Disintegrazione a ultrasuoni di letame animale prima della digestione anaerobica

La disintegrazione ad ultrasuoni aumenta il metano (CH₄), diminuisce il tempo di ritenzione solido (SRT) e migliora le prestazioni complessive della digestione anaerobica. Questo è il risultato della disintegrazione dei biosolidi e delle cellule batteriche presenti nelle deiezioni animali e del rilascio di componenti intracellulari dovuto alla solubilizzazione del particolato. I reattori a ultrasuoni Hielscher per il pretrattamento delle deiezioni animali portano a una maggiore quantità di metano (biogas) e a una maggiore richiesta chimica di ossigeno solubile (SCOD) nella digestione anaerobica.

Digestione anaerobica dei concimi animali

I rifiuti animali vengono digeriti anaerobicamente per ridurre il contenuto di materia organica, per ridurre gli odori e per ridurre le emissioni di gas a effetto serra dei sistemi coperti. Un altro potenziale vantaggio è la riduzione degli agenti patogeni del letame. I rifiuti animali tipici da digerire sono le deiezioni suine (letame di maiale, letame di maiale), il letame di caseificio o di allevamento di bovini, il letame di pollo, il letame di tacchino, la raschiatura delle fosse, il letame liquido, il deflusso delle mangiatoie e gli effluenti di letame.

Disintegrazione a ultrasuoni

La cavitazione a ultrasuoni disintegra i solidi organici e aumenta la quantità di substrato organico disciolto, nonché il tasso di degradazione e la digeribilità dei biosolidi durante il processo di digestione anaerobica. Questo pretrattamento rende disponibile una maggiore superficie per la successiva digestione anaerobica. Il risultato è una migliore conversione delle particelle biosolidali in biogas. Ciò migliora la biodegradabilità, aumenta la resa in biogas e incrementa la domanda chimica di ossigeno solubile (SCOD).

Reattori a ultrasuoni

Hielscher fornisce disintegratori a ultrasuoni per il pretrattamento in linea di piccoli e grandi volumi. Tutti i reattori a ultrasuoni sono progettati per funzionare ininterrottamente (24 ore su 24, 7 giorni su 7, 365 giorni su 365) per garantire il massimo utilizzo dell'apparecchiatura. A seconda di fattori quali la composizione dei rifiuti, il TS o il tempo di ritenzione dei solidi nel digestore, la capacità dell'apparecchiatura richiesta varia tra 2 e 10 kW per 1 m.³/ora per la maggior parte delle installazioni. Le sonde a ultrasuoni e le geometrie dei reattori Hielscher sono ottimizzate sulla base di molti anni di esperienza pratica nel pretrattamento di rifiuti e fanghi prima della digestione. Questo è importante, poiché la configurazione dei parametri di sonicazione e la progettazione idraulica hanno un impatto significativo sull'effetto di disintegrazione. I reattori a ultrasuoni Hielscher consentono di trattare materiali più viscosi (meno diluiti) per una maggiore efficienza del processo. Inoltre, i dispositivi a ultrasuoni Hielscher presentano un'eccezionale efficienza elettrica superiore all'81%. – con conseguente aumento delle prestazioni di disintegrazione. L'uso di un maceratore prima della sonicazione riduce le particelle e le fibre più grandi e migliora l'uniformità dell'ingresso nel sistema a ultrasuoni.

Co-digestione di miscele di rifiuti

I benefici della disintegrazione a ultrasuoni prima della digestione si estendono oltre il letame animale. Gli ultrasuoni migliorano l'idrolisi della co-digestione di letame e rifiuti alimentari, fanghi di depurazione comunali o anche glicerina grezza proveniente dalla produzione di biodiesel. La disintegrazione a ultrasuoni come pretrattamento prima della co-digestione mesofila o termofila mostra rese volumetriche di metano significativamente più elevate, una minore quantità di H₂S (odore) e una minore quantità di ammoniaca nell'effluente rispetto al materiale non sottoposto a disintegrazione. Piccole quantità di glicerina (dal 4 al 6%) aggiunte al letame prima della disintegrazione a ultrasuoni portano a un aumento significativo della produzione di biogas.

Vantaggi dell'ultrasuonoterapia

Un effetto evidente della disintegrazione a ultrasuoni è l'aumento della produzione di biogas. Tuttavia, risparmi ancora maggiori derivano dalla riduzione dei costi di trasporto e dei costi di disidratazione, grazie alla riduzione dei rifiuti dopo la digestione del materiale. I tempi di ritenzione più brevi migliorano la capacità del digestore e possono contribuire a evitare l'installazione di un ulteriore digestore. Minori odori grazie alla riduzione di H₂S e meno ammoniaca nell'effluente sono importanti per l'ambiente.

Installazione e retrofitting

I reattori a ultrasuoni Hielscher possono essere facilmente integrati in nuovi progetti o adattati a digestori anaerobici esistenti. È possibile testare gli effetti del proprio materiale di scarto in scala ridotta, ad esempio utilizzando un UIP2000 (20kHz, 2000 watt) con sonda a cascata e reattore a cella di flusso. Il design modulare dei sistemi a ultrasuoni ad alta capacità (es. 10x UIP4000, 40 kilowatt) consente un'installazione flessibile e un aggiornamento graduale. In particolare, nel caso di retrofit di digestori esistenti, i costi dell'apparecchiatura di sonicazione vengono rapidamente ammortizzati dai risparmi e dai ricavi del biogas. Contattateci per avere informazioni gratuite!

Biogas – energia rinnovabile

Il biogas è un'energia rinnovabile ed ecologica. Mentre Biodiesel e Bioetanolo Il biogas da letame è prodotto principalmente da colture alimentari o non alimentari, mentre il biogas da letame utilizza un prodotto di scarto dell'agricoltura. Il biogas non richiede una distillazione ad alta intensità energetica o sostanze chimiche aggressive e ha un'impronta di carbonio molto ridotta. La digestione anaerobica assistita da ultrasuoni produce energia pulita, verde e rinnovabile per molti allevamenti a un costo competitivo o inferiore ai prezzi del gas naturale commerciale.