Bio és PB gáz hasznosítás

Átírás

1 Bio és PB gáz hasznosítás Készítette: Verbai Zoltán Felhasználható irodalom: o o o o Günter Cerbe: A gáztechnika alapjai Dr. Bai Attila: A biogáz Heinz-Schulz-Barbara Eder: Biogázgyártás GMBSZ Elérhet ség: verbai@eng.unideb.hu 1

2 Bemutatás, történelmi áttekintés o A biogáz szerves anyagok anaerob erjedése során képz d, a földgázhoz hasonló,rendkívül sokoldalúan felhasználható légnem anyag. o El állítására bármely, az élelmiszer-gazdaságban és a kommunális szférában képz dött szerves anyag alkalmas. o A folyamat spontán módon is lejátszódik mélyvízi tengeröblökben, mocsarakban és hulladéktároló telepeken, azonban mesterséges beavatkozással a gáztermelés hatásfoka megsokszorozható. A mikrobák együttm ködésével nyert gáz összetétele: o 50-70% éghet metán, o 28-48% égésre képtelen szén-dioxid és o 1-2% egyéb gáz, (kénhidrogén és nitrogén) (A földgáz, mint ismeretes, gyakorlatilag teljes egészében metánból áll, ezért a biogáz f t értéke a metán részarányától függ en a földgáz f t értékének 50-70%-át teszi ki (l 8-25 MJ/Nm3) 2

3 Biogáz és földgáz összehasonlítása o A biogáz tisztítás után a földgázzal gyakorlatilag megegyez f t értéket képvisel. o A hevít hatás ú trágyáknak, valamint a cukorrépa-, a kukorica- és az élelmiszer-ipari termelés melléktermékeinek a legkedvez bb a fajlagos biogáztermelésük. ( Ez fokozható az alapanyagok keverésével, mely további 1-40%-kal javíthatja a gázkihozatal hatásfokát.) A biogáz és a metántartalom o Legmagasabb a metántartalma a szennyvíziszapokból erjesztett biogáznak (70%), ezt követi a o mez gazdasági melléktermékekb l (60-65%), majd a o szilárd települési hulladékokból (50%) nyerhet gáz metántartalma. 3

4 A földgáz, a biogáz és a depóniagáz legfontosabb jellemz it A biogáz termelés mutatói 4

5 A biogáz felfedezésének története o Shirley 1677-ben fedezte fel a mocsárgázt, o Volta 1776-ban megállapította, hogy ez éghet anyag, o Daltonnak pedig 1804-ben sikerült kimutatni bel le a metángázt, o Pasteur fedezte fel, hogy ezt az anyagot mikrobák állítják el. A biogáz felfedezésének története o 1888-ban ezen megfigyelések eredményeképpen, Gayon a Francia Tudományos Társaság ülésén már olyan gázt égetett el, melyet trágyából és vízb l saját maga állított el 35 C h mérsékleten. o a világ els biogáztelepét 1856-ban az indiai Mantungában, egy lepratelepen helyezték üzembe. 5

6 A biogáz felfedezésének története o 1896-ban az angliai Exeterben közvilágításra használták a biogázt o 1937-ben pedig már 7 német nagyvárosban m ködtek biogázzal üzemel szemétszállító járm vek o A biogáz-biotrágya el állítását a világon 1806-ban H. DAVY, a trágyából való gázkiáramlással indította el A biogáz felfedezésének története o 1857-ben Bombayben valósult meg az els biogáz-berendezés. o között a szennyvíziszapok anaerob erjesztését kezdték el o 1942-ben DUCELLIER és ISMANN Algériában mez gazdasági hulladékot erjesztettek kétütem fermentációs módszerükkel 6

7 A biogáz felfedezésének története o Hazánkban a XX. század els felében kezd dtek meg a kutatások és a hazai próbaüzemek, de o között már Indiában is létesült két biogázüzem Dr. v. Bartha István tervei alapján Felhasználási módok Saját felhasználásra: o biogáz, mely hasznosítható f tésre, h tésre, gázmotorok meghajtására o biotrágya, mely a felhasznált szerves trágyánál, ill. kommunális hulladéknál jóval értékesebb, o szén-dioxid, a biogáz tisztításának melléktennéke (üvegházak szén-dioxidtrágyázása). 7

