KUTATÁS + FEJLESZTÉS PROGRAM. - AKF2012/3. ütem -

Átírás

1 KUTATÁS + FEJLESZTÉS PROGRAM - AKF2012/3. ütem - AGROWATT biogáz kutató központ Kecskemét, augusztus - szeptember Készítette: AGROWATT Nonprofit KFT. 1

2 Előzmények: Az Agrowatt Kft. biogáz kutató központ építkezési munkái 2011 áprilisában befejeződtek. Az ezt követő technológiai próbák, beüzemelés eredményeképp az erőmű próbaüzeme, ezzel párhuzamosan a K + F tevékenység 2011 szeptemberében kezdődött meg. Célok: A kutatás fejlesztési program során különböző, biogáz technológiai felhasználásra feltehetőleg alkalmas anyagok üzemi körülmények között történő kipróbálása történik. A program célja az eredmények folyamatos kiértékelése, dokumentálása, s egy a gyakorlati felhasználókat segítő, ösztönző tudásháttér kialakítása. A program végrehajtásának műszaki feltételei: Az alkalmazott technológia alkálikus iszaprothasztás, menynek során a szerves anyagok lebontása anaerob környezetben történik meg. A technológia mezofil hőmérsékleti tartományban végzett fermentálás. A lebontást különböző baktérium populációk munkája eredményezi. A folyamat eredményeképp egyrészt biogáz, másrészt kierjedt fermentlé keletkezik. A rothasztás műtárgya a fermentor. Az Agrowatt biogáz kutató központban két fermentor, egy normál üzemi, illetve egy kísérleti fermentor található. A fermentor egy szigetelt, megerősített kör alakú betonacél tartály, mely trapézlemez-burkolattal van ellátva. A fermentorban történik az erjesztendő szubsztrát fermentálása 35 és 40 C között. A feltöltés egy szubsztrát vezetéken keresztül történik, amelyik a fermentor folyadékszintje felett végződik. A töltés idővezérelten történik. A beadagolt szubsztrát mennyiségének függvényében az erjedő folyadékba merülő túlfolyó-vezetéken keresztül, adott mennyiségű végtermék kerül átvezetésre a végterméktárolóba. A folyadékszint felett található a gáztér, amely egy gázfóliával le van zárva. A gázfóliát egy szilárdan felszerelt, megerősített szövetből készült ponyvatető burkolja és védi. Nettó térfogata kb m 3. A kísérleti fermentor szerkezeti kialakítás szempontjából mindenben megegyezik a fő fermentorral. Térfogata 200 m 3, alapanyag-ellátása a fő fermentorral megegyező módon, de kézi üzemben történik. A kutatási munkát továbbá különböző online mérő berendezések segítik, melyekkel a következő paraméterek folyamatosan nyomon követhetők: közeg hőmérséklet, gáznyomás, üzemidő, tartózkodási idő, rothasztótér szerves anyag-terhelés, gázösszetétel (metán, kén-hidrogén és oxigén), biogáz mennység, betáplált anyag mennyiség, redoxpotenciál. 2

3 A program végrehajtásának menete: A program ciklusokra osztja az erőmű kutatás-fejlesztési tevékenységét. Egy évben 4 6 ciklus zajlik, tehát egy ütem kb napig tart. A 2012-es év harmadik ütemének végrehajtásának menete augusztustól szeptember végéig tartott. Egy egy ütemben előreláthatólag 2 5 különböző alapanyag üzemi próbájára van lehetőség. Minden ciklus végén kiértékelésre kerülnek a kísérleti / üzemi eredmények. A kiértékelés az alapanyagok szerint felosztva, az egyes próbákat bemutatva történik. A kutatás-fejlesztési eredmények minél hatékonyabbá tétele, valamint az esetleges kockázatok időben történő elkerülése érdekében az egyes alapanyagok még a tényleges felhasználás előtt többnyire laboratóriumi kivizsgálásra kerülnek. Az anyagokból vett minták laboratóriumi feldolgozását egy nagy tapasztalatokkal rendelkező németországi labor végzi. A laboratóriumi feldolgozás során megállapítást nyer, hogy az adott minta tartalmaz-e a fermentációt, a baktériumok működését gátló anyagokat. Az eljárás a bakteriális életet akadályozó maradványanyagok, mint pl. az antibiotikumok, szulfonamidok kimutatására szolgál. A teszt során nem meghatározott gátlóanyagokat vizsgálnak, hanem azt ellenőrzik, hogy általános gátlóhatás kimutatható-e az adott mintában. A folyamatot szükséges 6,0, 7,2, 7,4 és 8,0 ph tartományban is vizsgálni, mivel a gátlóanyagok hatás optimuma különböző. A gátlóanyag teszt mellett mindig megállapításra kerül a minta száraz, valamint szerves szárazanyag tartalma. Az anyag kémiai összetétele alapján pedig megbecsülik az egyes szubsztrátok üzemi körülmények között várható biogáz potenciálját szerves szárazanyagra, száraz anyagra, valamint teljes anyagra vetítve, valamint a metánképző potenciálját is. A laboratóriumi eredmények ezt követően kiértékelésre kerülnek. A kiértékelés alapján születik döntés arról, hogy az adott alapanyag érdemes, illetve a gátlóanyag teszt alapján alkalmas üzemi / kísérleti feldolgozásra vagy sem. A kiértékelés alapján alkalmas alapanyagok ezután kerülnek a tényleges, üzemi körülmények között zajló szakaszba. Az anyagok feldolgozásának üzemi körülmények között történő kiértékelése folyamatosan történik, a tapasztalatok, eredmények dokumentálását a K + F Program egyes ütemeinek leírása tartalmazza. 3

