Szennyvíziszap dezintegrálási és anaerob lebontási kísérlete. II Ökoenergetika és X. Biomassza Konferencia Lipták Miklós PhD hallgató

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Szennyvíziszap dezintegrálási és anaerob lebontási kísérlete. II Ökoenergetika és X. Biomassza Konferencia Lipták Miklós PhD hallgató"

Bertalan Németh
4 évvel ezelőtt
Látták:

1 Szennyvíziszap dezintegrálási és anaerob lebontási kísérlete II Ökoenergetika és X. Biomassza Konferencia Lipták Miklós PhD hallgató

2 Lehetséges alapanyagok Mezőgazdasági melléktermékek Állattenyésztési melléktermékek Ipari szennyvizek Szerves hulladékok Kommunális szennyvizek Egyéb szerves anyagok

3 A biogáz képződéséhez szükséges körülmények Képződés lehetséges helyei: természetben, hulladéklerakókban állattartó telepeken, szennyvíztelepeken Képződés szükséges feltételei: kellően aprított szerves anyag levegőtől, oxigéntől elzárt körülmény a metanogén baktériumok jelenléte állandó, és kiegyenlített hőmérséklet folyamatos keveredés fénytől elzárt környezet

4 A biogáz, mint végtermék Összetétel Metán (CH 4 ) % Szén-dioxid (CO 2 ) % Hidrogén (H 2 ) 0-0,2% Nitrogén (N 2 ) 0-0,2 % Földgáz Biogáz CH4 (metán) [%] CO2 (szén-dioxid) [%] 0, H2S (kénhidrogén) ppm ~1 ~500 Harmatpont [ C] 59,7 59,2 Sűrűség kg/nm3 0,809 1,16 Wobbe index MJ/nm3 54,8 27,3 Energia tartalom MJ/nm3 39,2 23,3 MJ/kg 48,4 20,2 Lobbanáspont [ C] vízgőz (füstgáz) [%] 18,8 19,3 Kén-hidrogén (H 2 S) 0-0,2 % Energia tartalom: MJ/m 3

5 Kinyerhető biogáz mennyisége különböző Alapanyagok Állati melléktermék Mezőgazd. melléktermék anyagokból Kinyerhető biogáz l/kg sz.sz.a. min max átlag sertés szarvasmarha baromfi almostrágya búzaszalma napraforgószár repceszalma cukorrépa fű nád Szennyvíziszap Kommunális hulladék m3/t

6 Hőmérséklet hatása a biogáz termelődésére Mezofil: C Tartózkodási idő: nap Termofil: C Tartózkodási idő: 15 nap [m 3 gáz/ kg szerves anyag] 0,30 0,25 0,20 30 C 25 C 20 C 15 C 0,15 10 C Relatív gázhozam % 0,10 optimum Termofil baktériumok 0, [nap] Mezofil baktériumok Hőmérséklet C

7 Biológiai folyamat 1. Hidrolízis Polimerek bontása:fehérjék, zsírok 2. Acetogenezis Szerves savak előállítása: ecetsav, vajsav, propionsav 3. Metanogenezis CH4

8 A kísérlet folyamata 1. Szennyvíziszap átszűrése, majd kettéosztása 2. Szerves a. vizsgálat 3. Adalékanyagok bekeverése, majd fermentálás 4. Napi gázmennyiség mérése 5. Esetenként gázösszetétel mérése 6. Kierjedt iszap újabb szerves a. vizsgálata 7. Eredmények kiértékelése

9 Kísérleti körülmények Alapanyag: nyers szennyvíziszap ph: 6,6 szárazanyag tartalma: 2,9 %, szerves szárazanyag tartalma: 1,86 % A reaktorokba 0,5 liter iszapot adagoltunk Az alapanyag hőmérsékletét a reaktorban 55 C-ra, termofil tartományra állítottuk be Keverés: naponta a leolvasáskor Az anaerob mikroorganizmusok számára a fény inhibitor hatású, ezért a reaktorokat alufóliával betakartuk.

10 Aprítás A kísérleti berendezések

11 Kísérleti berendezések Anaerob fermentálás

12 Kísérleti berendezések Anaerob fermentálás

13 Kísérleti eredmények Nyers iszap kummulált gázmennyiség, ml Adatsor1 kummulált gázmennyiség, ml Adatsor1 idő, nap idő, nap Nyi Nyi dezint.

14 Kísérleti eredmények Lignittel kezelt iszapok kummulált gázmennyiség, ml Adatsor1 kummulált gázmennyiség, ml Adatsor1 idő, nap idő, nap L 5 L 10 kummulált gázmennyiség, ml idő, nap Adatsor1 L 15

15 Kísérleti eredmények Barnaszénnel kezelt iszapok kummulált gázmennyiség, ml idő, nap Adatsor1 kummulált gázmennyiség, ml idő, nap Adatsor1 B 5 B 10 kummulált gázmennyiség, ml idő, nap Adatsor1 B 15

16 A kezelés előnyei Keverés után a szuszpenzió szaghatása jelentősen csökken A szerves anyag feltáródása miatt növekszik a biogáz kihozatal Növekszik a fajlagos felület A fermentált iszap magasabb fűtőértéke alkalmassá teszi kazánokban történő elégetésre A patogén baktériumok száma jelentősen csökken

17 A töretek morfológiája

18 Kísérleti eredmények Minta jele Biogáz összetétel CH 4, % Összetétel vizsgálat száma Nyi ~0 ~ Nyi dezint. A rothadás beinduláshoz szükséges idő nap Lebomlási idő, nap Termelődött biogáz térfogat, cm ~ alkalom Nyi + L 5 ~7 ~ alkalom Nyi + L 10 ~13 ~ alkalom Nyi + L 15 ~15 ~ aklalom Nyi + B 5 ~14 ~ Nyi + B 10 ~1-2 ~ alkalom Nyi + B 15 ~1-2 ~ alkalom

19 Mikroszkópi felvételek

20 Levonható következtetések 1. A biológiai lebontás hatásfoka a kezelés hatására jelentősen nő, illetve az adalékanyaggal történő kezelés hatására még intenzívebbé válik.( Az adott kísérleti paraméterek és iszapjellemzők mellett 41 %-ról 67 %-ra emelkedett). 2. A patogén és lebontó mikroorganizmusok száma jelentősen csökken, illetve feltáródik, növelve a lebontható szerves anyag tartalmat.

21 Levonható következtetések 3. A szén adalékanyagok a stabilizált iszap hasznosíthatóságát növelik. Az iszap jobban vízteleníthető, így költséghatékonyabban szállítható, illetve erőművi hasznosításra is alkalmasabb a magasabb energiaérték miatt. 4. A jelen kísérletek eredményeit értékelve megállapítható, hogy a szén adalékanyagok bekeverése pozitívan, jelentős mértékben növelte a biogáz kihozatalt. Az alkalmazott eljárás környeztvédelmi szempontból ígéretes, a jelenség pontos kimérése újabb, tovább fejlesztett kísérleti munkát igényel.

22 Köszönöm a figyelmet

Hasonló dokumentumok

Agrár-környezetvédelmi Modul Agrár-környezetvédelem, agrotechnológia. KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc

Agrár-környezetvédelmi Modul Agrár-környezetvédelem, agrotechnológia KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc A mezőgazdasági eredetű hulladékok égetése. 133.lecke Mezőgazdasági hulladékok, melléktermékek energetikai