8 Felhasználási módok Értékesítésre: o tisztított biogáz, melynek jellemz i megegyeznek a földgázéval o elektromos áram a biogáz generátorral történ átalakításakor o dúsított biotrágya virágföldként, ill. humuszképz anyagként Az alapanyagok hatása az anaerob elgázosítás technológiájára 8

9 Biogáztelepek o Hazánkban és Nyugat-Európában is jellemz módon a folyamatos üzemelés, egyenletes erjesztést lehet vé tev, 5-15% szárazanyagot tartalmazó hígtrágyát feldolgozó biogáztelepek terjedtek el. Hígabb szennyvíz növeli a nagyobb szárazanyag-tartalom a beruházásigényt csökkenti a gázhozamot szakaszos üzemelés technológiát igényel Alapvet szempont a technológia tervezésekor o minél olcsóbban állítsuk el a felhasználni kívánt termékeket Lehet leg helyben rendelkezésre álló alapanyagot használjunk fel Minél kevesebb munkafolyamattal állítsuk el a számunkra megfelel terméket Biztosítsuk az üzem m ködésének zavartalanságát 9

10 Alapvet szempont a technológia tervezésekor o minél olcsóbban állítsuk el a felhasználni kívánt termékeket Lehet leg helyben rendelkezésre álló alapanyagot használjunk fel Minél kevesebb munkafolyamattal állítsuk el a számunkra megfelel terméket Biztosítsuk az üzem m ködésének zavartalanságát Alapvet szempont a technológia tervezésekor o Az ideális biogáztelep tehát képes a képz dött biogáz és biotrágya közvetlen felhasználására. A biogáz eltüzelésével nyert energia biogáztelep f tésére kapcsolódó létesítmények melegvízellátására 10

11 Alapvet szempont a technológia tervezésekor o Kizárólag h energia el állítása esetén problémát jelenthet az évszakonként ingadozó kereslet (a küls h mérséklet emelkedése (nyáron) a biogáztermelés növekedésével jár) Telepítési megoldás: (baromfi tartás, fóliasátras zöldség- vagy virágtermesztés) Alapvet szempont a technológia tervezésekor o Kizárólag h energia el állítása esetén problémát jelenthet az évszakonként ingadozó kereslet (a küls h mérséklet emelkedése (nyáron) a biogáztermelés növekedésével jár) Telepítési megoldás: (baromfi tartás, fóliasátras zöldség- vagy virágtermesztés) 11

12 Alapvet szempont a technológia tervezésekor o A biotrágya közvetlen felhasználása megfelel méret saját növénytermesztési ágazatot feltételez. o Ennek hiányában pedig szerz déssel biztosított átvételt o Egy hektár mez gazdasági területre t/ha trágyával érdemes számolni 3-4 évente. Alapvet szempont a technológia tervezésekor o Ha saját h igény nem elegend a kapott biogázmennyiség maradéktalan bels felhasználására, akkor a következ ket tehetjük: A biogáz megtisztítása a szén-dioxidtól és egyéb szennyez gázoktól földgázvezetéken keresztül értékesíthet. A tisztított biogáz komprimálása (gépkocsimotorokban történ felhasználása) a villamos energia el állítása gázmotorban (hulladékh éleszt moslék-, metanolel állítás, fermentor f téséhez) 12

13 Alapvet szempont a technológia tervezésekor o A biogáz tisztításakor kapott tiszta széndioxidot fóliák és növény házak kultúráinak szén-dioxid-trágyázására használják (15-40% terméstöbbletet) o A folyamatos m ködés és a teljes kihasználás csak a berendezések (els sorban az erjeszt - tartály) megfelel méretezésével érhet el. Különböz állatok napi trágyatermelése 13

14 Fermentor méretének meghatározása o Alapadatok: Állatállomány: 100 tehén, 80 növendék és 20 borjú Tervezett technológia: mezofil (30-40 C) Szárazanyag-tartalom (száa): 15% Szervesanyag-tartalom (szea): 13,5%. Várható trágyamennyiség (táblázat alapján): 100 x 46 = x 32 = x 15 = 300 összesen: 7460 l/nap = 7,46 m3/nap. Rothasztási id : 15% száa. és 5 kg/m3 x nap terhelés esetén: 26 nap. Szükséges fermentor-nagyság: 7,46 x 26 = 194 m3 Egyes anyagok várható biogáz hozama 14

