Ultrazvuková dezintegrácia hospodárskych hnojív pred anaeróbnou digesciou

Ultrazvuková dezintegrácia zvyšuje výťažnosť metánu (CH₄), skracuje dobu zdržania tuhých látok (SRT) a zlepšuje celkovú účinnosť anaeróbnej digescie. Je to výsledok dezintegrácie biologických tuhých látok a bakteriálnych buniek v hospodárskych hnojivách a uvoľňovania vnútrobunkových zložiek v dôsledku solubilizácie časticovej hmoty. Ultrazvukové reaktory Hielscher na predúpravu hospodárskych hnojív vedú pri anaeróbnej digescii k vyššej produkcii metánu (bioplynu) a vyššej rozpustnej chemickej spotrebe kyslíka (SCOD).

Anaeróbna digescia hospodárskych hnojív

Odpady zo živočíšnej výroby sa podrobujú anaeróbnej digescii s cieľom znížiť obsah organických látok, obmedziť zápach a znížiť emisie skleníkových plynov zo zakrytých systémov. Ďalším potenciálnym prínosom je zníženie množstva patogénov v hospodárskych hnojivách. Medzi typické odpady zo živočíšnej výroby určené na digesciu patria hnoj ošípaných (hnoj prasiat, hnoj bravov), hnoj dojníc alebo hnoj z výkrmní hovädzieho dobytka, slepačí trus, morčací trus, hnoj zoškrabaný zo zberných jám, hnojovica, odtokové vody z výkrmní a odpadová kvapalina z hospodárskych hnojív.

Ultrazvuková dezintegrácia

Ultrazvuková kavitácia rozrušuje organické tuhé látky a zvyšuje množstvo rozpusteného organického substrátu, ako aj rýchlosť rozkladu a rozložiteľnosť biologických tuhých látok počas anaeróbnej digescie. Táto predúprava sprístupňuje väčší povrch pre následnú anaeróbnu digesciu. Výsledkom je lepšia premena častíc biologických tuhých látok na bioplyn. Tým sa zlepšuje biologická rozložiteľnosť, zvyšuje výťažnosť bioplynu a zvyšuje rozpustná chemická spotreba kyslíka (SCOD).

Ultrazvukové reaktory

Hielscher dodáva ultrazvukové dezintegrátory na predúpravu priamo v potrubí pri malých aj veľkých objemových prietokoch. Všetky ultrazvukové reaktory sú navrhnuté na nepretržitú prevádzku (24hrs/7d/365d) s cieľom maximálneho využitia zariadenia. V závislosti od faktorov, ako sú zloženie odpadu, TS alebo doba zdržania tuhých látok vo fermentore, sa potrebný výkon zariadenia pri väčšine inštalácií pohybuje medzi 2 a 10 kW na 1 m³/hodinu. Ultrazvukové sondy a geometria reaktorov Hielscher sú optimalizované na základe dlhoročných praktických skúseností s predúpravou odpadu a kalov pred digesciou. Je to dôležité, pretože nastavenie parametrov sonikácie a hydraulická konštrukcia majú významný vplyv na dezintegračný účinok. Ultrazvukové reaktory Hielscher umožňujú spracovanie viskóznejšieho (menej zriedeného) materiálu na dosiahnutie vyššej účinnosti procesu. Ultrazvukové zariadenia Hielscher sa tiež vyznačujú vynikajúcou elektrickou účinnosťou vyššou ako 81% – čo vedie k vyššiemu dezintegračnému výkonu. Použitie macerátora pred sonikáciou zmenšuje väčšie častice a vlákna a zlepšuje rovnomernosť materiálu vstupujúceho do ultrazvukového systému.

Ko-digescia zmesí odpadov

Prínosy ultrazvukovej dezintegrácie pred digesciou sa neobmedzujú len na hospodárske hnojivá. Ultrazvukové spracovanie zlepšuje hydrolýzu pri ko-digescii hospodárskych hnojív s potravinovým odpadom, komunálnym čistiarenským kalom či dokonca surovým glycerínom z výroby bionafty. Ultrazvuková dezintegrácia ako predúprava pred mezofilnou alebo termofilnou ko-digesciou prináša v porovnaní s materiálom neošetreným ultrazvukom výrazne vyššie objemové výťažnosti metánu, nižší obsah H₂S (zápach) a nižší obsah amoniaku v odtoku. Malé množstvá glycerínu (4 až 6%) pridané do hospodárskych hnojív pred ultrazvukovou dezintegráciou vedú k výraznému zvýšeniu produkcie bioplynu.

Prínosy ultrazvukového spracovania

Zjavným účinkom ultrazvukovej dezintegrácie je zvýšenie výťažnosti bioplynu. Ešte väčšie úspory však prinášajú nižšie náklady na nákladnú dopravu a nižšie náklady na odvodňovanie v dôsledku zníženia množstva odpadu po digescii materiálu. Kratšie doby zdržania zvyšujú kapacitu fermentora a môžu pomôcť predísť potrebe inštalovať ďalší fermentor. Menší zápach vďaka nižšiemu obsahu H₂S a nižší obsah amoniaku v odtoku majú environmentálny význam.

Inštalácia a dodatočné vybavenie

Ultrazvukové reaktory Hielscher možno jednoducho začleniť do nových projektov alebo nimi dodatočne vybaviť existujúce anaeróbne fermentory. Účinky na váš odpadový materiál si môžete otestovať v malom meradle, napr. pomocou systému UIP2000 (20kHz, 2000 wattov) so sondou cascatrode a prietokovým reaktorom. Modulárna konštrukcia vysokokapacitných ultrazvukových systémov (napr. 10x UIP4000, 40 kilowattov) umožňuje flexibilnú inštaláciu a postupné rozširovanie. Najmä pri dodatočnom vybavovaní existujúcich fermentorov sa náklady na sonikačné zariadenie rýchlo vrátia vďaka úsporám nákladov a príjmom z bioplynu. Kontaktujte nás a získajte bezplatné informácie!

Bioplyn – obnoviteľná energia

Bioplyn je ekologický, obnoviteľný zdroj energie. Zatiaľ čo bionafta a bioetanol sa vyrábajú prevažne z potravinárskych alebo nepotravinárskych plodín, bioplyn z hospodárskych hnojív využíva odpadový produkt poľnohospodárstva. Bioplyn si nevyžaduje energeticky náročnú destiláciu ani agresívne chemikálie a má veľmi malú uhlíkovú stopu. Anaeróbna digescia podporovaná ultrazvukom produkuje čistú, ekologickú a obnoviteľnú energiu pre mnohé prevádzky chovu hospodárskych zvierat pri nákladoch, ktoré sú konkurencieschopné voči komerčným cenám zemného plynu alebo sú nižšie.