4 2012/3. ütem 1. sz. kutatott alapanyag Vizsgált anyag: Származási hely, beszállító: Horgászcsali-gyártási melléktermék Szentkirály Fotó: Fizikai állag, halmazállapot: Folyékony Laborvizsgálat, előminősítés eredményei ph: 3,8 Kémiai oxigénigény (dikromátos): mg/l O 2 Biokémiai oxigénigény: mg/l O 2 Oldottanyag tart. szervetlen (össz. só): 8740 mg/l Zsír és olajtartalom: 680 mg/l Értékelés: A laboreredmény alapján az anyag alkalmas biogáz üzemben történő felhasználásra. 4

5 Üzemi, kísérleti próba leírása, eredményei A csali gyártása során keletkező sárgás színű szennyvíz tartálykocsiban érkezik a biogáz üzembe, ahol az alapanyag fogadó tartályban kerül előtárolásra. Az anyagnak a fermentorba történő bejuttatása szivattyú segítségével a keverőtartályon keresztül történik. A próba során naponta kb. 6-8 m 3 anyag érkezett az erőműbe, illetve került fermentálásra. Az anyag felhasználása nem váltott ki negatív irányú hatást a fermentorban. A fermentációs értékek a laboratóriumi vizsgálatok alapján végig megfelelően alakultak, a biológiai folyamatok lefutása optimálisnak bizonyult. Az anyag kutatási értékelése, ítélete: A horgászcsali-gyártási melléktermék alkalmas biogáz technológiában történő felhasználásra. 5

6 2012/3. ütem 2. sz. kutatott alapanyag Vizsgált anyag: Származási hely: Fizikai állag, halmazállapot: Bor (fogyasztásra nem alkalmas) Akasztó Folyékony Laborvizsgálat, előminősítés Szárazanyag tartalom: 1,1 % Szerves szárazanyag tartalom: 85,7 % Elméleti gázkihozatal: 553 l/kg szerves szárazanyag 402 l/kg szárazanyag 4 l/kg teljes anyag Elméleti metánpotenciál: 50,0 % Gátlóanyag teszt: Értékelés: negatív minden tartományban Az anyag alkalmas biogáz üzemi feldolgozásra, de biogáz kihozatali értéke jelentéktelen. 6

7 Üzemi, kísérleti próba leírása, eredményei A bor tartálykocsiban érkezett a biogáz üzembe, ahol az alapanyag fogadó tartályba kerül előtárolásra. Az anyagnak a fermentorba történő bejuttatása szivattyú segítségével a keverőtartályon keresztül történik. A próba során kb. 500 m 3 mennyiség került fermentálásra. Az anyag felhasználása nem váltott ki negatív irányú hatást a fermentorban. A fermentációs értékek a laboratóriumi vizsgálatok alapján végig megfelelően alakultak, a biológiai folyamatok lefutása optimálisnak bizonyult. Bár az anyag biogáz kihozatali értéke csekély, de hígító folyadékként nagyszerűen illeszthető a technológiába. Az anyag kutatási értékelése, ítélete: A bor alkalmas biogáz technológiában történő felhasználásra. 7

8 Összefoglalás A kutatási fejlesztési program 2012-es év harmadik ütemében a fent bemutatott két folyékony fázisú anyag próbájára került sor. Mindkettő anyag esetében kijelenthető, hogy jól alkalmazhatók a biogáz technológiában fermentációs alapanyagként. Egyik esetében sem volt tapasztalható negatív hatás a biológiai folyamatokra nézve. A programban feldolgozott és most leírt anyagok mellett további számos anyag feltérképezése, némely esetben laboratóriumi vizsgálata történt meg az ütem időszakában. Ezen anyagok a program következő ciklusaiban kerülhetnek a kutatási fázisba. Az anyag ítélete biogáz technológiai feldolgozhatóság szempontjából. nem alkalmas kevésbé alkalmas alkalmas jól alkalmas kiválóan alkalmas Csali gyártási melléktermék Romlott bor X X A K + F Program 2012/3. ütem lezárult. Kelt: Kecskemét, október 9. 8