15 Eredményes m ködtetés feltételei o Nyereséges, nagyüzemi méret állattenyésztési ágazat o Stabil m ködés, jövedelmez legyen a beruházó vállalkozás egészében is o Rendelkezzen a beruházó megfelel nagyságú mez gazdasági területtel (biotrágya) o Legyen a közelben nagyobb település vagy vállalkozás (nem megoldott a veszélyes hulladék kezelése) o Olyan méret beruházást kell megvalósítani, amely képes a gazdaságos szállítási o távolságon belül képz d összes veszélyes szerves hulladék feldolgozására o Legyen igény minél nagyobb mennyiség hulladékh helyi felhasználására H mérséklet hatása az elérhet gázhozamra 15

16 H mérséklet hatása a rothasztási id re A szárazanyag-tartalom hatása a gázhozamra 16

17 Technikai feltételek o technológiai tervezés (beszállítástól a végfelhasználásig) o a berendezések megfelel méretezése, o hatósági engedélyek beszerzése, o az eszközök beszerzése, beépítése, próbaüzem, o megfelel változtatások végrehajtása (a folyamatos üzem érdekében) Biogáztelepek terjedése o biogáztelepek terjedését régebben a viszonylag olcsó energiaárak korlátozták, o jelenleg a magas beruházási költségek akadályozzák leginkább. 17

18 Fajlagos beruházási költségek változása a kapacitás függvényében Üzemméret hatása a megtérülési id re 18

19 Egy alapberuházás eredményfokozásának tartalékait o Veszélyes szerves hulladékok arányának további növelése az alapanyagbázisban legalább a gázmotorok kapacitásának teljes kihasználásáig (csak szervez munkát igényel). o Amennyiben marad fölösleges hulladékh, a termofil fermentorok magasabb h fokra f tése, ilyen módon a biogázhozam növelése Egy alapberuházás eredményfokozásának tartalékait o Az öntöz kapacitások kiterjesztésével a biotrágya kijuttatási költségeinek csökkentése o CO2 tisztító berendezés beszerzése piacképessé teheti a biogázt, de legrosszabb esetben is el tudná látni tüzel anyaggal a saját gázüzem eszközöket 19

20 A megújuló energiaforrások hazai felhasználása (2005) Hazai energetikai alapadatok 20

21 Energetikai alapadatok o Az egy f re jutó éves energiafelhasználás (a Föld összes országában) az évi 1,4 GJróI 2000-ig mintegy 60 GJ-ra n tt. o Az egy f re jutó napi energiafogyasztás a fejl d országokban átlagosan 30 MJ, a közepesen fejlett és a fejlett országokban ez az érték MJ közötti. Energetikai alapadatok o A maximumot közelít értékek okai lehetnek az olcsó hazai fosszilis energiaforrások (pl. arab országok, volt Szovjetunió) o a magas életszínvonal (USA), o vagy, hogy nincs forrás energiatakarékossági intézkedésekre o Ez azt eredményezte, hogy a világ energiafelhasználásának 80%-át jelenleg is a népesség mindössze 20%-a használja fel. 21

22 Energetikai alapadatok o Magyarországon 1987-ben a fajlagos energiafogyasztás 341 MJ/f /nap volt. Az azóta bekövetkezett energiaár-növekedések hatására ez a szám napjainkra 285 MJ/f /napra csökkent. A biomasszából nyerhet energiamennyiség eloszlása 22

23 A biogáz keletkezése o A biológiai metántermelést lényegében három mikrobiológiai tevékenység köré csoportosíthatjuk. A biogázhoz vezet anaerob lebomlási lépések Hidrolizáló mikroorganizmusok o A komplex szerves anyagokat el ször fakultatív és obligát anaerob mikroorganiz-musok enzimeikkel bontják alkotóelemeikké. o Az ún. hidrolizáló baktériumok ezért a polimer láncokat feldarabolni képes enzimeiket kiküldik a sejtb l, ott megtörténik a polimerek eldarabo-lása, hidrolízise. o Az így el készített kisebb molekulákat már fel tudja venni a baktérium és tápanyagként hasznosítja. o Az anaerob biogáztermel rendszerekben az egyik limitáló tényez gyakran a polimerek hidrolizálásának sebessége. 23

