ROLNICZE ZAGOSPODAROWANIE ŚCIEKU POFERMENTACYJNEGO Z BIOGAZOWNI ROLNICZEJ - OGRANICZENIA I SKUTKI. Witold Grzebisz



Podobne dokumenty
SUBSTANCJA POFERMENTACYJNA JAKO NAWÓZ. dr Alina Kowalczyk-Juśko Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie Wydział Nauk Rolniczych w Zamościu

Produkcja biogazu w procesach fermentacji i ko-fermentacji

Potencjał metanowy wybranych substratów

Biogazownie w Polsce alternatywa czy konieczność

PODSTAWOWE INFORMACJE DOTYCZĄCE WDRAŻANIA INSTALACJI BIOGAZOWYCH W POLSCE

PODSTAWOWE INFORMACJE DOTYCZĄCE WDRAŻANIA INSTALACJI BIOGAZOWYCH W POLSCE

Szkolenie dla doradców rolnych

Poferment z biogazowni nawozem dla rolnictwa

Zagospodarowanie pofermentu z biogazowni rolniczej

Katarzyna Sobótka. Mazowiecka Agencja Energetyczna Sp. z o.o. Specjalista ds. energii odnawialnej. k.sobotka@mae.mazovia.pl

Biogazownia rolnicza w perspektywie

BioEnergy Farm. Kalkulatory - energetyczne wykorzystanie biomasy. Platforma Europejska BioEnergy Farm Kalkulacja opł acalnoś ci biogazowni

BADANIA BIODEGRADACJI SUROWCÓW KIEROWANYCH DO BIOGAZOWNI

WPŁYW DOGLEBOWEJ APLIKACJI DYGESTATU NA UZYSKANE WYNIKI PRODUKCJI ROŚLINNEJ W PORÓWNANIU DO NAWOŻENIA TRADYCYJNEGO

Poferment z biogazowni rolniczej nawozem dla rolnictwa

*** Rolnicze zagospodarowanie pofermentu z biogazowni rolniczej *** kwiecień 2018

POSTĘPOWANIE Z MASĄ POFERMENTACYJNĄ Z PRODUKCJI BIOGAZU zagadnienia techniczne i prawne

Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

Biogazownie Rolnicze w Polsce

Wykorzystanie biowęgla w procesie fermentacji metanowej

Wpływ dodatku biowęgla na emisje w procesie kompostowania odpadów organicznych

Przydatność Beta vulgaris L. jako substratu biogazowni rolniczej

Szkolenie dla doradców rolnych

Biogazownia w Zabrzu

Biogazownie rolnicze w Polsce doświadczenia z wdrażania i eksploatacji instalacji

ENERGIA ZE ŹRÓDEŁ ODNAWIALNYCH BIOGAZOWNIA ROLNICZA

Biogaz z odpadów jako alternatywne paliwo dla pojazdów. Biogas from wastes as an alternative fuel for vehicles

Energia ukryta w biomasie

BIOETANOL Z BIOMASY KONOPNEJ JAKO POLSKI DODATEK DO PALIW PŁYNNYCH

Modelowa Biogazownia Rolnicza w Stacji Dydaktyczno Badawczej w Bałdach

DLACZEGO NIE POWINNO SIĘ SPRZEDAWAĆ I SPALAĆ SŁOMY. Zagospodarowanie resztek pożniwnych i poprawienie struktury gleby

BIOGAZOWNIA JAKO ELEMENT GOSPODARKI ODPADAMI- ASPEKTY PRAKTYCZNE. Poznao

Pozyskiwanie biomasy z odpadów komunalnych

Biogaz i biomasa -energetyczna przyszłość Mazowsza

Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego. Oddział Cukrownictwa. Działalność naukowa. Oddziału Cukrownictwa IBPRS. dr inż.

Biogazownie rolnicze. Zespół Szkół Rolniczych im W. Witosa w Legnicy. Technikum rolnicze kl. 3R

Bałtyckie Forum Biogazu

Standardyzacja ocen substratów oraz zasady doboru składu mieszanin dla biogazowni rolniczych z uwzględnieniem oddziaływao inhibicyjnych.

