Instalacje biogazowe i przetwarzanie pozostałości po fermentacji

Podczas przetwarzania osadu po fermentacji w biogazowniach płynny osad po fermentacji jest rozdzielany po zakończeniu procesu fermentacji na frakcję stałą bogatą w fosfor oraz fazę ciekłą o wysokiej zawartości azotu i potasu. Technologia ta ma kluczowe znaczenie dla efektywnego odzysku składników odżywczych, przestrzegania krajowych limitów prawnych dotyczących stosowania nawozów oraz obniżenia kosztów transportu i magazynowania. Precyzyjne odwadnianie i zoptymalizowane gospodarowanie substancjami stałymi stanowią podstawę ekonomicznej i zrównoważonej eksploatacji każdej biogazowni.

Wytwarzanie biogazu z surowców odnawialnych, gnojowicy, obornika oraz odpadów organicznych (np. bioodpadów, odpadów spożywczych i pozostałości produkcyjnych) stało się filarem zaopatrzenia w energię odnawialną: Biogaz jest gazem pozyskiwanym z biomasy i składa się w 55–70% z metanu (CH₄). Obecnie wykorzystuje się go przede wszystkim do przetwarzania biogazu na biometan i jego późniejszego wprowadzania do sieci gazu ziemnego, a także do wychwytywania CO₂ i jego komercjalizacji. Ponadto pozostałości po fermentacji są przetwarzane na wysokiej jakości nawozy. Tysiące biogazowni na całym świecie wytwarza codziennie duże ilości pozostałości po fermentacji, które muszą być efektywnie przetwarzane. Powstały poferment zawiera cenne składniki odżywcze, takie jak azot, fosfor i potas – jednak jego wysoka zawartość wody, wynosząca około 90–97% (zawartość suchej masy około 3–10%), sprawia, że transport i stosowanie są kosztowne oraz stanowią wyzwanie logistyczne.

Do tego dochodzi rosnąca presja wynikająca z przepisów dotyczących nawozów i wymogów środowiskowych: zwłaszcza w regionach o dużej gęstości hodowli zwierząt nadwyżki azotu wymagają ukierunkowanego przetwarzania i redystrybucji składników odżywczych. Kluczową rolę w tym procesie odgrywa separacja pozostałości po fermentacji. Substancje stałe odzyskane w procesie dekantacji można transportować do obszarów ubogich w składniki odżywcze jako skoncentrowany, łatwy w transporcie nawóz, natomiast fazę ciekłą można wykorzystać na miejscu jako nawóz płynny lub poddać dalszej obróbce w celu uzyskania koncentratu nawozowego. Jednocześnie produkcja biogazu przynosi korzyści dla środowiska: w przypadku wykorzystania go do celów energetycznych uwalniany jest wyłącznie dwutlenek węgla, który wcześniej został pochłonięty przez rośliny. Dzięki temu biogaz jest znacznie bardziej przyjazny dla klimatu niż paliwa kopalne.

Dzięki wirówkom dekantacyjnym firma Flottweg oferuje indywidualnie dostosowane rozwiązania do kompleksowego przetwarzania osadu po fermentacji w biogazowniach oraz w zastosowaniach przemysłowych. Nasze maszyny niezawodnie spełniają wymagania nowoczesnych biogazowni – zarówno przy zastosowaniu polimerów, jak i bez nich. Ponadto osiągamy maksymalny stopień odzysku substancji stałych, wyjątkowo niską zawartość substancji stałych w fazie ciekłej oraz zapewniamy całodobową dostępność. Korzystamy z wieloletniego doświadczenia, aby zoptymalizować proces przetwarzania poprzez dobór odpowiedniej wirówki dekanterowej, skuteczną ochronę przed zużyciem oraz inteligentną automatyzację procesu.