24 Acetogén baktériumok o A hidrolizáló baktériumok által fel nem használt oligo- és mono-szacharidokat, zsírsavakat, aminosavakat és f ként a rengeteg illó szerves savat az ún. acetogén mikroorganizmusok acetáttá (ecetsav sója) és hidrogénné alakítják tovább o A természetes úton képz d metánmennyiség kb. 70%-a acetátból keletkezik. Metanogén mikroorganizmusok o A harmadik, szigorúan anaerob körülmények között megvalósuló lépés a metanogenezis, amikor ametanogén mikroorganizmusok metán és szén-dioxid keverékét, biogázt állítanak el. 24

25 Magyarország biogázüzemei Magyarország biogázüzemei o szeméttelepekre épült 14 db ( millió m3 biogáz) o 60 hazai szennyvíztisztító telepb l 12 db (6-7 millió m3 biogáz) o december 4-t l üzemel hazánk egyetlen, élelmiszer-gazdasági alapanyagokra alapozott biogáztelepe Nyírbátorban. 25

26 Külföldi biogázüzemek o A világon már 1983-ban 9 millióra becsülték a biogáztelepek számát (Távol-Keleten mintegy 7,5 millió) (Ezen létesítmények eredményes m ködése olcsóságukban rejlik, hiszen kever berendezésük egyszer, a meleg éghajlat miatt f tetlenek és fóliafedés ek, ugyanakkor a kezdetleges technológia miatt üzemeltetésük sokszor életveszélyes.) Technológiai eljárások (alapanyag szerinti csoportosítás) A biogázüzemek kialakításának célja, hogy minél olcsóbban, minél több és jobb min ség terméket állítsunk el, lehet leg automatizált módon. 26

27 Technológiai eljárások (alapanyag szerinti csoportosítás) Befolyásoló tényez k: o Az alapanyag konzisztenciája (szárazanyagtartalma) befolyásolja az eljárás kiválasztását. o Az alapanyag mennyisége és min sége, az erjedés h mérséklete és id tartama megszabja az erjeszt tartály méretét. o A kényelmesség iránti igény, ill. a rendelkezésünkre álló pénzforrások pedig behatárolják az épít anyagot és a technológiát. Technológiai eljárások M ködési mód szerint háromféle technológia különíthet el: o a folyamatos (az alapanyag folyamatos ki- és betárolása), o a Batch-eljárás (szakaszos ki- és betárolás) o és ezek kombinációja. 27

28 Technológiai eljárások Az alapanyag szárazanyag-tartalma szerint megkülönböztethetjük: o a "félszáraz" (15-30% sz.a.) és o a "nedves" (1-15%) - eljárást. Folyamatos eljárás o A folyamatos eljárás során a híg konzisztenciájú alapanyagot (hígtrágya, szennyvíziszap) folyamatosan vezetik az erjeszt térbe, ahonnan egy túlfolyón keresztül azonos mennyiség, de már kierjedt biotrágya távozik a rendszerb l. (Az el állított biogáz mennyisége állandó összetétel alapanyag esetén nem változik) 28

29 Folyamatos eljárás o A folyamatos eljárás során a híg konzisztenciájú alapanyagot (hígtrágya, szennyvíziszap) folyamatosan vezetik az erjeszt térbe, ahonnan egy túlfolyón keresztül azonos mennyiség, de már kierjedt biotrágya távozik a rendszerb l. (Az el állított biogáz mennyisége állandó összetétel alapanyag esetén nem változik) Folyamatos eljárás o El nye az eljárásnak, hogy az alapanyag jól keverhet, könnyen üríthet, tehát jól automatizálható. o Hátránya, hogy a kierjedt biotrágya viszont nehezebben kezelhet, nagyobb tárolóteret, ill. szeparálást igényel 29

30 A Batch-eljárás o A Batch-eljárás jellegzetessége az alapanyag egyszeri betáplálása az erjeszt tartályba. Els sorban nagy szárazanyag-tartalmú alapanyagok (almostrágya, növényi maradványok) elgázosítására alkalmas. o A rothasztótér feltöltése után az erjeszt t lezárják, és a fermentáció végén nyitják csak ki a kierjedt anyag kivétele és az újbóli feltöltés céljából. A Batch-eljárás o Az eljárás el nye, hogy anagy szárazanyagtartalom miatt térfogategységre vetítve jóval nagyobb a biogázhozam és a szilárd konzisztenciájú biotrágya könnyebben felhasználható a hígtrágyánál. o A biogáz-el állítás hatékonysága csökken, hiszen változik a biotrágya összetétele hosszabb érlelési id szükséges a megfelel gázkihozatalhoz alapanyag jobb higienizálását is eredményezi. 30