Wapnowanie a aktywność biologiczna gleb

CENTRUM TRANSFERU TECHNOLOGII W OBSZARZE OZE. BioProcessLab. Dr inż. Karina Michalska

Biogazownie w energetyce

POLSKA IZBA GOSPODARCZA ENERGII ODNAWIALNEJ POLSKA GRUPA BIOGAZOWA. Paweł Danilczuk

MATERIAŁY SZKOLENIOWE

EVERCON sp. z o.o. ul. 3 Maja 22, Rzeszów tel. 17/ , evercon@evercon.pl BIOGAZOWNIE 2011 ROK

Biogazownie w Polsce i UE technologie, opłacalność, realizacje

Aleksandra Urszula Kołodziej PRZETWARZANIE I NAWOZOWE WYKORZYSTANIE MASY POFERMENTACYJNEJ Z BIOGAZOWNI ROLNICZEJ. Gdańsk września 2012

Biogazownia. Planowanie, Budowa, Eksploatacja. Autor: Dipl.-Ing. Kathrin Zimmermann eutec Ingenieure GbR. SYGMA Sp. z o.o.

Tytuł prezentacji: Elektrociepłownia biogazowa Piaski

Produkcja biogazu z pomiotu drobiowego i ko-substratów

Szwedzkie Rozwiązania Gospodarki Biogazem na Oczyszczalniach Ścieków. Dag Lewis-Jonsson

Poprawa stanu środowiska poprzez wykorzystanie możliwości zagospodarowania odpadów na Dolnym Śląsku. Mariusz Żebrowski Agnieszka Król Beata Biega

Stanisław Wójtowicz KUKURYDZA I SORGO JAKO CELOWE SUBSTRATY DO PRODUKCJI BIOGAZU

November 21 23, 2012

WYKRYWANIE ZANIECZYSZCZEŃ WODY POWIERZA I GLEBY

Konwersja biomasy do paliw płynnych. Andrzej Myczko. Instytut Technologiczno Przyrodniczy

Każdego roku na całym świecie obserwuje się nieustanny wzrost liczby odpadów tworzyw sztucznych pochodzących z różnych gałęzi gospodarki i przemysłu.

Substraty i zagospodarowanie nawozowe pofermentu

Kiszonka z sorga, czyli jaka pasza?

Geoinformacja zasobów biomasy na cele energetyczne

Andrzej Curkowski Instytut Energetyki Odnawialnej

Wykorzystanie biogazu jako źródła energii

CEDRES, Centrum Ekorozwoju i Gospodarki Odnawialnymi Źródłami Energii

Biogazownie rolnicze odnawialne źródła energii

Efektywny rozwój rozproszonej energetyki odnawialnej w połączeniu z konwencjonalną w regionach Biomasa jako podstawowe źródło energii odnawialnej

Nowa jakość w przetwarzaniu odpadów komunalnych

Bilans fosforu i potasu w zmianowaniu jako narzędzie efektywnej gospodarki azotem. Witold Grzebisz Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Nawożenie kukurydzy. Adam Majewski Agroservice Kukurydza

technologie energii odnawialnej BIOGAZOWNIE Rolnicze Andrzej Głaszczka Witold Jan Wardal Wacław Romaniuk Tadeusz Domasiewicz

POFERMENT Z PRODUKCJI BIOGAZU - zagadnienia techniczne i prawne

Analiza potencjału gmin do produkcji surowców na cele OZE Projektowanie lokalizacji biogazowni rolniczych

BIOGAS REGIONS. Broszura Informacyjna Projektu Biogas Regions. Podstawowe Informacje Przykładowe Instalacje

Nawożenie warzyw w uprawie polowej. Dr Kazimierz Felczyński Instytut Ogrodnictwa Skierniewice

Wykorzystanie biogazu jako paliwa transportowego

BIOGAZOWNIA JAKO ROZWIĄZANIE PROBLEMU OGRANICZENIA ODPADÓW BIODEGRADOWALNYCH W GMINIE

Aktualne problemy nawożenia roślin w kontekście ograniczenia skażenia wód. Anna Kocoń Zakład Żywienia Roślin i Nawożenia IUNG - PIB w Puławach

Praktyczne sposoby wdrożenia idei produkcji biometanu z odpadów na cele transportowe w Polsce Barbara Smerkowska Magdalena Rogulska

Zawartość składników pokarmowych w roślinach

Przykłady najlepszych praktyk w energetycznym wykorzystaniu biomasy Andrzej Myczko

