Bio és PB gáz hasznosítás



Hasonló dokumentumok
energiaforrása Kőrösi Viktor Energetikai Osztály KUTIK, Summer School, Miskolc, Augusztus 30.

B I O M A S S Z A H A S Z N O S Í T Á S és RÉGIÓK KÖZÖTTI EGYÜTM KÖDÉS

Energiatudatos épülettervezés Biogáz üzem

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

Biogáz és Biofinomító Klaszter szakmai tevékenysége. Kép!!!

Információtartalom vázlata: Mezőgazdasági hulladékok definíciója. Folyékony, szilárd, iszapszerű mezőgazdasági hulladékok ismertetése

Mikrobiális folyamatok energetikai hasznosítása a depóniagáz formájában

Hulladékfogadás, együttes rothasztás, biogáz hasznosítás hatékonyságának növelése a DÉL-PESTI SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEN

Biogáz alkalmazása a miskolci távhőszolgáltatásban

A BIOGÁZ KOMPLEX ENERGETIKAI HASZNA. Készítette: Szlavov Krisztián Geográfus, ELTE-TTK

MAGYARORSZÁGI HULLADÉKLERAKÓKBAN KELETKEZŐ DEPÓNIAGÁZOK MENNYISÉGE, ENERGIATARTALMA ÉS A KIBOCSÁTOTT GÁZOK ÜVEGHÁZ HATÁSA

Kinek éri meg előállítani biogázt? Dr. Bai Attila egyetemi docens

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

ÜHG kibocsátáscsökkentés-értékesítési rendszer

Anaerob fermentált szennyvíziszap jellemzése enzimaktivitás-mérésekkel

A Fenntartható fejlődés fizikai korlátai. Késíztette: Rosta Zoltán Témavezető: Dr. Martinás Katalin Egyetemi Docens

KOMPOSZTÁLÁS, KÜLÖNÖS TEKINTETTEL A SZENNYVÍZISZAPRA

TÁRS-INVEST KFT. Member of Energy Invest Group Hungary, 4400 Nyíregyháza, Simai út 4. Tax N.o.: Registry N.o.

A biometán előállítása és betáplálása a földgázhálózatba

Ambrus László Székelyudvarhely,

A SZENNYVÍZISZAPRA VONATKOZÓ HAZAI SZABÁLYOZÁS TERVEZETT VÁLTOZTATÁSAI. Domahidy László György főosztályvezető-helyettes Budapest, május 30.

SZAKMAI SZIMPÓZIUM BERUHÁZÁSOK A MEGÚJULÓ ENERGIÁK TERÉN

TARTALOMJEGYZÉK 1. KÖTET I. FEJLESZTÉSI STRATÉGIA... 6

Fenntartható biomassza termelés-biofinomításbiometán

ÁLLATTENYÉSZTŐ TELEPEK BIOGÁZ-TERMELÉSI LEHETŐSÉGEINEK GAZDASÁGI ELEMZÉSE

BORSOD-ABAÚJ-ZEMPLÉN MEGYE

és/vagy INWATECH Környezetvédelmi Kft

Újrahasznosítási logisztika. 1. Bevezetés az újrahasznosításba

TARTALOMJEGYZÉK. Bevezetés... 4 Az anaerob biodegradáció rövid története... 4 A környezet és az anaerob biodegradáció... 5

A szervesanyag-gazdálkodás jelentsége a mezgazdaságban

A biogáz jelentősége és felhasználási lehetősége

Konferencia A bioenergia hasznosítási lehetőségei AHK Budapest

Vajszló, 140 hrsz. biogáz üzem egységes környezethasználati engedélye

Depóniagáz hasznosítás működő telepek Magyarországon Sári Tamás, üzemeltetés vezető ENER-G Natural Power Kft.

