Szennyezett területek hasznosítása a BIOFINOM K+F projekt eredményei alapján

Átírás

1 Szennyezett területek hasznosítása a BIOFINOM K+F projekt Illésné Sándor Andrea témafelelős KÁRMENTESÍTÉS AKTUÁLIS KÉRDÉSEI című konferencia március Budapest ELGOSCAR-2000 Környezettechnológiai és Vízgazdálkodási Kft Budapest, Klapka utca 1-3. Tel.: +36/1/ , Fax: +36/1/ iroda@elgoscar.eu

2 A BIOFINOM projekt A projekt stratégiai célja, egy olyan eljárás kifejlesztése, amely lehetővé teszi a különböző típusú szennyezett/barnamezős területek fenntartható gazdasági hasznosítását. A szennyezett talajok biológiai kezelését kombinálni lehet vegyipari alapanyagok előállításával, biotechnológiai eszközökkel. FITOREMEDIÁCIÓ In-situ kármentesítési technológia, ahol a növény aktív résztvevője a kármentesítésnek. A nehézfém-ionok kivonása és akkumulációja a növény szervezetében. A talajszerkezetet lazítják, és a talaj remediációjában szerepet játszó baktériumok számára megfelelő felület biztosítása a növények felületén. BIOFINOMÍTÁS A zöld biomassza felhasználása, egy olyan komplex rendszer (begyűjtés, aprítás, silózás, préselés) alkalmazásával, mely nem állít elő melléktermékeket. A biomassza egészét használja fel, figyelembe véve a fenntarthatóság ismérveit.

3 Barnamezős területek: a használaton kívül került, általában környezetszennyezéssel terhelt, leromlott fizikai állapotú földterületeket. A projekt célja 1. Két, egyenként már alkalmazott eljárás kombinációjának laboratóriumi és kisüzemi szinten történő tesztelése. 2. Az új eljárás más alternatív energiatermelő megoldásokkal való kombinálhatóságának vizsgálata. 3. Továbbá az új technológia gazdasági hasznosításának előkészítése. Értékes növényi biomassza előállításán keresztül újra termelésbe vonhatjuk.

4 A projekt résztvevői A projektet a Jedlik Ányos program Élhető, fenntartható környezet alprogramon belül konzorciumi formában valósítottuk meg. Projekt azonosító: NKFP_07_4-BIOFINOM A konzorcium tagjai: 1. ELGOSCAR-2000 Környezettechnológiai és Vízgazdálkodási Kft. 2. BAY ZOLTÁN Alkalmazott Kutatási Közalapítvány (BAY BIO ; BAY LOGI) 3. DEBRECENI EGYETEM Agrártudományi Centrum Karcagi Kutatóintézete 4. BIOCENTRUM Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kft.

5 Projekt-költségvetés megoszlása Összköltség: Ft.

6 A mintaterületek kiválasztása Szénhidrogénnel szennyezett terület Debrecen, Repülőtér I-es üzemanyagtároló Nehézfémmel szennyezett terület Gyöngyösoroszi, Szárazvölgyi Zagytározó III. számú tározótere mg/kg CH tartalom Zn, Cu, Cd, Pb szennyezés, alacsony ph

7 A debreceni mintaterület művelése 1. Művelt terület: 2008-ban 1500 m ben 7000 m ben 7000 m 2 Talajmarózás, szántás TERRASOL juhkomposzt Foto by Karcagi Kutatóintézet

8 A gyöngyösoroszi mintaterület művelése Művelt terület: 2008-ban 600 m ben 780 m ben m2 5%(m/m) mészkőörlemény P pótlás 30 t/ha komposzt Foto by Karcagi Kutatóintézet

9 Kísérletek a HAF telephelyen Tenyészedényes modellkísérlet db 50 liter térfogatú tenyészedény db 300 liter térfogatú hordó Kontroll, 30 t/ha, 50 t/ha komposzt Foto by Karcagi Kutatóintézet

10 2008-ban 107 fás és lágyszárú növényfaj és fajta Növénytermesztési és biofinomítási tapasztalatok alapján 2009-ben 15 növényfaj és fajta, 2010-ben 6 növényfaj és fajta: A vizsgált növényfajok Silócirok (Róna1), köles (Maxi), bíbor kasvirág, sáfrányos szeklice, energiafűz (Express), sida Főbb szempont: értékes hatóanyag tartalom, szennyezőanyag tolerancia, biomasza hozam

11 Sida (Sida Hermaphrodita L. Rusby) a mályvafélék családjába tartozik bokros jellegű évelő növény (3-5 m magas) egy tőből télen elszáradó szárat növeszt a sida egy nagyon értékes magas fehérje tartalmú, magas mézhozamot biztosító termesztett faj, melyet energetikai célokra is kiválóan lehet használni ültetvényt tő/hektár mennyiségben célszerű ültetni ősszel a nedvességtartalma 15-17%-ra lecsökken sida pellet fűtőértéke a bükkfáéhoz hasonló

12 Sida (Sida Hermaphrodita L. Rusby) a fagyoknak, a szárazságnak ellenálló növény talaj tápanyag ellátottságával kapcsolatban nincsenek különösebb igényei, műtrágyázás szempontjából kevésbé igényes megél szennyvíztelepi iszapon, szénhidrogénekkel és nehézfémekkel szennyezett talajon gyökérzóna nehézfém fitostabilizációs hatása jelentős

13 Biofinomítás lépései Mintavétel, betakarítás Fizikai előkészítő műveletek Kivonatkészítés Szilárd fázis leválasztása Tesztmérések Tisztítás Koncentráló műveletek Szilárd maradék Minőségi, mennyiségi vizsgálatok Végtisztítás Egyéb biotechnológiai, kémiai átalakítás

14 Növények tesztelése biofinomítás szempontjából Fizikai/kémiai módszerrel kivonatok készítése tesztmérések, beltartalmi vizsgálatok, antivirális, antibakteriális, antifungális és antioxidáns aktivitási vizsgálatok, a szennyező anyagok jelenlétét az adott frakciókban Alapanyagok hasznosíthatósága fermentációs kísérletekben tejsav, etanol gyártás A teszt területre kerülő potenciális növényfajok és fajták meghatározása 2009-ben 15 növény: bársonyvirág, bíbor kasvirág, borsikafű, energiafűz, köles, lednek, levendula, mézontófű, oregánó, pohánka, repce, sáfrányos szeklice, siló cirok, szemes cirok

15 Preparatív előállítás, termékfejlesztési lépések 1. Alkoholos bíbor kasvirág kivonat: Immunerősítő, antivirális hatás Szennyezőanyag μg/l nagyságrendben van jelen 2. Sáfrányos szeklice olaj: >90% linolsav Salátaolaj, gyógyászat érelmeszesedés Kozmetikai ipar, Lakk- és festékipar lakkoknak magas fényt ad Szeklice színanyag Szeklice szappan 3. Bioetanol Köles Antifungális hatás

16 Fitoremediációra alkalmas fás szárú növények vizsgálata Barnamezős területen energetikai hasznosításra alkalmas szennyezett biomassza tömeg keletkezik égetés (fenyő, nyír, akác, tölgy, nyár, sida) Tüzeléstechnikai vizsgálatok: - Nedvességtartalom - Hamutartalom - Illótartalom - Elemi összetétel - Égéshő mérése - Fűtőérték számítás Brikett, a kisebb nedvességtartalom miatt

17 Maradék anyagok kezelési lehetőségei Cél: az égési maradék biztonságos, környezetkárosítás nélkül felhasználható, deponálható legyen Hamu könnyen kioldható nehézfém-tartalom miatt veszélyes hulladék Nehézfém a hamuból kioldás után bioszorpció segítségével eltávolítható, visszanyerhető Hamu felhasználhatóvá válik - káliumműtrágya gyártás, - komposztgyártás, - tisztítószer gyártás, - szappan-előállítás, - üveggyártásban, - építőiparban.

18 Pilot üzem aprítás préselés desztilláló brikettálás fermentor és vezérlő egység

19 Barnamezős területek felmérése Korábban gazdaságilag fejlett, jelenleg alulhasznosított területek, melyek rendelkeznek valamilyen infrastruktúrával, jellemzőjük a rossz kulturállapot és környezetszennyezéssel való terheltség. Területcsoportok: Ipari (vegyipari, kohászati ) Bányászati (külszíni, mélyművelésű) Mezőgazdasági Kereskedelmi Katonai területek (régi épületek, üzemanyag tárolók) MÁV (üzemanyag szennyezések átfejtőknél, tárolóknál) Hulladéklerakók Egyéb területek

20 Barnamezős területek felmérése Egységes adatgyűjtő kérdőív Önkorményzatok, ipari parkok megkeresése Adatkérés az ITD Hungary és a VITUKI adatbázisból Adatgyűjtés nehézségei Regiszter tanulmány készült egy erre kifejlesztett szoftverrel

21 Felmérés eredményei Felmért barnamezős terület nagysága: Felmért barnamezős területek száma: Ebből belterületen helyezkedik el: Barnamezős területtel rendelkező települések száma: ha 236 db 123 db 88 db Feltételezhetően valamilyen szennyezettséggel terhelt területek száma: 125 db

22 Összefoglalás Szennyezett/Barnamezős területeken számos növény sikeresen termeszthető, megfelelő talaj-előkezelési lépések után. A szennyezett/barnamezős területeken termesztett növények biofinomításba történő integrálása hatékonyan kivitelezhető. Nagy hozzáadott értékű elsődleges termékek állíthatók elő. Maradék anyagok alkalmasak másodlagos termékek előállítására és energetikai felhasználásra.

23 Köszönöm megtisztelő figyelmüket! ELGOSCAR-2000 Környezettechnológiai és Vízgazdálkodási Kft Budapest, Klapka utca 1-3. Tel.: +36/1/ , Fax: +36/1/