MECHANIZM POWSTAWANIA BIOGAZU

Spis treści. Wykaz ważniejszych skrótów i symboli... XIII VII

POTENCJAŁ WYKORZYSTANIA ODPADÓW BIODEGRADOWALNYCH NA CELE ENERGETYCZNE W WOJEWÓDZTWIE POMORSKIM

Energetyczne wykorzystanie odpadów z biogazowni

Projekt centrum paliwowoenergetyczno-chemicznego (CPECH) A.Vogt, S.Jabłoński, H.Kołodziej, J.Fałat, S.Strzelecki, M.Łukaszewicz

Wpływ nawożenia buraka cukrowego na jakość surowca. Witold Grzebisz

Możliwość zastosowania biowęgla w rolnictwie, ogrodnictwie i rekultywacji

Proces Innowacji. Emilia den Boer Ryszard Szpadt Politechnika Wrocławska. Urząd Marszałkowski Dolnego Śląska. Wrocław, 23 listopad 2011

Wprowadzanie do obrotu nowych produktów powstałych z odpadów. Doświadczenia, wdrożenia dla gospodarki

WYBRANE TECHNOLOGIE OZE JAKO ELEMENT GOSPODARKI OBIEGU ZAMKNIĘTEGO. Dr inż. Alina Kowalczyk-Juśko

Biomasa uboczna z produkcji rolniczej

Spis treści. Wykaz ważniejszych skrótów i symboli

Centrum Innowacji Edoradca Sp. z o.o S.K.

Wapnowanie gleby po żniwach - wybierz dobry nawóz!

ZASTOSOWANIE METODY AHP W CELU WYBORU SYSTEMU ZAGOSPODAROWANIA ODPADÓW ORGANICZNYCH W GMINACH WIEJSKICH

Odpady komunalne jako źródło biogazu

BIOTECHNOLOGIA OGÓLNA

Zaawansowanie prac nad biogazowniami rolniczymi w Polsce. Andrzej Myczko

NOWOCZESNA TECHNOLOGIA DLA GLEBY, ROŚLIN I ZWIERZĄT

PRODUKCJA I ZASTOSOWANIE NAWOZÓW MINERALNYCH W KONTEKŚCIE OCHRONY KLIMATU

Środowiskowe skutki zakwaszenia gleb uprawnych. Witold Grzebisz Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Transkrypt:

ROLNICZE ZAGOSPODAROWANIE ŚCIEKU POFERMENTACYJNEGO Z BIOGAZOWNI ROLNICZEJ - OGRANICZENIA I SKUTKI Witold Grzebisz Katedra Chemii Rolnej Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Plan prezentacji Produkcja biogazu róŝnorodność celów; Wsad fermentacyjny koferment - wymagania jakościowe; Rolnicze zagospodarowanie gnojowicy pofermentacyjnej Odpad pofermentacyjny jako bio-nawóz wartość nawozowa skutki plonotwórcze skutki środowiskowe

Produkcja biogazu róŝnorodność celów Część I

Cele Produkcyjne: pozyskiwanie metanu z tzw. surowców odnawialnych; produkcja bio-nawozu; Ekologiczno-środowiskowe: ochrona klimatu ziemskiego zmniejszona presja związków gazowych węgla i azotu na środowisko; kontrolowany recykling materii organicznej; ochrona lokalnego klimatu i środowiska: sanitacja odchodów zwierzęcych; eliminacja odorów. Ekonomiczne: dywersyfikacja zaopatrzenia w paliwo; nowe, stałe miejsca pracy; nowe źródło dochodu dla przedsiębiorstwa rolnego.

Wsad fermentacyjny wymagania jakościowe Część II

Istota fermentacji beztlenowej C 6 H 12 O 6 3CO 2 + 3CH 4 C c H h O o N n S s + yh 2 O nnh 3 + sh 2 S + xch 4 + (c-x)co 2

Fazy fermentacji beztlenowej - biogazowania Surowce organiczne procesy Fazy: Hydrolityczna Związki rozpuszczalne w wodzie hydroliza Acydofilna H 2 CO 2 kwas org. Alkohole kwas oct. zakwaszanie Octanogenna metanogenna Kwas octowy CH 4, CO 2 acetogeneza metanogeneza

Metanogeneza podstawowe reakcje CO 2 + 4H 2 CH 4 + 2H 2 O dwutlenek węgla + wodór metan + woda 2CH 3 CH 2 OH + CO 2 CH 4 + 2CH 3 COOH etanol + dwutlenek wegla metan + kwas octowy CH 3 COOH CH 4 + CO 2

Składniki do produkcji biogazu - koferment Odpady PR-S 1 Odpady zwierzęce koferment reaktor Odpady roślinne lub rośliny Ściek pofermentacyjny Na podstawie Nielsen i in., 2009 1 odpady przemysłu rolno-spoŝywczego

