Hidrológiai Közlöny 2004 (84. évfolyam)
4. szám - Palkó György T- Oláh József - Szilágyi Mihály: Az anaerob iszapkezelés energiatermelési és- hasznosítási lehetőségei
34 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2004. 84. ÉV F: 4. SZ. Szervg aayag (zair, fehérje, szénhidrát) T Hidrolízis termékei (zsírsavak, monoszaharidok , aminósavak ) Savas fázis ^T^ Savas fázis kQcbeasA termékei (karbon savak, alkohol, aldehid, ammónia, kénhidrogén) Tejsav, vaJeriáa sav, ecetsav, propioa sav * Metán teraaeM fázis Ecetsav mélán *• CO COj+H 2 * metán + H aO A paraméter megnevezése Mezofil Termofil PH(-) 7a - 8,0 7,2 - 8,5 Hőmérséklet (°C) 30-35 50-57 Hőmérséklet-ingadozás, melyet a rendszer elvisel (°C) -3-5 - 1 -2 Sejthozam állandó (kg^^/kgi*,,*«. koi) 0,15-0,30 0,01-0,10 Elektród potenciál értéke (mV) - 450 és 550 - 550 és 600 Optimális redox potenciál értéke (mV) - 520 és 530 Nincs adat Terhelés szennyvíz iszapoknál: • Kis-terhelés (kg^^/m' d) • Nagy terhelés (kg^^/m' d) 0,6-1,6 2,4-6,4 3,0-8,0 8,0-30,0 Hidraulikus tartózkodási idő (nap) 15-25 3-10 Elérhető KOI csökkenés (%) 65-85 85-95 Elérhető BOI s csökkenés (%) 60-80 80-90 Elérhető szerves-anyag csökkenés (%) 45-55 55-70 Biogáz termelés (Nm'/kg KOI eltáv.) 0,31 -0,38 0,62-0,76 Biogáz metán tartalma (%) 60-70 80-90 A mezofil és a termofil rothasztás technológiai előnyeinek összehasonlítását a 2. táblázat mutatja be. A termofil rothasztás legnagyobb előnye a mezofil rendszerrel szemben az, hogy a nagyobb reakció sebesség miatt kisebb reaktorteret kell építeni és a kezelt iszapban a patogén baktériumok pusztulása lényegesen nagyobb fokú, mint a mezofil folyamatban. 2. táblázat: A mezofil és a termofil rothasztás összehasonlítása az előnyök alapján 2. ábra Az anaerob (mezofil, termofil) lebontás elvi fnlvamatn 5. A mezofil és a termofil anaerob összehasonlítása A tápanyagok mezofil és termofil anaerob folyamattal egyaránt lebonthatók és a hasznosítható végtermék metán és széndioxid tartalmú biogáz. Európában, a gyakorlatban a rothasztók nagy része mezofil tartományban (33 -35 °C) üzemel, azonban az elmúlt 10 évben termofil (50-55 °C) rothasztók is épültek. A termofil rothasztó berendezésekkel szerzett üzemelési tapasztalatok (gázfejlődés, stabilitás, iszap-vízteleníthetőség, habzás, szag stb.) nagyon pozitívak. A pozitív üzemelési tapasztalatok a jövőben a termofil rothasztók építését elősegítik és a kétkedő üzemeltetőket az egyértelmű előnyök, meggyőzik. Az 1. táblázatban összehasonlítottuk a mezofil és a termofil anaerob rendszer üzemi paramétereit. Szembetűnő, hogy a tartózkodási idő csak kb. harmada a mezofil rendszernél szükséges tartózkodási időnek. A termofil folyamamái a reakció sebesség nagyobb, viszont a sejthozam állandó kisebb, mint a mezofil tartományban. A látszólagos ellentmondást a magasabb hőmérsékleten végbemenő bio-degradációval és ehhez a hőmérséklethez speciálisan szelektálódott metán-termelő baktériumokjelenlétével lehet magyarázni. 1. táblázat: A mezofil és a termofil anaerob rendszer üzemi paramétereinek összehasonlítása Mezofil (kondicionálatlan helvzethez viszonvftva) Termofil (mezofil rendszerhez viszonvftva) - Csökken az elhelyezendő iszap mennyisége - Javul az iszap vlzleadó képessége - A rothasztó berendezés a telep pufferoló egysége - Stabilizálódik a szerves anyag, miközben biogáz és trágya képződik - Csökken az iszap fertőző képessége. - A nagyobb reakció sebesség miatt kisebb reaktor térfogat szükséges - Az iszap vfztelenfthetösége tovább javul - A patogén baktériumok pusztulása nagy fokú („A" osztályú végtermék) - Nagyobb gázhozam és a biogáz metán tartalma nő Természetesen a két rothasztási rendszer összehasonlítása alapján hátrányok is jelentkeznek, melyeket a 3. táblázatban foglaltuk össze. Az előnyök és a hátrányok összevetése alapján megállapíthatjuk, hogy a termofil anaerob rothasztás alkalmazása a mezofil eljáráshoz képest több előnynyel jár, mint hátránnyal. 6. A termofil és mezofil anaerob rendszer kapcsolata A termofil és mezofil anaerob rendszerek fontosabb kapcsolati lehetőségeit a 3. ábrán mutatjuk be. Leggyakrabban első rothasztási lépcsőként a termofil rendszert alkalmazzák, majd ezt követi egy mezofil rothasztó. Általában a termofil rothasztásnál az iszapkor 3-5 nap, majd ezt követő mezofil lépcsőben 10 nap körüli iszapkort alkalmaznak. Az ily módon kialakított anaerob rendszer a szerves-anyagok nagyfokú lebontását teszi lehetővé. Savas fázis l k= l - 2 ű 3. ábra A tenaofU is mező Hl aaaerob readszerek foatosabb kapcsolati lehctóségei (T- tcmofil, M - mezofil) 7. Biogáz termelésre alkalmas hulladékfajták jellemzése Anaerob úton a legtöbb élelmiszeripari (zsfr, olaj, éttermi moslék, baromfi, vágóhíd, tej, söripar, szörp, keményítő, fehérje alapú takarmány stb.), cellulóz alapú (fii, papíripar) és gyógyszergyári eredetű (fermentációs jellegű) hulladék lebontható. A 4. táblázatban néhány hulladék-fajta anaerob lebontása során várható biogáz hozamokat tüntettük fel. A legnagyobb gázhozam a zsirszerü hulladékok degradációja során várható.