Wirówki typu dekanter do produkcji biogazu

W celu uzyskania maksymalnej zawartości suchej masy i wysokiej wydajności w biogazowniach — przeznaczonych do ciągłej pracy przez całą dobę, 7 dni w tygodniu, z wykorzystaniem szerokiej gamy substratów oraz przy minimalnym lub zerowym zużyciu polimerów

Proces przetwarzania pozostałości po fermentacji

Po fermentacji beztlenowej w celu produkcji biogazu pozostałość po fermentacji nadal zawiera cenne substancje organiczne i składniki odżywcze dla roślin. Dzięki ukierunkowanemu przetwarzaniu składniki te można optymalnie wykorzystać, a pozostałość po fermentacji można poddać recyklingowi jako wysokiej jakości nawóz. Najpierw poprzez przesiewanie usuwa się gruboziarniste cząstki stałe, takie jak słoma, kolby kukurydzy czy fragmenty tworzyw sztucznych. Wstępnie przetworzony substrat, o zawartości substancji stałych do 35% suchej masy, jest następnie transportowany bezpośrednio do wirówki dekantacyjnej. Dozowanie polimerów jest opcjonalne i jest dostosowywane oraz optymalizowane przez firmę Flottweg dla każdej konkretnej mieszanki substratów.

W wyniku tego procesu powstaje acentrat (frakcja ciekła), który zawiera większość azotu w postaci związanej z amonem, dostępnej dla roślin. Odwodnione cząstki stałe nadają się do układania w stosy, magazynowania i idealnie nadają się do wykorzystania jako nawóz fosforowy do transportu ciężarówkami.

Ogólnie rzecz biorąc, proces przetwarzania składa się z kilku etapów: od przyjęcia surowego osadu pofermentacyjnego do jego rozdzielenia na suche pozostałości nadające się do odzysku oraz fazę ciekłą. W produkcji biogazu w biogazowniach procesowi biologicznemu poprzedzają etapy chemiczne: hydroliza, acidogeneza, acetogeneza i metanogeneza.

Odpowiedzialność za środowisko a efektywność ekonomiczna

Dekanery firmy Flottweg umożliwiają skuteczne oddzielanie osadu po fermentacji i stanowią podstawę do ukierunkowanego odzyskiwania składników odżywczych. Podczas gdy fosfor występuje głównie w frakcji stałej, azot i potas pozostają w fazie ciekłej, przy czym azot występuje w dużej mierze w postaci amonu, który jest łatwo przyswajalny przez rośliny. Taki rozkład składników odżywczych ułatwia stosowanie nawozów dostosowane do konkretnych potrzeb oraz wspiera zgodność z przepisami dotyczącymi nawozów obowiązującymi w poszczególnych krajach (DüV), a także z dyrektywą UE w sprawie azotanów.

Biogaz jest wytwarzany z surowców odnawialnych, takich jak uprawy energetyczne (np. kukurydza na kiszonkę, rzepak), obornik i odpady organiczne, które są dostępne w praktycznie nieograniczonych ilościach. Dlatego technologia firmy Flottweg dodatkowo wspiera gospodarkę o obiegu zamkniętym i sprzyja efektywnemu wykorzystaniu zasobów.

Jednocześnie mechaniczne odwadnianie znacznie zmniejsza objętość, którą trzeba przechowywać lub transportować: ze 100 m³ osadu po fermentacji uzyskuje się zazwyczaj 15–20 m³ substancji stałych i 80–85 m³ fazy ciekłej. Znacznie zmniejszona objętość substancji stałych odciąża pojemność magazynową i wyraźnie obniża koszty transportu.

Jaką rolę odegra biogaz w przyszłości?

Biogaz, znany również jako biometan, ma przed sobą obiecującą przyszłość jako kluczowy element energii odnawialnej. Nie jest uzależniony od warunków pogodowych i można go elastycznie przetwarzać na energię elektryczną, ciepło lub paliwo. Jego wykorzystanie w znacznym stopniu przyczynia się do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, zabezpiecza regionalne i krajowe dostawy energii oraz zmniejsza zależność od importu energii. Dzięki postępowi technologicznemu, bardziej wydajnym procesom produkcyjnym oraz włączeniu biogazu do koncepcji gospodarki o obiegu zamkniętym jego znaczenie będzie w przyszłości nadal rosło.