Biogáztermelés szennyvízből

Biogáztelep hulladék CO 2 -jének, -szennyvizének, és -hőjének zárt ciklusú újrahasznosítása biomasszával

Települési szennyvíz tisztítás alapsémája

SZENNYVÍZ ISZAP KELETKEZÉSE,

Kommunális hulladéklerakókon keletkezı depóniagáz kinyerése

FEJÉR MEGYE KÖZGYŐLÉSÉNEK JÚNIUS 28-I ÜLÉSÉRE

BIOGÁZ HÁZI DOLGOZAT. Kacz Károly részére. Készítette: Szabó Miklós Árpád

Horváth Dóra Schiller Ottília. Biogáz

Megépült a Bogáncs utcai naperőmű

BIOGÁZ ELŐÁLLÍTÁSÁNAK TECHNOLÓGIÁJA

Egy energia farm példája

Milyen biológiai okai vannak a biológiai fölösiszap csökkentésnek? Horváth Gábor Szennyvíztechnológus

Jegyzőkönyv Arundo biogáz termelő képességének vizsgálata Biobyte Kft.

KF-II-6.8. Mit nevezünk pirolízisnek és milyen éghető gázok keletkeznek?

Iszapkezelés, biogáz előállítás és tisztítás

220/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet I. ÁLTALÁNOS RENDELKEZÉSEK. A rendelet célja és hatálya

Megnyitó. Markó Csaba. KvVM Környezetgazdasági Főosztály

Települési szennyvíz tisztítás alapsémája

Biogáz konferencia Renexpo

Kommunális hulladéklerakón keletkező gázok hasznosítása

Így készül a Dunai Hajós pálinka

KUTATÁS + FEJLESZTÉS PROGRAM. - AKF2013/3. ütem -

Elgázosító CHP rendszer. Combined Heat & Power

Gáz halmazállapotú energiahordozók és biohajtóanyagok (biogáz, biohidrogén)

Éves energetikai szakreferensi jelentés

Biogáz Biometán vagy bioföldgáz: Bio-CNG

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

TÁPANYAGGAZDÁLKODÁS. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

3/2002. (II. 8.) SzCsM-EüM együttes rendelet. a munkahelyek munkavédelmi követelményeinek minimális szintjéről. A munkáltató általános kötelezettségei

A HULLADÉK HULLADÉKOK. Fogyasztásban keletkező hulladékok. Termelésben keletkező. Fogyasztásban keletkező. Hulladékok. Folyékony települési hulladék

Dr. habil. Bai Attila egyetemi docens

Az együttrothasztás tapasztalatai a BAKONYKARSZT Zrt. veszprémi telepén

Energiagazdálkodás és környezetvédelem 4. Előadás

Egy modell tanulságai és kivetítése

Völgy Hangja Fejlesztési Társaság Közhasznú Egyesület SEE-REUSE. Somogydöröcske Nyugati utca 122. FELNŐTTKÉPZÉSI PROGRAM

Természet és környezetvédelem. Hulladékok környezet gyakorolt hatása, hulladékgazdálkodás, -kezelés Szennyvízkezelés

HIDROTERMIKUS HŐ HŐSZIVATTYÚZÁSI LEHETŐSÉGEI A DUNA VÍZGYŰJTŐJÉN

A tejelő tehenészet szerepe a. fenntartható (klímabarát) fejlődésben

BIOGÁZÜZEMEK MŰKÖDÉSE ÉS BIOGÁZ ÜZEMI TECHNOLÓGIÁK OBEKK TUDOMÁNYOS SZAKMAI KIADVÁNYOK. Szerző: DR. HAJDÚ JÓZSEF

A kisméretű szennyvíztisztító továbbfejlesztése a megújuló energiaforrás előállítása és hasznosítása révén

A közel nulla energiaigényű épületek energiaellátási lehetőségei

EGYMÁSRA ÉPÜLŐ ÉLELMISZER ÉS ENERGIA ELŐÁLLÍTÁS

HOMATECH-W TM technológia - innováció a gumihulladék hasznosításban. Előadó: Varga Géza

Füzesabony hulladékgazdálkodási rendszerének környezetvédelmi értékelése

Tüzeléstan előadás Dr. Palotás Árpád Bence

Energianövények, biomassza energetikai felhasználásának lehetőségei

1.. Az önkormányzati rendeleti szabályozás célja

A megújuló energiahordozók szerepe

kollektív beruházás esetén maximum 30 millió Ft 2/A 2,07 milliárd Ft 2/B 0,71 milliárd Ft 5/B 1,19 milliárd Ft 400 db

FÖLDMŰVELÉSTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

A ko-fermentáció technológiai bemutatása

Magyar Biogáz Egyesület konferenciája. Biogáztechnológia. Előadó: Pongrácz Péter vezérigazgató

Proline Prosonic Flow B 200

Biogáz termelés - hasznosítás

Biogáz hasznosítás. SEE-REUSE Az európai megújuló energia oktatás megerősítése a fenntartható gazdaságért. Vajdahunyadvár, december 10.