31 Építési mód szerint megkülönböztethet k Függ leges erjeszt Napjainkban jellemz en ezt a megoldást használják, mert a keverésük jól megoldható és talajszint alá is telepíthet k, hidegebb vidékeken legegyszer bb és legolcsóbb módszer az erjeszt önfogyasztásának csökkentésére. 31

32 Vízszintes erjeszt A vízszintes készülékek alkalmazását a kedvez tlen (sziklás, talajvizes) talajviszonyok indokolhatják. Cs erjeszt o A cs erjeszt k jellegzetessége, hogy egy térben található az erjeszt és a gáztároló, általában kisebb tömeg és jól szállítható, létesítése tehát olcsó, 32

33 Cs erjeszt o Els sorban kisgazdaságokban, alacsony komfortigény tömegtermelésre alkalmasak. Energetikai hatékonyság o Mivel a felhasznált anyaghoz képest a kierjedt biotrágya tápértékét tekintve jobb, energiatartalma pedig megegyezik vele, a képz dött biogáz - alapanyagtól és technológiától függ mértékben - általában pozitívvá teszi a folyamat energiamérlegét. 33

34 A nedves és félszáraz eljárások összehasonlítása gyakorlati tapasztalatok alapján o Európában és Amerikában a múltban a "nedves eljárású" biogáz-el állító technológia terjedt el az utóbbi harminc évben, a szennyvíziszapok anaerob rothasztásának mintájára. 34

35 o Ugyanakkor állandó törekvés mutatkozott a 92-93% folyadéktartalmú biomasszában az erjesztésre kerül töltet szárazanyagának emelésére nagy szervesanyagtartalmú száraz mez gazdasági termékkel Félszáraz kétütem biogáz-biotrágya o Magyarországon kb. 30 éves el munkálattal, a környezetvédelem területén el nyösen használható fel az ún. "félszáraz kétütem biogáz-biotrágya el állító eljárás o Lényege: az, hogy a településen össze kell gy jteni a kommunális szemét szerves részét, a szennyvíziszapot, a mez gazdasági hulladékot és melléktermékeket (szalma, kukoricaszár, napraforgószár, zöldhulladék, nyesedék stb.) valamint az állati almos- és hígtrágyát. 35

36 Félszáraz kétütem biogáz-biotrágya o A begy jtött biomasszát fel kell aprítani és abból a recept szerint a napi hányadot az erjeszt tartályokba kell behelyezni. o Itt a recept szerinti berakott biomasszatömeget "félszáraz" erjesztési eljárással kezeljük melynek eredményeképpen a biomasszából metán és szén-dioxid-tartalmú biogáz és az istállótrágyánál értékesebb nitrogén-, foszfor- és káliumdús biotrágyát nyerhetünk. Félszáraz kétütem biogáz 36

37 Félszáraz kétütem biogáz-biotrágya A trágya szórható halmazállapotú, ömlesztve és zsákolva is felhasználható. o El nyök: A község portáit így nem szennyezi a trágyadomb, a csapadék nem hordja szét a fert z anyagokat. o A mez gazdasági hulladékok nem rontják az utcaképet. Félszáraz kétütem biogáz-biotrágya o A hasznosítótelep által termelt biogáz mosott - földgáz min ségben - vagy mosatlan állapotban használható fel. o Ha a községnek van már gázhálózata, úgy a gázt mosott állapotban be lehet táplálni a gázhálózatba. o Ha nincs, akkor csatornázáskor saját gázhálózat saját felhasználás. 37

38 60 C-os erjesztési eljáráson átesett biotrágyák felhasználhatósága Félszáraz kétütem biogáz-biotrágya o A "félszáraz" eljárás Magyarországon kerül továbbfejlesztésre az el bbiekben már említett - kétlépcs s erjesztési módszerrel- egyazon tartályon belül. Az els lépcs ben az 1-2. napos aerob kezeléssel, a mesterséges leveg ztetéssel elérhet, hogy a töltet 65 C átlagh mérsékletre emelkedik. 38

