Biologické dosušování pro výrobu alternativního paliva

Ne všechny země mohou založit funkční výrobu kompostu spojenou s uplatněním na trhu. Předpisy a dotační politika v zemědělství, chybějící zkušenosti s využitím v zahradnictví a při tvorbě krajiny představují nepřekonatelné překážky, které bývají odstraněny až po několikaletém lobování.

Pro provoz zařízení musí být zajištěn nejen přísun vstupních surovin, ale i odbyt prostřednictvím trhu. Existuje však možnost vyrobit z běžných bioodpadů biomasu k energetickému využití, a to na bázi aerobní fermentace (biologické sušení). Jako výchozí suroviny lze použít čistírenský kal, seno, slámu a odpad z údržby zeleně, tedy materiály, které se vyskytují v dostatečném množství a nelze je samostatně přímo zhodnotit na trhu s odpady. Vyráběné biopalivo je nejméně ze 70 % tvořeno rostlinným materiálem pocházejícím ze zemědělství a označuje se zkratkou BDB.

PODOBNĚ JAKO KOMPOST

Technologie aerobní fermentace probíhá na zastřešené ploše v pásových provzdušňovaných a překopávaných hromadách, podobně jako u běžné výroby kompostů. Proces výroby BDB se iniciuje a řídí nucenou aerací, kdy je do kompostované hromady vháněn nebo vysáván vzduch pomocí perforovaných, betonových, provzdušňovacích kanálů umístěných po celé délce pod profilem zakládky. Provzdušňovací systém je jádrem aerobní technologie.

Vzhledem k tomu, že během fermentace dochází ke sléhávání zakládky (zanáší se póry, kterými proudí vzduch), je nutné tento systém doplnit o mechanické překopání, které je prováděno v časovém intervalu 1x týdně. Jeho hlavním účelem je provzdušnit kompost, a tím dosáhnout řízené mikrobiální činnosti. Dalším důvodem překopávání je řádné promísení všech použitých substrátů a minimalizace teplotní a vlhkostní nehomogenity – na povrchu, a především na dně kopy je materiál silně ochlazován a fermentace v této části neprobíhá dostatečně intenzivně, při nižší teplotě nemusí být také zajištěna dostatečná hygienizace.

Průměrná doba zrání na ploše je zhruba 21 dní v závislosti na typu kompostovaných materiálů a klimatických podmínek. Optimální počáteční vlhkost vsázky je okolo 60 %, výsledná vlhkost na konci zrání pak 35-40 %. Po ukončení překopávání a zrání se substrát ze zakládky pomocí kolového nakladače expeduje do zastřešeného skladu.

ŘÍZENÍ PROCESU

Pro snížení obsahu pachových látek ve vzdušnině, která je odsávána z haly a ze dna zakládky, je součástí technologie biofiltr. Jeho úkolem je odstranit mikrobiálně odbouratelné znečištění vzduchu (organické nečistoty a pachy) pomocí mikroorganismů zachycených na nosném povrchu. Jako filtrační náplň biofiltru bude použit aktivní fermentát (rašelina, kompost, vřes, kůra), který se po ztrátě filtrační schopnosti zpracuje ve fermentační lince.

Řízení, obsluha fermentační linky a celé výrobní haly bývá automatizovaná prostřednictvím řídicího systému (ŘS). ŘS přijímá signály z jednotlivých větších, či menších logicky spojených souborů zařizení a monitorování systémů a zpětnou vazbou předává signály k řízení těchto souborů. Řízení a monitoring budou prováděny z centrálního velínu nebo pomocí místních ovládacích panelů. Jednotlivá zařízení budou vybavena systémem nouzového odstavení a spínače budou umístěny ve velínu a na strategických místech v celém areálu.

Zejména teplota představuje důležitou indikační hodnotu pro optimální průběh kompostování a je podle zákona používána jako důkaz provedené hygienizace. Při biologickém sušení se používají tyčové teploměry z ušlechtilé nerezové oceli, jež měří teplotu každou hodinu v pěti místech průřezu zakládky. Informace o teplotě se odesílá pomocí rádiového signálu do řídicí stanice. Senzor je tak použitelný v každém bodě kompostárny, není omezen žádnou délkou kabelu.

