Eläinten lannan hajotus ultraäänellä ennen anaerobista mädätystä

Ultraäänihajotus lisää metaanin (CH₄) saantoa, lyhentää kiintoaineen viipymäaikaa (SRT) ja parantaa anaerobisen mädätyksen kokonaissuorituskykyä. Tämä johtuu eläinten lannan biokiintoaineiden ja bakteerisolujen hajoamisesta sekä solunsisäisten komponenttien vapautumisesta hiukkasmaisen aineksen liukoistuessa. Valmistajan Hielscher eläinten lannan esikäsittelyyn tarkoitetut ultraäänireaktorit lisäävät metaanin (biokaasun) tuotantoa ja liukoista kemiallista hapenkulutusta (SCOD) anaerobisessa mädätyksessä.

Eläinten lannan anaerobinen mädätys

Eläinperäisiä jätteitä mädätetään anaerobisesti orgaanisen aineksen pitoisuuden pienentämiseksi, hajujen vähentämiseksi ja katettujen järjestelmien kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi. Toinen mahdollinen hyöty on lannan taudinaiheuttajien väheneminen. Tyypillisiä mädätettäviä eläinperäisiä jätteitä ovat sianlanta (sikojen lanta, lihasikojen lanta), lypsykarjan lanta tai lihakarjan kasvatusalueiden lanta, kananlanta, kalkkunanlanta, kuoppien kaavintajäte, lietelanta, karjan kasvatusalueiden valumavedet ja lannan jätevedet.

Ultraäänihajotus

Ultraäänikavitaatio hajottaa orgaanista kiintoainetta ja lisää liuenneen orgaanisen substraatin määrää sekä biokiintoaineiden hajoamisnopeutta ja mädätettävyyttä anaerobisen mädätysprosessin aikana. Tämä esikäsittely lisää myöhemmän anaerobisen mädätyksen käytettävissä olevaa pinta-alaa. Tuloksena on biokiintoainehiukkasten tehokkaampi muuntuminen biokaasuksi. Tämä parantaa biohajoavuutta, lisää biokaasun saantoa ja kasvattaa liukoista kemiallista hapenkulutusta (SCOD).

Ultraäänireaktorit

Hielscher toimittaa ultraäänihajottimia pienten ja suurten käsittelymäärien jatkuvatoimiseen esikäsittelyyn. Kaikki ultraäänireaktorit on suunniteltu toimimaan jatkuvasti (24 tuntia vuorokaudessa, 7 päivää viikossa, 365 päivää vuodessa), jotta laitteiston käyttöaste olisi mahdollisimman suuri. Esimerkiksi jätteen koostumuksesta, TS:stä tai kiintoaineen viipymäajasta mädättimessä riippuen tarvittava laitteistoteho on useimmissa asennuksissa 2–10 kW tilavuusvirran 1 m³/tunti kohden. Valmistajan Hielscher ultraäänisondit ja reaktorigeometriat on optimoitu monivuotisen käytännön kokemuksen perusteella, jota on kertynyt jätteen ja lietteen esikäsittelystä ennen mädätystä. Tämä on tärkeää, sillä ultraäänikäsittelyn parametrien asetuksilla ja hydraulisella suunnittelulla on merkittävä vaikutus hajotustehoon. Valmistajan Hielscher ultraäänireaktoreilla voidaan käsitellä viskoosimpaa (vähemmän laimennettua) materiaalia, mikä parantaa prosessin tehokkuutta. Lisäksi valmistajan Hielscher ultraäänilaitteiden erinomainen sähköinen hyötysuhde on yli 81 % – mikä parantaa hajotustehoa. Maseraattorin käyttö ennen ultraäänikäsittelyä pienentää suurempia hiukkasia ja kuituja ja parantaa ultraäänijärjestelmään syötettävän materiaalin tasalaatuisuutta.

Jäteseosten yhteismädätys

Ennen mädätystä tehtävän ultraäänihajotuksen hyödyt eivät rajoitu eläinten lantaan. Ultraäänikäsittely parantaa hydrolyysiä, kun lantaa yhteismädätetään ruokajätteen, yhdyskuntajätevesilietteen tai jopa biodieselin tuotannossa syntyvän raakaglyseriinin kanssa. Ultraäänihajotus esikäsittelynä ennen mesofiilistä tai termofiilistä yhteismädätystä tuottaa huomattavasti suuremman metaanisaannon tilavuusyksikköä kohden sekä pienemmät H₂S-pitoisuudet (haju) ja poistoveden ammoniakkipitoisuudet kuin ultraäänellä käsittelemätön materiaali. Lantaan ennen ultraäänihajotusta lisätyt pienet glyseriinimäärät (4–6 %) lisäävät biokaasun tuotantoa merkittävästi.

Ultraäänikäsittelyn hyödyt

Ultraäänihajotuksen ilmeinen vaikutus on biokaasun saannon kasvu. Vielä suurempia säästöjä syntyy kuitenkin pienemmistä kuorma-autokuljetusten ja vedenpoiston kustannuksista, koska jätteen määrä vähenee materiaalin mädätyksen jälkeen. Lyhyemmät viipymäajat parantavat mädättimen kapasiteettia ja voivat auttaa välttämään ylimääräisen mädättimen asentamisen. Pienemmästä H₂S-pitoisuudesta johtuvalla hajujen vähenemisellä ja poistoveden pienemmällä ammoniakkipitoisuudella on merkitystä ympäristön kannalta.

Asennus ja jälkiasennus

Valmistajan Hielscher ultraäänireaktorit voidaan helposti integroida uusiin hankkeisiin tai jälkiasentaa olemassa oleviin anaerobisiin mädättimiin. Voit testata vaikutuksia jätemateriaaliisi pienessä mittakaavassa esimerkiksi käyttämällä UIP2000 (20 kHz, 2000 wattia) -järjestelmää, jossa on cascatrode-anturi ja virtauskennoreaktori. Suuren kapasiteetin ultraäänijärjestelmien (esim. 10x UIP4000, 40 kilowattia) modulaarinen rakenne mahdollistaa joustavan asennuksen ja vaiheittaisen laajentamisen. Erityisesti olemassa oleviin mädättimiin jälkiasennettaessa ultraäänikäsittelylaitteiston kustannukset maksavat itsensä nopeasti takaisin kustannussäästöjen ja biokaasutulojen ansiosta. Ota yhteyttä ja pyydä lisätietoja maksutta!

Biokaasu – uusiutuvaa energiaa

Biokaasu on ympäristöystävällistä, uusiutuvaa energiaa. Kun biodiesel ja bioetanoli tuotetaan pääosin ravinto- tai muista viljelykasveista, lannasta tuotettava biokaasu hyödyntää maatalouden jätetuotetta. Biokaasu ei vaadi energiaintensiivistä tislausta eikä aggressiivisia kemikaaleja, ja sen hiilijalanjälki on hyvin pieni. Ultraäänellä tehostettu anaerobinen mädätys tuottaa monille kotieläintiloille puhdasta, vihreää ja uusiutuvaa energiaa kustannuksin, jotka ovat kilpailukykyisiä kaupallisen maakaasun hintojen kanssa tai niitä alhaisempia.