39 Félszáraz kétütem biogáz-biotrágya o A második lépcs ben kb nap alatt anaerob viszonyok között a szerves anyagokból a biomassza keverés nélkül biogázt termel. Az félszáraz eljárás el nye a hazánkban is eddig megvalósított nedves eljárással szemben: o A bevitt biomasszában a szervesanyag-hányad 111,3%-kal nagyobb. o A bevitt biomassza szállítási költsége 34%-kal kisebb. o A bevitt biomaszában a fajlagos N-, P-, K- tartalom 0,52%-kal magasabb. o Akierjedt biotrágyában erjesztés után megmaradó fajlagos N-, P-, K-tartalom 0,63%-kal magasabb. 39

40 Az félszáraz eljárás el nye a hazánkban is eddig megvalósított nedves eljárással szemben: o Az erjesztés végén nyert biotrágya a termel höz történ kiszállítási költsége 22,1 %-kal kisebb. o A hasznosítható biogáz az önfogyasztás levonása után 10%-kal magasabb. o A biomasszába bevitt gyommagvak csírázóképessége 95-97%-kal csökken, s t a 20 napnál hosszabb tartózkodási id után azok csírázóképessége meg is sz nik Felhasználás szerinti csoportosítás 40

41 Felhasználás szerinti csoportosítás o Kisüzemi biogáz telepek o Állattenyésztési telepek o Depóniatelepek o Szennyvíztelepek o Komplex regionális üzemek Kisüzemi biogáztelepek célja o a háztáji állattartás trágyáiból biogáz és biotrágya el állításával o az egész évi f zés és a téli f tési energiaigény egy részének biztosítása o a kulturáltabb életmód megteremtésének o a malacólak megfelel h ntartása és a tápel - készít gépienergia-igényének biztosítása, o a keletkez folyékony halmazállapotú biotrágyával a háztáji növénytermesztés eredményeinek megjavítása 41

42 A berendezés, aminek f bb elemei a következ k: o az erjeszt ház, o az el bbihez oldalt csatlakozó szivattyúház a h cserél vel, o a lakóépülethez csatlakozó kazánház, o a fölösgáz elfáklyázására szolgáló biztonsági szerelvény, o biotrágya-tároló földmedence, o trágyázási kísérlet földparcellái. A berendezés, aminek f bb elemei a következ k: 42

43 Kisüzemi hazai biogáztelep m ködésének eredményei Kisüzemi angliai biogáztelep 43

44 Kisüzemi angliai biogáztelep Állattenyésztési telepek o Az almostrágya felhasználását els sorban jelent s tápanyagtartalma indokolja, de szervesanyag-tartalma el nyösen befolyásolja mind a homok-, mind az agyag talajok fizikai tulajdonságait és termékenységét is. o Homoktalajokon csökkenti a tápanyagok kimosódását és a víztartó képességet, agyagtalajokon pedig a talajm velés energiaigényét. 44

45 Állattenyésztési telepek A friss trágya tápanyagveszteség nélküli felhasználását csak az azonnali kiszállítás és talajba munkálás biztosítaná, amelynek azonban a következ akadályai lehetnek: o Az almostrágya keletkezése folyamatos, a kitrágyázás szakaszos o A szervestrágyázás csak növénymentes talajon, els sorban sszel o Technológiai szempontból a kapásnövények el tt célszer közvetlenül szervestrágyázni a talajt Állattenyésztési telepek A hígtrágya ugyan nem szennyvíz, hanem értékes folyékony tápoldat, de helytelen kezelése súlyos környezetvédelmi - els sorban vízmin ségi problémákat okozhat. 45

46 Állattenyésztési telepek Állattenyésztési telepek 46

47 Állattenyésztési telepek Hazai tapasztalatok o Hazánkban a '60-as évekt l kezdve jelent s kísérletek folytak a mez gazdasági melléktermékek elgázosítására. o Ezek az üzemek mára kivétel nélkül megsz ntek (A legutolsó Szécsényben 1988-ban szünt meg) 47