Pro každou zakládku je v závislosti na změřené teplotě regulováno provzdušňování ventilátory, proces fermentace je řízen individuálně. Srdcem řízení procesu je programovatelná jednotka s obslužným panelem pro znázornění parametrů a jejich změnu. S řídicí jednotkou je spojena záznamová jednotka, která znázorňuje měřené údaje jednotlivých zakládek. Vždy jsou znázorněny aktuální měřené teploty s jejich minimálními, maximálními a průměrnými hodnotami, které jsou pro kontrolu procesu a jeho řízení důležité. Výstupem záznamové jednotky se tak stává jak v digitální, tak tiskové podobě informace o vstupech do zakládky, průběhu reakce, hodnota výstupu.

KVALITA BIOPALIVA

Na lince pro úpravu biologického odpadu je technologií aerobního vysoušení vyráběno biopalivo, které splňuje definici výrobku ve smyslu zákona o ochraně ovzduší č. 86/2002 Sb. Ve smyslu vyhlášky č. 482/2005, resp. její novely z 21. 12. 2006 je podle přílohy č. 1 zařazena tato biomasa do skupiny O2 a kategorizována v procesu termické přeměny jako spalování čisté biomasy.

Palivo BDB může být certifikováno jako využitelné palivo podle přílohy číslo 4 nařízení vlády 146/2007 Sb., kterým se stanoví emisní limity a další podmínky provozování spalovacích stacionárních zdrojů znečištění ovzduší. Emisní limity spalovacích zařízení na biomasu, a to pro kapacitu 0,2-50 MW, jsou stanoveny za normativních stavových podmínek (pro suchý plyn, vztažené k referenčními obsahu kyslíku 11 %). Tyto limity jsou pro SO2 stanoveny na 2500 mg/m3, pro oxid dusíku jako NOX na hodnotu 650 mg/m3, pro tuhé znečišťující látky je limit 250 mg/m3 a pro oxid uhelnatý (CO) 650 mg/m3.

Vyrobené biopalivo (BDB) může být spalováno v režimu spalování nebo spoluspalování biopaliva na středním nebo velkém zdroji znečistění.

Zbytky po spálení lze dále využít jako hnojivo např. aplikované s kejdou nebo fugátem z BPS přímo na pole ve vhodném poměru běžnou zemědělskou technikou.

BDB U NÁS

Biologickým sušením se u nás zabývá společnost Trigad, která realizovala provozní pokus aerobní fermentace s 24 tunami čistírenských kalů, 4 tunami sena a 2 tunami odpadu z úprav zeleně. Pokus proběhl v kooperaci s výrobcem provzdušňovacího systému COMPOnent. I za nepříznivých rámcových podmínek (pokus proběhl v říjnu) se během tří týdnů zrání snížil obsah vody z původní vstupní směsi 20,2 tun na méně než jednu čtvrtinu – 4,6 tun. Z energetického hlediska byla nepříznivá energetická bilance (čistírenské kaly bez vnějšího přísunu energie nehoří) pozitivní díky biologickému dosoušení. Výhřevnost výsledného produktu se pohybuje okolo 12 000 kJ/kg, na úrovni horšího hnědého uhlí. Optimistické byly i výsledky spotřeby energie pro ventilaci a překopávání. V současné době se pracuje na projektových podkladech prvního zařízení v České republice – projekt byl podpořen ze Státního fondu pro životní prostředí.

Zdá se, že zpracování biomasy představuje zajímavou možnost pro překlenutí chybějícího trhu s kompostem. Rovněž se jedná o rozumnou cestu, jak ekonomicky zhodnotit na trhu čistírenské kaly z důvodu zákazu skládkování.

 

Ing. David Dytrich
Trigad, s. r. o.

Sklady výrobků BDB

Pro město Liberec zpracovala společnost Trigad studii možnosti energetického využití městského biologicky rozložitelného odpadu a případně regionálního gastroodpadu. Studie se promítla do závěrů projednávání energetické koncepce města v rámci územního plánu v půli roku 2010. Ing. Dytrich (vpravo) při podpisu smlouvy.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *