Bioplynové stanice „suchá“ anaerobní fermentace
Pro:
- Zemědělské podniky
- Podniky z oboru odpadového hospodářství
- Obce
Základní princip bioplynových stanic
Anaerobní rozklad biologicky rozložitelných materiálů (biomasa – cíleně pěstované zemědělské plodiny, travní zeleň, odpadní biomasa) a biologicky rozložitelných odpadů na bioplyn a jeho přeměna na elektrickou energii a teplo. Na konci procesu zůstává pevný zbytek (fermentát) a tekutý zbytek (perkolát), přičemž oba je možné aplikovat na zemědělské pozemky.
Výhody „suché“ fermentace
- vhodné pro biomasu s vyšším obsahem sušiny (25% a více) – hnůj, travní senáž,
- vhodné pro získávání energie z bioodpadů,
- nižší spotřeba el. energie – biomasa se ve fermentoru nemíchá ani do něj nečerpá,
- jednoduché rozšíření stanice,
- biomasu není nutné před vstupem do fermentoru rozmělňovat nebo jinak upravovat,
- díky zpracování odlišných substrátů je dosahováno vyššího obsah metanu a nižšího obsahu síry než na mokrých bioplynových stanicích.
Skladba bioplynová stanice na „suchou“ fermentaci
- garážové fermentory s plynotěsnými vraty se zabudovaným topením a perkolátním hospodářstvím,
- technický přístavek s vytápěnými perkolátními nádržemi,
- manipulační plocha před fermentory,
- technologie výroby bioplynu (perkolátní, tepelné a plynové hospodářství, plně automatizovaný řídící systém),
- kogenerační jednotka včetně chlazení,
- biofiltr a havarijní hořák,
- napojení stanice na el. energii, teplo, kanalizaci a vodovod,
- další stavební objekty dle požadavků investora – koncový sklad perkolátu, sklad biomasy a fermentátu, kompostárna, hygienizační stanice …
Popis „suché“ fermentace
Biomasa je navezena do fermentoru kolovým nakladačem. Po naplnění fermentoru jsou uzavřena plynotěsná vrata. Biomasa je vyhřívána podlahovým topením a postřikem perkolátu, který současně obnovuje mikrobiální kulturu na povrchu biomasy. Do tří dnů po navezení dojde k odstranění zbytkového kyslíku a stabilizaci celého anaerobního procesu. Vznikající bioplyn je odsáván do plynových vaků a dále odváděn do kogenerační jednotky. Zde je transformován na elektrickou energii při vzniku „odpadního“ tepla. Proces je diskontinuální, obvyklá délka cyklu je 28 dnů. Pro kontinuitu procesu se doporučuje pracovat minimálně se čtyřmi fermentory. Na konci cyklu je biomasy vyvezena a část vyfermentovaného substrátu je nahrazena novou biomasou v tzv. „směsném navýšení“ (poměr mezi starou, částečně vyfermentovanou biomasou a čerstvou biomasou). Proces je až na manipulaci s biomasou plně automatizován. Řídící systém firmy Siemens celý proces monitoruje a řídí. Případné poruchy jsou hlášeny ihned obsluze na mobilní telefon.
Vstupy
Zemědělské suroviny
- kukuřičná siláž
- travní senáž
- hnůj z živočišné výroby
- jiné zemědělské plodiny
Odpady
- komunální odpad
- zemědělský odpad
- potravinářský odpad
Nevhodné substráty
- tekuté materiály s malým obsahem sušiny
- kaly z ČOV
- jateční odpady
Výstupy
- elektrická energie
- teplo
- pevný fermentační zbytek (přímé hnojení, nebo kompost, nebo další energie)
- tekutý fermentační zbytek (hnojivo)
Biologicky rozložitelné odpady již nejsou odpadem, ale hodnotnou surovinou!
V současné době stojí většina obcí před rozhodnutím, co s biologicky rozložitelným odpadem. Po vyvezení tohoto „odpadu“ na skládku nebo do kompostárny se z něj uvolňuje metan, který se podílí na tvorbě skleníkového efektu a přispívá k oteplování planety. Dalším problémem jsou rostoucí náklady za likvidaci tohoto „odpadu“.
Námi navrhovaným řešením jsou bioplynové stanice pracující na principu „suché“ anaerobní fermentace. Vznikající metan je zachycen do plynových vaků a v kogenerační jednotce přeměněn na el. energii a teplo. Energetická energie je dodávána do veřejné sítě a teplo může být využito (kromě cca 20% vlastní spotřeby) k vytápění administrativních budov, formou CZT k vytápění domů a bytů, k sušení zemědělských plodin a dřeva, vyhřívání skleníků, bazénu nebo k chlazení budov v letních měsících (trigenerace).
Biologicky rozložitelné „odpady“ není nutné před vstupem do bioplynové stanice nijak upravovat – třídit, drtit, zkapalňovat, separovat kovy nebo plasty… Menší množství nežádoucích látek – sklo, plasty, kamení … - není na závadu. V případě následného kompostování jsou tyto materiály vytříděny až na konci celého procesu přes rotační síto. V té době objem tříděného materiálu podstatně menší.
Bioplynové stanice je možné využít jako efektivní předstupeň kompostáren a fermentační zbytky dále kompostovat, ovšem již v podstatně menším množství a za podstatně kratší dobu.
Možné druhy zpracovávaných odpadů:
- tráva z veřejných prostranství
- odpad ze zahrad
- listí a štěpka (v omezené míře)
- biologicky rozložitelný odpad z tříděného sběru
- prošlé ovoce a zelenina
- vedlejší produkty ze zpracování ovoce nebo zeleniny
- odpad ze supermarketů – prošlé potraviny
- prošlé pečivo
- odpady ze zemědělské výroby
- další odpady z potravinářské výroby
- kuchyňské odpady, tuky (v omezené míře)