48 A szécsényi folyamatos üzemelés, nedves eljárású biogáztelep o Az alapítás f indoka a jelent s (Szécsény esetében: 66%-os) állami támogatás volt. állami szinten az energiaracionalizálásra való törekvés. üzemi szinten a rendelkezésre álló alapanyagbázis, a tápanyag-gazdálkodás javítása. valamint a télen a baromfitelepen elérhet energiaköltség-megtakarítás indokolta. Megoldatlan maradt ugyanakkor az év többi részében a gáz hasznosítása. A szécsényi folyamatos üzemelés, nedves eljárású biogáztelep o A folyamatos üzem erjeszt ben a szarvasmarhatartó telep napi kb. 60 m3 össztömeg, 10% szárazanyag-tartalmú hígtrágyáját dolgozták fel mezofil (30-35 C) h mérsékleti tartományban. o A BIMA-rendszer biogáztelepet automatikus üzemmódban (nyomásról, ill. id kapcsolóról vezérelve) vagy kézi kapcsolással lehetett m ködtetni. 48

49 A szécsényi folyamatos üzemelés, nedves eljárású biogáztelep A szécsényi folyamatos üzemelés, nedves eljárású biogáztelep o A két üzemmódon belül a hígtrágyát a h cserél n keresztül vagy annak megkerülésével lehetett az erjeszt be juttatni. o A biogáz 18-20%-a "önfenntartás" céljára használódott el, a többit az üzemeltetés kezdeti id szakában a baromfiistállók gázég fejjel átalakított BO-l30-as kazánjaiban égették el. 49

50 A szécsényi folyamatos üzemelés, nedves eljárású biogáztelep A szécsényi folyamatos üzemelés, nedves eljárású biogáztelep 50

51 A szécsényi folyamatos üzemelés, nedves eljárású biogáztelep A szécsényi folyamatos üzemelés, nedves eljárású biogáztelep 51

52 Nedves eljárás o Egy 1000 kocás modelltelep hígtrágyát dolgoz fel. A javasolt technológia 10 napos, termofil h mérséklet anaerob lebontáson alapul. Az el kezelt, 8% szárazanyag-tartalomra bes rített, napi 40 m3 hígtrágyából 1530 Nm3 biogáz kinyeréssel lehet számolni. Az el állított biogáz fedezi a telep h - és villamosenergia-szükségletét és 1450 kwh/nap energia az országos hálózatba is táplálható. A biogáz egy részét vissza kell vezetni az erjeszt be, hogy a hígtrágya egyenletes, de nem nagy áramlási sebesség keverése biztosított legyen. Nedves eljárás energiamérlege 52

53 A h mérsékleti értékek alakulása o A betárolt almos szarvasmarhatrágyát 26 órán keresztül kompresszorozással anaerob kezelésnek vetették alá. A h mérsékleti értékek alakulása 53

54 A h mérsékleti értékek alakulása Konténer szerkezeti kialakítása 54

55 Depóniatelepek Depóniatelepek o Magyarországon jelenleg mintegy 23 millió m3 (4,6 millió tonna) települési szilárd hulladék keletkezik évente. Ennek 62%-a lakossági eredet, a többi az intézményeknél, szolgáltatóegységeknél és vállalkozásoknál keletkez háztartási hulladékokkal együtt kezelhet hulladék. 55

56 Depóniatelepek o Ez a mennyiség a gazdaság fejl désével párhuzamosan évente 2-3%-kal n. o Jelenleg a közszolgáltatás keretében begy jtött települési szilárd hulladéknak csupán 3%-át hasznosítják. o Az ártalmatlanítás jellemz formája a lerakás (83%). Depóniatelepek o A lerakásra általában természetes mélyedéseket vagy bányászati tevékenység után visszamaradó mélyedéseket, üregeket használtak fel. A mélyedések feltöltése során az egyes hulladékrétegek egymásra helyezve, fokozatosan elzárják a mélyebben fekv hulladékrétegeket a leveg t l, egészen addig, amíg a hulladékréteg vastagságának növekedése el nem idézi a leveg mentes anaerob körülményeket. 56

57 Depóniatelepek o A kommunális hulladékok hatalmas és növekv tömege jelent s biogázforrásként szolgálhat. Depóniatelepek o A lerakás után megfelel körülmények hatására azonnal megindul a depóniagáz képz dése, o A hulladék lerakása utáni hónapokban, az inkubációs periódusban elszaporodnak az anaerob baktériumok, a h mérséklet C-ra emelkedik. 57

