Hidrológiai tájékoztató, 2008
DIPLOMAMUNKA PÁLYÁZATOK - Hegedűs József: A szennyvíztisztítási iszapból történő biogáz előállítás hatékonyságának javítása
gően, hogy pszichrofil 5-15 °C, mezofíl 35-38 °C, és a termofil 50-55 °C között tevékenyek. A termofil körülmény többlet energiaráfordítást igényel, de a kihozatal megfelelő technológiákkal gyorsabb és eredményesebb. A lebontást különböző baktériumok végzik úgy, hogy egymás anyagcsere végtermékeit használják fel táplálékul. Hidrolízis Első lépésben a hidrolizáló baktériumok a hosszú láncú molekulákat és a fehérjéket lebontják kisebb egységekre enzimeikkel. Ezután a kisebb egységeket, a cukrokat, aminosavakat és a zsírsavakat már tápanyagként hasznosítják és a felszabaduló kötési energiát használják fel élettevékenységük működéséhez. Acetogenezis Az acetogén baktériumok, melyek a hidrolizálók által termelt szerves savakat, aminosavakat hangyasawá, tejsavvá, vajsawá propionsawá, ecetsavvá és hidrogénné alakítják. Metanogenezis A harmadik és számunkra a legfontosabb folyamat a metanogenezis. Ekkor képződik a metán és a kötött oxigénből a szén-dioxid, anaerob körülmények között. A kutatás Munkámban kísérleteket folytattam annak érdekében, hogy egyszerű, könnyen beszerezhető anyagokkal, eljárásokkal gyorsítsak a gáztermelési folyamaton, és a növeljem a lebontás hatásfokát, ami magasabb kihozatali eredményez. Kutatásom során a kommunális szennyvíziszapot mechanikai kezelésnek vetettem alá (dezintegrálás) adalékanyag nélkül és adalékanyagokkal. A nyert termékeket ezután mezofil, illetve termofil tartományban rothasztottam anaerob körülmények között. A kísérleti idő alatt különböző problémák adódtak (különösen a mezofil kísérletnél), ettől függetlenül a kísérletek eredményesnek mondhatóak, és kijelenthető, hogy a mechanikai iszapkezelés (adalékanyaggal, vagy a nélkül) kedvező hatással lehet a biogáz termelődésre. A kutatás folyamán kiderült, hogy a dezintegrátorban történő aprózódáskor keletkező töret morfológiája adalékanyag függő. Aminek következtében kiválasztható az adalékanyag, mellyel kezelve az iszap stabilizálódik (a lebontó mikroorganizmusok száma jelentősen csökken, a biológiai átalakulás, lebomlás erősen hátráltatottá válik). Ugyanakkor megválasztható a biogáz képződést kedvezően befolyásoló adalékanyag típus is. A kísérletek menete A kísérletekben a miskolci szennyvíztisztító és a délpesti szennyvíztisztító iszapjából dolgoztunk. Az iszapot „dezintegrátorban" áramoltattuk, mely kialakításának köszönhetően állandó nyíró igénybevételeknek tette ki azt. Amikor a készülékbe az adalékanyagokat is betettük, cirkuláció közben az anyagok részecskéi a nyíráson kívül állandó ütközéseknek is ki voltak téve, ami még jobb feltárást biztosított, és a két anyag jobb elkeveredését is szolgálta. Aprítás után a kezelt iszapokat reaktorokba adagoltuk. A keletkező gáz kiszorításos elven a gázgyűjtő edényből a mérőhengerbe nyomja a közvetítő folyadékot. Leolvasást a két edény folyadékszintjét kiegyenlítve végeztem a hidrosztatikus nyomás kiküszöbölése miatt. Tapasztalatok A perlit és a zeolit aprítódásuk során éles, apró szemcsékre törtek, hasítódtak, ami a mikroorganizmusok teljes felaprítódását eredményezte, és ezek a minták szinte teljesen stabilizálódtak. Kiemelendő azonban a lignit és a barnakőszén hatása, melyek elég nagy fajlagos felületet nyújtottak a baktériumoknak, és kevésbé abrazív hatásúak, így a folyamat gyorsan beindul és nagy gázhozamot ad. Ezen minták eredményei biztatóak, a gázkihozataluk gyorsabb, magasabb, mint a referenciaként használt, nyers (kezeletlen) reaktoroké (1-2. ábra). o> 5000 g '8 4000 äfr 3000 I £ i 2000 A AAAAAAAAAAAA AAA • Lignit 5% (termofil) A Nyers(termofil) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 idő(nap) o> 5000 •ro dj n 4000 3 C >. c c 3000 fc E 01 £ fc 2000 3 JÉ N •re 1000 o> 0 • Barnaszén 10% (termofil) A Nyers(termofil) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 idő(nap) 2. ábra. 17 1. ábra.