Pierwszy składnik kofermentu Chlewnia rusztowa Laguna z gnojowicą

Surowce rolnicze roślinne

Podstawowe związki węgla a wydajność fermentacji metanowej Związki węgla Biogaz m³/kg VS Zawartość metanu, % Problemy Węglowodany 0.747 50 Zakwaszenie Tłuszcze 1.250 68 Piany, VFA Białka 0.700 71 Zakwaszenie, amoniak VS volatile substances biodegradowalne związki węgla

Surowce, biodegradowalność, problemy technologiczne Związki organiczne Źródła surowcowe Biodegradacja Zakłócenia Problemy technologiczne Inhibicja Węglowodany Całe rośliny, słoma, liście Od bardzo dobrej do słabej Pienienie się lignina Spadek ph Białka Zwierzęta i produkty zwierzęce Bardzo dobra Pienienie się 1)spadek ph 2) Wzrost H 3 wzrost NH 3 Tłuszcze Piana Słaba rozpuszczalność w wodzie 1) wzrost VFA 1 2) spadek ph VFA 1 lotne kwas tłuszczowe Tłuszcze, smary, oleje Słaba rozpuszczalność w wodzie Inhibicja niektórych grup bakterii

Stosunek C : N w kofermencie - skutki technologiczne O szybkości rozkładu wsadu fermentacyjnego, tzw. kofermentu decyduje stosunek C : N; Optymalny stosunek C : N mieści się w zakresie 20-30 : 1 Zbyt wąski stosunek C : N nadmiar uwalnianego amoniaku, NH 3 ; Zbyt szeroki stosunek C : N wydłuŝenie czasu retencji (dni od rozpoczęcia fermentacji do początku produkcji biogazu). Zbyt wąski i zbyt szeroki spadek ph;

Surowiec Gnojowica świńska bydlęca drobiowa Parametry operacyjne surowców 1 Zawartość materii organicznej, % s.m. Stosunek C:N Produkcja biogazu m 3 VS 1 kg -1 3-8 3-10 0,25-0,50 5-12 6-20 0,20-0,30 10-30 3-10 0,35-0,60 Serwatka 1-5 - 0,80-0,95 Odpady 4 15-20 35 0,25-0,50 Liście 80 30-80 0,10-0,30 Słoma 70 90 0,35-0,45 Trawa 20-25 12-25 0,55 Kiszonka traw 15-25 10-25 0,46 1 źródło: Ileleji (2008); 2 Volatile substances związki lotne (%); 3 objaśnienia w tekście; 4 przemysł spoŝywczy

Etapy kontroli procesu produkcji biogazu Odpady PR-S 1 1) kofermentu 2) Procesu technologicznego Odpady zwierzęce koferment reaktor Odpady roślinne lub rośliny 3) Jakościowa odpadu Odpad pofermentacyjny Na podstawie Nielsen i in., 2009 1 odpady przemysłu rolno-spoŝywczego

Kontrola jakościowa surowców uŝytych do fermentacji Sanitarno-higieniczna: zanieczyszczenia mechaniczne (gleba, piasek, części metalowe maszyn, itd..) zanieczyszczenia organiczne (farmaceutyki, dioksyny, zarodniki patogenów, itd.); metale cięŝkie. Technologiczna: Określenie zawartości: suchej masy; materii organicznej, w tym biodegradowanej VS (volatile substances); Zawartość azotu ogólnego Ustalenie stosunku C:N w surowcach do fermentacji; Ustalenie składu-kompozycji kofermentu.

Kontrola jakościowa procesu technologicznego Temperatura; Odczyn; Zawartość amoniaku; Zawartość wodoru; Zawartość siarkowodoru;

Kontrola jakościowa odpadu pofermentacyjnego Zawartość suchej masy; Zawartość azotu; Zawartość materii organicznej węgla; Określenie stosunku C : N; Zawartość pierwiastków: składników pokarmowych; metali cięŝkich; Obecność patogenów Obecność niepoŝądanych związków organicznych

Rolnicze zagospodarowanie gnojowicy pofermentacyjnej Część III Ściek pofermentacyjny

Produkty końcowe procesu fermentacji beztlenowej woda Produkty gazowe i stałe biogaz Frakcja stała