Zöldenergia - Energiatermelés melléktermékekbıl és hulladékokból

Küzdi Gyöngyi Ágnes ELTE TTK Környezettudomány, földtudományi szakirány Témavezető: Dr. Munkácsy Béla

Hazánkban alkalmazható csúcstechnológiák a bioenergiák hasznosítása terén a bio-akkumulátor

Éves jelentés. Fővárosi Vízművek Zrt. energiagazdálkodása a évben

Öreglak Községi Önkormányzat Képviselő testületének. 4/2006. (III. 14.) számú rendelete

BIOMASSZA ANYAGISMERET

Energiagazdálkodás és környezetvédelem 3. Előadás

Fenntartható kistelepülések KOMPOSZTÁLÁSI ALAPISMERETEK

Éves energetikai szakreferensi jelentés év

CELLULÓZTARTALMÚ HULLADÉKOK ÉS SZENNYVÍZISZAP KÖZÖS ROTHASZTÁSA

Innovációs leírás. Hulladék-átalakító energiatermelő reaktor

Átírás:

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

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

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

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

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

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 1920--30 között a szennyvíziszapok anaerob erjesztését kezdték el o 1942-ben DUCELLIER és ISMANN Algériában mez gazdasági hulladékot erjesztettek kétütem fermentációs módszerükkel 6

A biogáz felfedezésének története o Hazánkban a XX. század els felében kezd dtek meg a kutatások és a hazai próbaüzemek, de o 1959--65 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

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

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

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

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

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 30-40 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

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

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 = 4600 80 x 32 = 2560 20 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

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

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

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

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

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

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

Energetikai alapadatok o Az egy f re jutó éves energiafelhasználás (a Föld összes országában) az 1900. 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 100-600 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

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

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

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

Magyarország biogázüzemei Magyarország biogázüzemei o szeméttelepekre épült 14 db (100-120 millió m3 biogáz) o 60 hazai szennyvíztisztító telepb l 12 db (6-7 millió m3 biogáz) o 2002. december 4-t l üzemel hazánk egyetlen, élelmiszer-gazdasági alapanyagokra alapozott biogáztelepe Nyírbátorban. 25

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Félszáraz kétütem biogáz-biotrágya o A második lépcs ben kb. 25-28 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

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

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

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

Kisüzemi hazai biogáztelep m ködésének eredményei Kisüzemi angliai biogáztelep 43

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

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

Állattenyésztési telepek Állattenyésztési telepek 46

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

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

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

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

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

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

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

A h mérsékleti értékek alakulása Konténer szerkezeti kialakítása 54

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

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

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 60-65 C-ra emelkedik. 57

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 50-70 év múlva is keletkezik még biogáz. Depóniatelepek o Európai tapasztalatok azt mutatják, hogy kb. 15-20 évet érdemes figyelembe venni, mint aktív id szakot, amikor érdemes még a keletkez biogázt hasznosítani. 58

Depóniatelepek Depóniatelepek 59

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 20-70 m-re építik 60

Depóniagáz (kútfej) Depóniagáz (kútrendszer) 61

Depóniagáz (kút felépítése) Depóniagáz (gázkút kialakítása) 62

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

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

Depóniagáz problémák o A gazdaságos m ködés (a költségek nagy része állandó költség) megfelel üzemi méretet igényel, ez jelenleg körülbelül 100.000 lakos hulladékának felel meg. o A beruházás - kapacitástól függ en - a gázkutak és csövek berendezéseinél 30-40 Ft, az egyéb gépeknél 60-250 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

Depóniagáz SZENNYVÍZTELEPEK 66

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

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

Szennyvíztelepek Szennyvíztelepek 69

Szennyvíztelepek Szennyvíztelepek 70