Exkurze po bioplynových stanicích - 4 - Kirchstockach

1. Základní charakteristika a účel zařízení

Bioplynová stanice na zpracování odděleně sbíraného komunálního bioodpadu (Biotone) v obci Kirchstockach u Mnichova byla uvedena do provozu v roce 1997. Jde o tzv. mokrý dvoustupňový systém anaerobní digesce. Dodavatelem technologie byla firma BTA (Biotechnische Abfallverwertung GmbH & Co KG, Mnichov). Systém je zcela zmechanizovaný a částečně zautomatizovaný. Ruční dotřiďování je nahrazeno soustavou separátorů. Zařízení zabezpečuje úplnou hygienizaci bioodpadu a eliminaci veškerého zápachu. V současné době je součástí zařízení zastřešená, plně mechanizovaná kompostárna.

Zařízení zpracovává biologické odpady z okresu Mnichov od 280 tis. obyvatel. Svozová oblast představuje 668 km². Roční produkce bioodpadu se předpokládala 23 tis. tun, ale v současnosti je již 25 tis. tun a navíc se zpracovává 5 tis. tun bioodpadů ze skladů ovoce a zeleniny. Náklady na zpracování bioodpadů od obyvatelstva hradí okresní správa, provoz zařízení však zajišťuje soukromá firma. Úhrada za zpracování 1t bioodpadu představuje 110 euro. Bioplynová stanice zaměstnává 5 pracovníků a jednoho vedoucího pracovníka.

2. Hmotnostní a energetická bilance

V přepočtu na původně uvažovaný vstup 20 tis. tun bioodpadu ročně jsou následující materiálové výstupy:

organický zbytek po hydrolýze (odvodněný digestát)	6.370 tun
bioplyn (s obsahem cca 65% metanu)	2.000 tun (což je cca 2 mil.m3)
odpadní voda	10.000 tun (do systému vstupuje ještě 2.000 tun čisté vody ročně na mytí a proplachování zařízení)
příměsi	1.600 tun
kovy odloučené magnetickým separátorem	30 tun

Z 1 tuny bioodpadu se získává 100 Nm³ bioplynu o energetickém obsahu 6 kWh/Nm³ - tj. 600kWh tepla.

Při využití tepla na kogenerační jednotce je z jedné tuny bioodpadu získáno 198 kWh elektřiny, tj. cca 33% z tepelného obsahu. Teplo získané při kogeneraci představuje 348 kWh a zbytek jsou energetické ztráty (54 kWh).

Elektrická energie získaná při digesci 1 tuny bioodpadu je využita následovně:

• cca 68 kWh je spotřebována při provozu bioplynové stanice,
• 130 kWh je dodáváno do sítě.

V minulosti bylo získané teplo využito k hygienizaci a pro vytápění fermentorů, v zimním období byla část využita k vytápění budov. Po odstavení hygienizační linky, kterou nahradí aerobní kompostování, bude technologická potřeba tepla cca 48 kWh/tunu bioodpadu a cca 300 kWh/tunu bude využíváno k sušení písku v sousedícím provozu na výrobu stavebních dílců.

3. Technologie zpracování bioodpadu

Schéma technologie je zobrazeno na obr. 1.

Bioodpad zvážený společně se sběrným vozidlem na mostní váze je v cca. 1m vysoké vrstvě rozprostřen v příjmové hale. Z této vrstvy je bioodpad překládán do zásobníků dvou šnekových drtičů a při této operaci obsluha zároveň provádí vizuální kontrolu bioodpadu. Ve šnekových drtičích se provádí hrubé mletí (max. zrnitost 30 cm), aby se příměsi daly snadno odloučit a nedošlo k poškození baterií a monočlánků. Z těchto drtičů jde hrubě nadrcený odpad do magnetického odlučovače kovů a pak do diskontinuálně pracujícího rozvlákňovače, který k bioodpadu přidá procesní vody v poměru 2/3 bioodpad/voda, a pak jej rozvlákní/nadrtí. Výstupní hmota má sušinu 6-7%, ze které je v následujícím hydrocyklonu odstraňován písek a další drobné těžké nečistoty, což činí někdy až 6% hmotnosti bioodpadu. Z náplně rozvlákňovače jsou spodním odlučovačem odtřiďovány kameny, baterie, sklo a kosti. Z plovoucí vrstvy je odlučován textil, plasty a dřevo. Tato tzv. česlová frakce jde na další zpracování na kompostárně.

Suspenze z hydrocyklonu je čerpána do zásobníku suspenze. Zásobník je suspenzí zcela naplněn během 5 dnů (s jednosměnným provozem) a během soboty a neděle je jeho obsah zpracován. V tomto zásobníku se do vody uvolňují hydrolýzní produkty a je jímán první bioplyn. Suspenze vystupující ze zásobníku jde do hygienizační linky (70°C po dobu 1 hodiny) nebo jen na ohřev pro zajištění optimální teploty ve fermentorech. Ohřátá suspenze je na centrifugách rozdělena na kal a roztok hydrolýzních produktů.

Kal je veden do soustavy dvou sériově zapojených hydrolýzních fermentorů, kde probíhá hydrolýza, ale i acidogeneze, acetogeneze a metanogeneze. Z obou fermentorů je jímán bioplyn. Zdržení substrátu v soustavě hydrolýzních fermentorů je 4-8 dní. Výstup z hydrolýzních reaktorů je v odstředivce rozdělen na odvodněný kal, který jde na kompostárnu a na roztok obsahující hydrolýzní produkty. Produkty hydrolýzy ze všech třech odstředivek se zpracovávají v metanovém reaktoru s pevným ložem, na kterém jsou uchyceny metanogenní bakterie. Maximální zdržení tekutiny jsou dva dny.

Výstup bioplynu je spojen s výstupy ze zásobníku suspenze a z obou hydrolýzních fermentorů a bioplyn je kontinuálně kogeneračně zpracováván. Do odpadní vody vystupující z metanového fermentoru je přidáván flokulant. Odpadní voda sedimentuje při odlučování kalu, který je veden do výstupní odstředivky. Větší část čisté vody je dále čištěna na nitri / denitrifikační koloně a vedena na mechanicko-biologickou čistírnu se zemědělským využitím kalu.

4. Kompostárna

Na zastřešené kompostárně je možno ročně zpracovat 40-50 tis. tun biologických odpadů. Výška zakládek je 3,5-4 m, (šířka zakládky až 15 m), doba zrání 6 měsíců, (3-4 překopávky) pak následuje rafinace na rotačním sítu a na separátorech plastů, kovů a kamenů. Teplota 55-60°C je minimálně po dobu 21 dní.

Kromě odvodněného kalu po hydrolýze a tzv. česlové frakce jsou na kompostárně zpracovávány odpady ze zeleně.

Zrafinovaný stabilizovaný kompost je dodáván zamědělcům, zahradníkům a zahrádkářům. Kompost rovněž slouží jako složka do na kompostárně připravovaných pěstebních substrátů s podílem různých zemin a rašeliny.

Používaný drtič a mobilní síto jsou od firmy Doppstadt, k překopávání je používán samostatný boční překopávač Willibald.

Další informace:

• http://www.bta-technologie.de/files/kirchstock-verf.htm

Tweet

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu