Ultrazvuková dezintegrace živočišného hnoje před anaerobní digescí

Ultrazvuková dezintegrace zvyšuje výtěžek metanu (CH₄), zkracuje dobu zdržení pevných látek (SRT) a zlepšuje celkovou výkonnost anaerobní digesce. Je to výsledkem dezintegrace biologických pevných látek a bakteriálních buněk v živočišném hnoji a uvolnění intracelulárních složek v důsledku solubilizace částicových látek. Ultrazvukové reaktory Hielscher pro předúpravu živočišného hnoje vedou při anaerobní digesci k vyšší produkci metanu (bioplynu) a k vyšší rozpustné chemické spotřebě kyslíku (SCOD).

Anaerobní digesce živočišného hnoje

Živočišné odpady se anaerobně digestují za účelem snížení obsahu organických látek, omezení zápachu a snížení emisí skleníkových plynů z krytých systémů. Dalším potenciálním přínosem je snížení množství patogenů v hnoji. Typickými živočišnými odpady pro digesci jsou prasečí hnůj (hnůj prasat, hnůj vepřů), hnůj dojnic nebo hnůj z výkrmen skotu, kuřecí trus, krůtí trus, odpad ze seškrabování jam, kejda, splachy z výkrmen a odtoky z hnoje.

Ultrazvuková dezintegrace

Ultrazvuková kavitace rozrušuje organické pevné látky a zvyšuje množství rozpuštěného organického substrátu, stejně jako rychlost rozkladu a stravitelnost biologických pevných látek během procesu anaerobní digesce. Tato předúprava zpřístupňuje pro následnou anaerobní digesci větší povrch. Výsledkem je lepší přeměna částic biologických pevných látek na bioplyn. To zvyšuje biologickou rozložitelnost, zvyšuje výtěžek bioplynu a zvyšuje rozpustnou chemickou spotřebu kyslíku (SCOD).

Ultrazvukové reaktory

Hielscher dodává ultrazvukové dezintegrátory pro in-line předúpravu malých i velkých objemů zpracovávaného materiálu. Všechny ultrazvukové reaktory jsou konstruovány pro nepřetržitý provoz (24hrs/7d/365d) pro maximální využití zařízení. V závislosti na faktorech, jako je složení odpadu, TS nebo doba zdržení pevných látek v digestoru, se požadovaný výkon zařízení pohybuje mezi 2 a 10 kW na 1 m³/hodinu u většiny instalací. Ultrazvukové sonotrody a geometrie reaktorů Hielscher jsou optimalizovány na základě dlouholetých praktických zkušeností s předúpravou odpadů a kalů před digescí. To je důležité, protože konfigurace parametrů sonikace a hydraulické řešení mají významný vliv na dezintegrační účinek. Ultrazvukové reaktory Hielscher umožňují zpracování viskóznějšího (méně zředěného) materiálu pro vyšší účinnost procesu. Ultrazvuková zařízení Hielscher se navíc vyznačují vynikající elektrickou účinností vyšší než 81 % – což vede k vyššímu dezintegračnímu výkonu. Použití macerátoru před sonikací zmenšuje větší částice a vlákna a zlepšuje homogenitu vstupu do ultrazvukového systému.

Společná digesce směsí odpadů

Přínosy ultrazvukové dezintegrace před digescí se netýkají pouze živočišného hnoje. Ultrazvuk zlepšuje hydrolýzu při společné digesci hnoje s potravinovým odpadem, komunálními čistírenskými kaly nebo dokonce se surovým glycerinem z výroby bionafty. Ultrazvuková dezintegrace jako předúprava před mezofilní nebo termofilní společnou digescí vykazuje oproti nesonikovanému materiálu výrazně vyšší objemové výtěžky metanu, nižší obsah H₂S (zápach) a nižší obsah amoniaku v odtoku. Malá množství glycerinu (4 až 6 %) přidaná k hnoji před ultrazvukovou dezintegrací vedou k výraznému zvýšení produkce bioplynu.

Přínosy ultrazvuku

Zřejmým účinkem ultrazvukové dezintegrace je zvýšení výtěžku bioplynu. Ještě větší úspory však plynou z nižších nákladů na přepravu a nižších nákladů na odvodnění díky snížení množství odpadu po digesci materiálu. Kratší doby zdržení zvyšují kapacitu digestoru a mohou pomoci vyhnout se instalaci dalšího digestoru. Menší zápach díky nižšímu obsahu H₂S a méně amoniaku v odtoku mají význam pro životní prostředí.

Instalace a dodatečná montáž

Ultrazvukové reaktory Hielscher lze snadno začlenit do nových projektů nebo dodatečně namontovat do stávajících anaerobních digestorů. Účinky na Váš odpadní materiál můžete otestovat v malém měřítku, např. pomocí systému UIP2000 (20kHz, 2000 wattů) se sonotrodou cascatrode a reaktorem s průtokovou celou. Modulární konstrukce vysokokapacitních ultrazvukových systémů (např. 10x UIP4000, 40 kilowattů) umožňuje flexibilní instalaci a postupné rozšiřování. Zejména při dodatečné montáži do stávajících digestorů se náklady na sonikační zařízení rychle amortizují díky úsporám nákladů a výnosům z bioplynu. Kontaktujte nás pro bezplatné informace!

Bioplyn – obnovitelná energie

Bioplyn je ekologická, obnovitelná energie. Zatímco bionafta a bioethanol se vyrábějí převážně z potravinářských nebo nepotravinářských plodin, bioplyn z hnoje využívá odpadní produkt zemědělství. Bioplyn nevyžaduje energeticky náročnou destilaci ani agresivní chemikálie a má velmi malou uhlíkovou stopu. Anaerobní digesce s podporou ultrazvuku vyrábí pro mnoho chovů hospodářských zvířat čistou, zelenou a obnovitelnou energii za cenu srovnatelnou s komerčními cenami zemního plynu nebo nižší.