Ściek pofermentacyjny Faza ciekła związki mineralne rozpuszczone w wodzie; odczyn roztworu, ph 7,0 związki organiczne i mineralne nierozpuszczone w wodzie. Zawartość suchej masy zawiera się w przedziale od 2 do 5%;

Ściek pofermentacyjny bio-nawóz - nawóz organiczny?! Czy ściek pofermentacyjny z biogazowni moŝna traktować jako: nawóz organiczny płynny gnojowica pofermentacyjna?!; PrzynaleŜność prawna ścieku do grupy nawozów organicznych winna wynikać z toku procesu technologicznego, wyznaczonego 1) składem kofermentu; 2) formulacją fizyczną odpadu; 3) obecnością związków potencjalnie toksycznych dla roślin i środowiska;

Surowce do przygotowania wsadu fermentacyjnego - kofermentu biogaz 1) Odpady produkcji rolniczej: - chowu zwierząt - roślinne Komposty komunalne 2) Rośliny jednoroczne na cele energetyczne Odpady przemysłowe

Rolnicze zagospodarowanie gnojowicy pofermentacyjnej Część III b. Wartość nawozowa

Jakość nawozowa gnojowicy pofermentacyjnej - parametry Zawartość azotu ogółem; Zawartość węgla organicznego; Stosunek C:N; Zawartość pierwiastków składników pokarmowych.

Jakość materii organicznej gnojowicy trzody chlewnej przed i po fermentacji Pierwiastek Surowa przed fermentacją Po fermentacji w biogazowni C 57,96 48,13 H 8,32 6,52 O 27,48 39,83 N 6,15 5,42 S 0,09 0,00 C:N 9,46 8,89 Marcato i in., 2009

Zawartość składników pokarmowych w nawozach naturalnych i gnojowicy pofermentacyjnej Pierwiastki Gnojowica Gnojowica bydlęcy trzody chlewnej Makroskładnik, g kg -1 s.m. pofermentacyjna P 8,4 28,0 13,5 K 44,7 75,5 67,1 Ca 20,6 32,1 31,0 Mg 9,3 14,4 7,6 S 5,1-4,6 Mikroskładniki, mg kg -1 s.m. Fe 1970 2080 3600 Mn 180 358 289 Zn 164 1156 349 Cu 51 282 94 Mo 3,5 5,3 4,9 Sager, 2007

Rolnicze zagospodarowanie gnojowicy pofermentacyjnej Część III c. Skutki produkcyjne

Reakcja kukurydzy na stosowanie gnojowicy pofermentacyjnej na tle wzrastających dawek azotu 10 9,5 przyrost plonu ziarna 9 8,5 plon ziarna, t ha-1 8 7,5 7 0 GP 6,5 6 GPgnojowica 5,5 Esteban i in., 2007 5 0 45 90 135 180 225 dawki azotu, kg N ha-1

Biomasa i akumulacja azotu przez jęczmień nawoŝony gnojowicą pofermentacyjną Therhoeven-Urselmans i in., 2009

Rolnicze zagospodarowanie gnojowicy pofermentacyjnej Część III d. Skutki środowiskowe

Zalety środowiskowe gnojowicy pofermentacyjnej Eliminacja odoru z nawozów naturalnych; Zmniejszenie emisji metanu z nawozów naturalnych do atmosfery; Zmniejszenie strat azotu do środowiska w procesie fermentacji nawozów naturalnych; Zmniejszenie zapotrzebowanie gospodarstwa rolnego na energię pochodzenia kopalnego; Unieszkodliwienie (co najmniej częściowe patogenów i i nasion/owoców chwastów)

obornik C - CO2 N-NH3 Jakość

Straty N-NH 3 z nawozów naturalnych i gnojowicy pofermentacyjnej 16 14 gnojowica pofermentacyjna, GP kumulatywna utrata N-NH3, % zastosowanego N 12 10 8 6 4 gnojowica świńska, Gś obornik, ob. ob. Gś GP 2 12 h 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 okres od zastosowania, h

Koncentracja bakterii Coli zaleŝnie od sposobu traktowania odpadu pofermentacyjnego Albin i Vinneras, 2007

Straty N-N 2 O zaleŝnie od sposobu obróbki gnojowicy trzody chlewnej Bertora i in., 2009

Podsumowanie Produkcja biogazu pozwala na realizację zasad zrównowaŝonej gospodarki zasobami nieodnawialnymi, rozwaŝanymi w ujęciu 1) produkcyjnym, produkcja metanu; 2) środowiskowym wielorakość realizowanych celów.

dziekuję