', Bihać 04-05 Juni 2014

PRIMJENA TEHNOLOGIJE SUHE FERMENTACIJE KOD OBRADE ORGANSKOG OTPADA

Edhem Salihović
EWT Wassertechnologie, Ingenieurbüro für Maschinenbau, Umweltschutz und Umweltbiotechnologie A-5020 Salzburg Richard Kürth Straße 4 ewt@sbg.at
Ključne riječi: Anaerobna razgradnja, suha fermentacija, organski otpad
SAŽETAK:
Suha fermentacija (SF) se definira kao kontrolirana anaerobna razganja organskih tvari kod koncentracije suhe tvari iznad 20%. Nekontrolirana anaerobna razgradnja u deponijama se odvija kod koncentracije suhe tvari u prosjeku između 40-70%.
Stabiliziranjem organskog otpada postupkom suhe fermentacije smanjuje se njegov volumen a nastali metan koji utjče na globalno zatopljenje se može energetski iskoristiti . Cijena ovako dobivene energije je u većini slučajeva višestruko veća od konvencionalno dobivene energije. Da bi ovaj proces bio ekonomičan potrebno je u fazi planiranja izabrati tehnologiju suhe fermentacije ovisno o mjestu njegovog nastanka (komunalni, industrijski,poljoprivredni) i provjeriti zakonsku regulativu oko garancija za subvenciju ovako dobivene energije.

 UVOD

Bioplinski uređaj treba promatrati kao dio lanca zbrinjavanja otpada . Međunarodno gledano bioplinski uređaji su njemački fenomen. Od 100 bioplinskih uređaja u 1990 njihov broj 2012 je bio 7515 (1). Cilj korištenje bionergije je višeznačan:zaštita klime, osiguranje snabdijevanja električnom energijom, razvoj poljoprivrednih regiona, interes za izvoz tehnologija i sl.
Uzimajući u obzir sve ove faktore samo uz garanciju otkupa i subvencije proizvedene električne energije izgradnja bioplinskih uređaja može biti ekonomski isplativa.

kuhinjski-otpad
Sl.1 Organski otpad iz kuhinja i proizvodi iz trgovina sa isteklim rokom trajanja

2. TEHNOLOGIJE ANAEROBNE RAZGRADNJE

Prema sadržaju suhe tvari u reaktorima u praksi se susreću mokra i suha anaerobna razgradnja organske tvari . Suha fermentacija (SF) se definira kao kontrolirana anaerobna razganja organskih tvari kod koncentracije suhe tvari iznad 20%. Termin „suha“ dobiven prijevodom sa njemačkog i engleskog jezika nije najbolje odabran jer sadržaj vode u reaktorima je do 80%. Ova tehnologija ima osnove razvoja u praćenju procesa proizvodnje plina u deponijama. Onovne prednosti ove tehnologije su potreba za manjim volumenom reaktora i manjoj specifičnoj potrošnji energije . Odabir tehnologije anaerobne razgradnje organskog otpada uglavnom ovisi o satavu ulaznog materijala.
Materijal za suhu fermentaciju: komunalni zeleni otpad,, konjski, kraviji i kokošiji stajnjak, kuhinjski otpad, industrijski organski otpad i slično.
Tehnologija mokre fermentacije se koristi kod proizvodnje plina iz svinjske gnojovke, flotata i ulja i ostalog tekućeg organskog otpada.
U praksi je često ulazni materijal izmiješan kao što je to prikazano na slici 1. Zbog toga je važan ispravan odabir tehnologije

3. PRIMJERI PRIMJENE SUHE FERMENTACIJE

bioplin-kuhinjski-otpad
Sl.2 Shema tegnološkog procesa za proizvodnju plina iz otpada turističkih mjesta
Broj izgrađenih bioplinskih uređaja naveden u uvodu ovog referata se uglavnom odnosi na bioplinske uređaje u poljoprivrednoj proizvodnji. Manji broj uređaja je izgrađen za obradu industrijskoh otpada i odvojenu obradu kuhinjskog otpada, tako da u ovom području postoji veliki potencijal za istraživanja.
.
Na Slici 2 je prikazana proces suhe fermentacije na primjeru obrade organskog otpada iz kuhinja turističkog mjesta sa 20.000 smještajnog kapaciteta (Hoteli 5000, Privat 5000, kampovi 10000)

3.2 Proizvodnja bioplina kao način zbrinjavanja otpada kožarske industrije

Kod zbrinjavanja industrijskog otpada proizvodnja bioplina može biti ekonomski najpovoljnije rješenje. Na slici 3 je dat prikaz troškova zbrinjavanja otpada iz kožarske industrije kapaciteta 1000 koža na dan. Ekonomski efekti su veoma značajni kad je otkup električne energije garantiran i subvenciran. U protivnom samo proizvodnja vlastite toplinske energije ima pozitivne ali niže ekonomske efekte.
Za usporedbu kod iskorištavanje energetskog potencijala organske frakcije komunalnog otpada se računa sa 100-380 kWh/t , investicija 180 do više 370 Euro/toni. Cijena tako dobivene električne energije je 0,26 Euro u investicijskom periodu i0,14 Euro/kWh poslije investicijskog perioda.

otpad-kozara

Sl.3 Ekonmski efekti proizvodnje bioplina suhom fermentacijom u industriji kože

3.3 Proizvodnja bioplina - pilot postrojenje
Kod specifičnog organskog otpada veoma je važno u fazi projektiranja uraditi probne pokuse na pilot postrojenju.Na slici 4 je prikazan pilot urđaj za suhu fermentaciju volumena reaktota 5 m3 smješten u 10 ft. kontejneru prema EWT tehnologiji.

3. ZAKLJUČAK
Većina izgrađenih bioplinskih uređaja služi za obradu organske tvari iz poljoprivredne proizvodnje. Cijena ovako proizvedene električne energije je dosta viša od tržišne cijene. Ekonomska isplativost ovih uređaja je jedino moguća ukoliko je garantirana subvencija i odkup proizvedene elektične energiju. Kod obrade pojedinih industrijskih otpada primjenom tehnologije suhe fermentacije, ekonomski efekti se mogu postići i bez navedenih garancija. Ovo je moguće samo uz dobro planiranje i pokusno istraživanje na pilot postrojenju ukoliko ne postoji dovoljno iskustva iz prakse na izgrađenim uređajima sa sličnim ulaznim materijalom.

4. LITERATURA
[1] Anzahl der Biogasanlagen in Deutschland in den Jahren 1992 bis 2014 ,
www. de.statista.com

[2] Eriksson, O., Carlsson_Reich, M., Frostell, B., Bjorklund, A., Assefa, G., Sundqvist, J. -O., Granath, J., Baky, A. and Thyseliuz, L., (2005), Municipal solid waste management from a systems perspective. Journal of cleaner production. Vol. 13, Issue 3: 241-252.