Produkcja biogazu z pomiotu drobiowego i ko-substratów

Transkrypt

1 Projekt dofinansowany ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju oraz Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w ramach Programu Gekon Generator Koncepcji Ekologicznych Produkcja biogazu z pomiotu drobiowego i ko-substratów Prof. dr hab. inż. Zofia Sadecka, dr inż. Monika Suchowska-Kisielewicz, Uniwersytet Zielonogórski OŚRODEK BADAWCZO ROZWOJOWY NEMO sp. z o.o., ZIELONA GÓRA Konferencja naukowo-techniczna: Nowatorska produkcja energii w biogazowni poprzez utylizację pomiotu drobiowego z zamianą substratu roślinnego na algi

2 Celem projektu było opracowanie innowacyjnej technologii produkcji energii z pomiotu kurzego i ko-substratów w biogazowi rolniczej. Zadanie nr 1 - Badanie procesu fermentacji podmiotu kurzego i ko-substratów oraz określenie możliwości zagospodarowania pulpy pofermentacyjnej - skala ćwierć techniczna. Zadanie 2- Badanie procesu fermentacji podmiotu kurzego i ko-substratów oraz określenie możliwości zagospodarowania pulpy pofermentacyjnej - skala techniczna (Biogazownia Przybroda Sp. z o.o.). Zadanie nr 3 - Badania efektywności wytwarzania alg jako ko-substratu dla biogazowni skala ćwierć-techniczna (Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu). Zadanie nr 4 - Badania efektywności wytwarzania i zastosowania alg jako substratu dla biogazowni skala półtechniczna i techniczna (Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu). Zadanie nr 5 - Usługa doradcza w zakresie nadzoru nad transferem wyników badań uzyskanych w skalach ćwierćtechnicznych i półtechnicznych do technicznych, z odniesieniem do istniejących rozwiązań technologicznych (firma Tomas Ganger). Zadanie nr 6 - Analiza efektywności energetycznej i ekonomicznej procesu fermentacji pomiotu kurzego z wybranymi kosubstratami (GreenPower- Projekty, Ekologia Energetyka, Zielona Góra).

3 Zadania dotyczyły dwóch, powiązanych ze sobą obszarów i polegały na: 1. Ustaleniu optymalnych udziałów ko-substratów zależnych od ilorazu C/N (pomiot kurzy, łęty pomidorów, substrat biologiczny i/lub algi) z punktu widzenia potencjału gazowego BMP, 2. Określeniu optymalnej technologii zagospodarowania odpadów przefermentowanych. W ramach prac wykonywano takie czynności jak: przygotowanie substratu i ko-substratu do badań, ustalanie proporcji zmieszania uwzględniając odpowiedni stosunek C/N, przeprowadzanie procesu fermentacji w reaktorach nieprzepływowych w skali laboratoryjnej dla różnych udziałów ko-substratów, dla założonych optymalnych warunków prowadzenia procesu (temperatury, obciążenia hydraulicznego, czasu retencji), na podstawie charakterystyki fizyczno-chemiczno-biologicznej została opracowana optymalna technologia zagospodarowywania odpadów przefermentowanych.

4 Szczegółowymi celami projektu było zdobycie wiedzy na temat: wykorzystania pomiotu w biogazowniach, zastosowania odpadów szklarniowych, podłoża popieczarkowego i in. odpadów rolniczych jako tanich ko-substratów oraz możliwości zastosowania alg jako biopaliwa III generacji. *Badanie procesu fermentacji podmiotu kurzego i ko-substratów Rodzaj substratu ph s.m s.m.o s.m N- NH4 s.m N Kield. s.m P og s.m ChZT s.m C/N Produkcja CH 4 m 3 /t s.m Produkcja CH 4 m 3 /t s.m.o AT 4 s.m. podłoże 0,7 25,35 5,76 740, pieczarek 6,24 414,45 590,23 pomiot kurzy 7,73 212,34 700,31 10,8 59,55 10, , kiszonka 1,67 16,48 3, kukurydzy 5,82 264,18 945,51 słoma 7,52 933,64 946,81 0,12 5,57 2, , trawa 6,51 220,62 770,30 6,59 48,81 6, łęty pomidorów 5,53 133,13 760,00 0,55 24,24 7,