58 Depóniatelepek o A h mérsékleti maximum elérése után a h mérséklet fokozatosan csökken, és kb. hat hónap elteltével a környezeti h mérsékletnél magasabb szinten állandósul. o Ezzel egyidej leg a gáztermelés is megindul, és gyakorlati tapasztalatok azt igazolják, hogy év múlva is keletkezik még biogáz. Depóniatelepek o Európai tapasztalatok azt mutatják, hogy kb évet érdemes figyelembe venni, mint aktív id szakot, amikor érdemes még a keletkez biogázt hasznosítani. 58

59 Depóniatelepek Depóniatelepek 59

60 Depóniatelepek Depóniagáz nyerés folyamata o a lerakott anyagot 6-8 m magasságú, prizma formájú, trapéz keresztmetszet. o A koronasíkon közlekedhetnek az ürít gépek, melyek ilyen módon a tömörítést is elvégzik. o A szabad felületeket folyamatosan takarni kell az anaerob viszonyok megteremtése és a kellemetlen szagok csökkentése végett. o A gáz kinyerésére alkalmazott függ leges kutakat a mez k befedése után, egymástól m-re építik 60

61 Depóniagáz (kútfej) Depóniagáz (kútrendszer) 61

62 Depóniagáz (kút felépítése) Depóniagáz (gázkút kialakítása) 62

63 Depóniagáz A vízszintes elrendezés, perforált gázgy jt csöveket a szemétlerakással egy id ben kell elhelyezni Depóniagáz o A gáz kinyerése mez nként történhet, a gázhozam fokozása érdekében kompresszoros elszívással. o A lerakás után mintegy fél esztend vel indul be a depóniagáz elterjedése, addig tart az anaerob baktériumoknak a megfelel környezeti feltételek kialakulása. 63

64 Depóniagáz o A prizmák nyári kiszáradása a leveg beáramlása miatt, o a depóniagáz kitermelésének hosszabb szüneteltetése pedig a mez elsavanyodása miatt a gáztermel képesség csökkenésével jár. Depóniagáz problémák o A gázképz dés nehezen szabályozható, a "gázmez k" hozama csak 8-l0 évig termelhet ki gazdaságosan. o ezt követ en a cs rendszert át kell telepíteni és a kierjedt szerves anyag nem használható fel biotrágyaként. 64

65 Depóniagáz problémák o A gazdaságos m ködés (a költségek nagy része állandó költség) megfelel üzemi méretet igényel, ez jelenleg körülbelül lakos hulladékának felel meg. o A beruházás - kapacitástól függ en - a gázkutak és csövek berendezéseinél Ft, az egyéb gépeknél Ft költséggel jár l m3 hulladékra vonatkoztatva. Az üzemeltetés jellemz költségei 4-5 millió Ft/év-re tehet k, gyakorlatilag függetlenül a lerakott hulladék mennyiségét l. Depóniagáz 65

66 Depóniagáz SZENNYVÍZTELEPEK 66

67 Szennyvíztelepek o A települési szennyvíziszap mennyisége évente megközelít en 700 ezer tonna, 25-30%-os átlagos szárazanyag-tartalommal. o Ennek mintegy 18,5%-át stabilizálják, míg a víztelenítést összességében a telepek háromnegyed részénél végzik el. Szennyvíztelepek o Az elhelyezési módok közül közel 60%-ban a lerakás szerepel, s ezen belül alapvet en a települési hulladéklerakón történ elhelyezés (50% körül) a leggyakoribb megoldás. o Mez gazdasági hasznosításra mintegy 40% kerül, ennek kevesebb, mint a felét komposztálják, a fennmaradó hányadot injektálással juttatják a talajba. 67

68 Szennyvíztelepek o Hazánkban még mindig a városi lakások 75%-a, az összes lakásnak pedig csak 50-60%-a van bekötve a csatornahálózatba, ennek pedig csak mintegy fele kerül biológiai kezelésre, mely már a befogadók vízmin sége szempontjából elfogadható hulladékvizet produkál. Szennyvíztelepek o Budapesten ugyan kiemelked en magas a csatornázottsági arány (90%), ám ennek mindössze 20%-át tisztítják biológiai úton, a többi biológiai tisztítás nélkül a Dunába kerül. 68

69 Szennyvíztelepek Szennyvíztelepek 69

70 Szennyvíztelepek Szennyvíztelepek 70