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
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).
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.
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 5,76 740,14 16 122 193 53 pieczarek 6,24 414,45 590,23 pomiot kurzy 7,73 212,34 700,31 10,8 59,55 10,72 1156,05 12 185 264 109 kiszonka 1,67 16,48 3,52 1884 57 320 339 200 kukurydzy 5,82 264,18 945,51 słoma 7,52 933,64 946,81 0,12 5,57 2,04 1460,5 169 193 202 55 trawa 6,51 220,62 770,30 6,59 48,81 6,68 1345 20 237 307 162 łęty pomidorów 5,53 133,13 760,00 0,55 24,24 7,28 1184 31 185 243 148
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. 8,62 253,04 903,35 1546,00 25,83 2,2 38 182,69 - 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% 8,63 248,63 871,94 1321,00-2,6 32 119,06 - - 8,81 243,00 844,31 1362,00 25,27 11,36 27 118,70 - - 8,85 232,00 801,61 1341,00 22,60 6,49 20 104,00 285,00 356,00 6,79 227,00 774,00 752,22 46,57 8,82 13 93,00 247,00 319,00 Ł0 łęty pomidorów 90%, 10% pomiot kurzy 8,34 142,69 763,60 1076,84 31,12 11,83 27 109,92 - - Ł1 łęty pomidorów 80%, 20% pomiot kurzy 8,64 152,80 697,94 720,47 36,05 10,92 24 120,70 84,00 138,00 Ł2 łęty pomidorów 70%, 30% pomiot kurzy 8,57 218,11 742,09 885,31 30,14 12,42 22 119,27 108,09 145,71 Ł3 łęty pomidorów 60%, 40% pomiot kurzy 8,51 165,78 578,89 591,83 46,09 6,0 20 117,87 212,39 366,66 Ł5 łęty pomidorów 40%, 60% pomiot kurzy 8,83 180,66 724,19 319,40 46,94-16 - 228,00 393,00 S1 słoma 30%, pomiot kurzy 70% 7,92 428,69 774,28 228,60-9,68 49 63,36 - - S2 słoma 20%, pomiot kurzy 80% 7,95 322,62 817,35 547,43 38,24 9,46 36 60,44 152,00 202,49 S3 słoma 10%, pomiot kurzy 90% 7,97 299,31 707,34 858,24 44,07 33,3 24 54,16 125,28 177,08 P1 podłoże pieczarek 90%, pomiot kurzy 10% 8,51 389,90 559,11 799,99 29,37 10,77 22 32,29 - - 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 12,0 22 36,90 - - 8,30 353,84 623,23 835,01 33,99 6,82 21 35,56 134,37 212,23 8,12 333,62 634,24 633,52 36,92 6,17 20-124,84 196,67 T1 trawa 95%, pomiot kurzy 5% 7,90 277,26 607,76 790,69 40,54 7,48 16 163,00 - - T2 trawa 80%, pomiot kurzy 20% 8,70 218,94 756,30 801,45 53,36 8,68 15 154,00 206,00 272,00 T3 trawa 40%, pomiot kurzy 60% 8,85 215,62 728,30 830,58 59,66 9,52 14 127,00 163,00 223,00 T4 trawa 30%, pomiot kurzy 70% 7,55 214,00 714,00 854,49 61,26 13,6 13 119,00 147,00 119,00 2TP trawa 10%, pomiot kurzy 90% 8,89 213,17 767,57 840,00 62,86 8,02 12 85,00 85,30 111,36
Produkcja metanu, m 3 /ts.m. Produkcja metanu 350 300 100% kiszonka 60% pomiot +40% kiszonka 70% pomiot +30% kiszonka 250 100% pomiot 200 150 100 50 0 Rodzaj substratów
Produkcja metanu, m 3 /ts.m. Produkcja metanu 250 60% łęty +40 pomiot 40% łęty +60% pomiot 200 100% pomiot 100% łęty 150 100 80% łęty +20% pomiot 70% łęty +30% pomiot 50 0 1 2 3 4 5 6 Rodzaj substratów
Produkcja metanu, m 3 /ts.m. Produkcja metanu 250 200 150 100% pomiot 100% słoma 20% słoma +80% pomiotu 10% słoma +90% pomiotu 100 50 0 1 2 3 4 Rodzaj substratów
Produkcja metanu, m 3 /ts.m. Produkcja metanu 200 100% pomiot 180 160 140 100% podłoże pieczarek 70% podłoże +30% pomiot 60% podłoże +40% pomiot 120 100 80 60 40 20 0 1 2 3 4 Rodzaj substratów
Produkcja metanu, m 3 /ts.m. Produkcja metanu 250 100% trawa 80% trawa + 20% pomiot 200 100% pomiot 40% trawa +60% pomiot 30% trawa +70% pomiot 150 100 10% trawa +90% pomiot 50 0 1 2 3 4 5 6 Rodzaj substratów
Produkcja metanu, m 3 /ts.m. Produkcja metanu 250 200 150 100 50 20% 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 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Rodzaj substratów
Produkcja metanu, m 3 /ts.m. Produkcja metanu 700 80% algi +20% pomiot 600 500 60% algi +40% pomiot 400 300 30% algi 70% pomiot 40% algi + 60% pomiot 100% pomiot 200 100 0 1 2 3 4 5 Rodzaj substratów
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.
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