5 Nazwa substratu ph s.m., K1 kiszonka kukurydzy 80%, pomiot kurzy 20% s.m.o. s.m. ChZt s.m. N kield. s.m. P og. s.m. C:N AT4, go 2 /kg s.m. Metan m 3 /t s.m. Metan m 3 /t s.m.o. 8,62 253,04 903, ,00 25,83 2, ,69 - K2 kiszonka kukurydzy 70%, pomiot kurzy 30% K3kiszonka kukurydzy 60%, pomiot kurzy 40% K5kiszonka kukurydzy 40%, pomiot kurzy 60% KP kiszonka kukurydzy 30%, pomiot kurzy 70% 8,63 248,63 871, ,00-2, , ,81 243,00 844, ,00 25,27 11, , ,85 232,00 801, ,00 22,60 6, ,00 285,00 356,00 6,79 227,00 774,00 752,22 46,57 8, ,00 247,00 319,00 Ł0 łęty pomidorów 90%, 10% pomiot kurzy 8,34 142,69 763, ,84 31,12 11, , Ł1 łęty pomidorów 80%, 20% pomiot kurzy 8,64 152,80 697,94 720,47 36,05 10, ,70 84,00 138,00 Ł2 łęty pomidorów 70%, 30% pomiot kurzy 8,57 218,11 742,09 885,31 30,14 12, ,27 108,09 145,71 Ł3 łęty pomidorów 60%, 40% pomiot kurzy 8,51 165,78 578,89 591,83 46,09 6, ,87 212,39 366,66 Ł5 łęty pomidorów 40%, 60% pomiot kurzy 8,83 180,66 724,19 319,40 46, ,00 393,00 S1 słoma 30%, pomiot kurzy 70% 7,92 428,69 774,28 228,60-9, , S2 słoma 20%, pomiot kurzy 80% 7,95 322,62 817,35 547,43 38,24 9, ,44 152,00 202,49 S3 słoma 10%, pomiot kurzy 90% 7,97 299,31 707,34 858,24 44,07 33, ,16 125,28 177,08 P1 podłoże pieczarek 90%, pomiot kurzy 10% 8,51 389,90 559,11 799,99 29,37 10, , P2 podłoże pieczarek 80%, pomiot kurzy 20% P3 podłoże pieczarek 70%, pomiot kurzy 30% P4 podłoże pieczarek 60%, pomiot kurzy 40% 8,46 378,87 575,46 786,90 30,98 12, , ,30 353,84 623,23 835,01 33,99 6, ,56 134,37 212,23 8,12 333,62 634,24 633,52 36,92 6, ,84 196,67 T1 trawa 95%, pomiot kurzy 5% 7,90 277,26 607,76 790,69 40,54 7, , T2 trawa 80%, pomiot kurzy 20% 8,70 218,94 756,30 801,45 53,36 8, ,00 206,00 272,00 T3 trawa 40%, pomiot kurzy 60% 8,85 215,62 728,30 830,58 59,66 9, ,00 163,00 223,00 T4 trawa 30%, pomiot kurzy 70% 7,55 214,00 714,00 854,49 61,26 13, ,00 147,00 119,00 2TP trawa 10%, pomiot kurzy 90% 8,89 213,17 767,57 840,00 62,86 8, ,00 85,30 111,36

6 Produkcja metanu, m 3 /ts.m. Produkcja metanu % kiszonka 60% pomiot +40% kiszonka 70% pomiot +30% kiszonka % pomiot Rodzaj substratów

7 Produkcja metanu, m 3 /ts.m. Produkcja metanu % łęty +40 pomiot 40% łęty +60% pomiot % pomiot 100% łęty % łęty +20% pomiot 70% łęty +30% pomiot Rodzaj substratów

8 Produkcja metanu, m 3 /ts.m. Produkcja metanu % pomiot 100% słoma 20% słoma +80% pomiotu 10% słoma +90% pomiotu Rodzaj substratów

9 Produkcja metanu, m 3 /ts.m. Produkcja metanu % pomiot % podłoże pieczarek 70% podłoże +30% pomiot 60% podłoże +40% pomiot Rodzaj substratów

10 Produkcja metanu, m 3 /ts.m. Produkcja metanu % trawa 80% trawa + 20% pomiot % pomiot 40% trawa +60% pomiot 30% trawa +70% pomiot % trawa +90% pomiot Rodzaj substratów

11 Produkcja metanu, m 3 /ts.m. Produkcja metanu % trawa +60% pomiot +20% łęty 15% trawa +70% pomiot +15% łęty 20% kiszonka +60% pomiot +20% łęty 15% kiszonka +70% pomiot +15%łęty 10% kiszonka +80% pomiot +10% łęty 20% podłoże pieczarek +60% pomiot +20% łęty 15% podłoże +70% pomiot +15% łęty 10% podłoże +80% pomiot +10% łęty 20% słoma +60%pomiot +20% łęty 15% słoma +70% pomiot +15% łęty Rodzaj substratów

12 Produkcja metanu, m 3 /ts.m. Produkcja metanu % algi +20% pomiot % algi +40% pomiot % algi 70% pomiot 40% algi + 60% pomiot 100% pomiot Rodzaj substratów

13 Wnioski Pomiot kurzy może być podstawowym substratem w procesie ko-fermentacji Ko-substratami powodującymi wzrost produkcji metanu są: kiszonka kukurydzy, łęty pomidorów, trawa, algi. Spośród 3-składnikowych substratów największą produkcję metanu uzyskano dla 60% pomiot + 20% łęty pomidorów + 20% kiszonka kukurydzy.

14 Projekt dofinansowany ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju oraz Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w ramach Programu Gekon Generator Koncepcji Ekologicznych Produkcja biogazu z pomiotu drobiowego i ko-substratów Prof. dr hab. inż. Zofia Sadecka, dr inż. Monika Suchowska-Kisielewicz, Uniwersytet Zielonogórski OŚRODEK BADAWCZO ROZWOJOWY NEMO sp. z o.o., ZIELONA GÓRA Konferencja naukowo-techniczna: Nowatorska produkcja energii w biogazowni poprzez utylizację pomiotu drobiowego z zamianą substratu roślinnego na algi