Ekologické zpracování bioodpadů na minerální hnojivo a biopalivo technologií EKOBIOPROGRES?

Úvod

V současné době lze snadno rozlišit dva hlavní druhy bioodpadů. A to jednak bioodpady jež jsou běžnou součástí komunálního odpadu, a jednak odpady z rostlinné a živočišné výroby.

Bioodpady jako součást tuhých komunálních odpadů jsou dosud převážně likvidovány buď ukládáním na skládce nebo spalováním. Uložením netříděného komunálního odpadu na skládce dochází však nejen k likvidaci organických látek a dalších živin důležitých pro rostlinou výrobu, ale také k zamořováním životního prostředí. K zamořování životního prostředí dochází zejména vlivem úniku produktů nekontrolovatelných biochemických reakcí (skleníkové plyny, zápach, znečištění vod organickými látkami), které v takovém to odpadu začnou po jeho uložení probíhat. Ukládání bioodpadů na skládkách se proto jeví jako značně nehospodárný způsob likvidace těchto odpadů, a to zejména pro jejich vysoké množství organických látek, které by se daly mnohem lépe využít.

Naopak odpady z živočišné výroby (např. kejda od prasat a skotu, drůbeží trus) a rostlinné výroby (slámy obilovin a technických plodin, energetické plodiny) jsou často využívány následujícím způsobem: buď jsou aplikovány přímo na pozemky, nebo jsou zpracovávány s dalšími bioodpady na komposty. Při přímé aplikaci těchto bioodpadů na pozemky však dochází jednak k zamořování ovzduší nepříjemným zápachem a jednak při této aplikaci dochází k vyplavování živin, které se v uvedených odpadech nacházejí většinou v rozpustné formě.

Technologie BIOPROGRES*

Základní princip výroby organominerálních hnojiv (OMH) a biopaliva z bioodpadů technologií EKOBIOPROGRES spočívá ve vytvoření optimálních podmínek pro aerobní fermentaci směsi tekutých bioodpadů živočišného původu s nasávacím materiálem (tuhými bioodpady rostlinného původu – kromě výše uvedené slámy také např. dřevní odpady – štěpky, piliny, ale i separovaný komunální bioodpad), pomocí níž dochází k dezodorizaci bioodpadů současně se zvýšeným odparem vody, v důsledku čehož může být fermentovaná směs dosoušena na různých typech sušáren bez zamořování ovzduší.

Zpracování bioodpadů touto technologií se sestává z následujících úseků:

• příprava vstupních materiálů (bioodpadů),
• vlastní fermentace,
• zpracování fermentovaných bioodpadů – dosoušení, lisování, granulování.

Příprava vstupních materiálů (bioodpadů)

Základními surovinami jsou bioodpady z živočišné výroby (kejda prasat, drůbeží trus nebo podestýlka), z rostlinné výroby (sláma obilovin, kukuřice, technických plodin – např. řepky apod.), z potravinářského a chemického průmyslu (odpady z ovoce a zeleniny, výlisky ovoce, odpady mikrobiálních výrob – antibiotika, kyselina citronová atd.), separovaný komunální bioodpad, odvodněné čistírenské kaly a další odpady ze zemědělské a lesní výroby.

Tuhé bioodpady jsou řezány řezačkou slámy nebo drceny (dřevní hmota) ve vhodných drtičích na jednotnou velikost.. takto upravené jsou pak směšovány v kontinuální šnekové míchačce s tekutými bioodpady s obsahem sušiny do 10 % (např. prasečí kejda). Odvodněné čistírenské kaly o sušině 20 – 30 %, drůbeží trus nebo výlisky ovoce a zeleniny jsou směšovány s řezanými nebo drcenými bioodpady ve speciálním homogenizátoru.

Vlastní fermentace

Základní výrobní jednotkou pro zpracování bioodpadů na kompost, organominerální hnojivo i biopalivo je fermentační žlab.

Získaná směs bioodpadů o vhodné vlhkosti a vhodném úživném poměru C : N, který je nezbytný pro rozvoj aerobních mikroorganismů, je naskladňována do fermentačního žlabu (ideální půdorysné rozměry jsou 4 x 15 – 30 m a výška 2 m). Po naskladnění fermentačního žlabu dochází k postupnému samovolnému zvyšování teploty fermentovaného materiálu, tj. bez přidávání různých očkovacích preparátů. Materiál ve fermentačním žlabu je denně automaticky překopáván pomocí spodní vybírací frézy, která je umístěna u dna fermentačního žlabu a jejíž posuv je ovládám automaticky pomocí elektronických čidel.

Po tři až sedmi denní fermentaci ve fermentačním žlabu je materiál automaticky vyskladňován z fermentačního žlabu pomocí výše uvedené vybírací frézy. Délka vlastní fermentace závisí nejen na zpracovávaném druhu bioodpadu, ale zejména na jeho budoucím využití (kompost – organominerální hnojivo – biopalivo). Proces naskladňování, překopávání a vyskladňování probíhá automaticky. Během fermentace ve fermentačním žlabu není zapotřebí přidávat žádné mikrobiální ani jiné preparáty za účelem urychlení procesu humifikace (kompostování) či k odstranění zápachu. V průběhu fermentace s denním automatickým překopáváním jsou totiž vytvářeny optimální aerobní podmínky, které

• urychlují vlastní proces fermentace (kompostování),
• zvyšují odpar vody,
• způsobují asimilaci pachových látek aerobními mikroorganizmy, v důsledku čehož nedochází k zamořování ovzduší nepříjemným zápachem, a to ani během fermentace ani při dalším zpracování fermentovaného materiálu, např. při dosoušení a granulování.

Zpracování fermentovaných materiálů

Při výrobě rychlokompostů je fermentovaný materiál vyskladňován z fermentačního žlabu na zpevněnou plochu, kde během 3 až 4 týdnů dochází k dozrávání kompostu, které již probíhá bez překopávání.

Vyrobený rychlokompost může být dále zpracováván po dosoušení na 80 – 85 % sušiny a následném granulování na granule organominerálního hnojiva o průměru 3 – 14 mm.

V případě výroby depozitního organominerálního hnojiva je fermentovaná směs homogenizována s močovinou, a to na celkový obsah N až na 12%. Získané granule o průměru 8 – 12 mm mohou být použity k plošnému hnojení i k přípravě speciálních substrátů pro zahradnickou výrobu. Granule o průměru cca 3 mm mohou být dále použity pro současnou aplikaci hnojiv během setí osiv plodin.

Při dosoušení, které částečně probíhá již v průběhu vlastní aerobní fermentace, při překopávání a vyskladňování materiálu z fermentačního žlabu, je materiál dosoušen ve větrných tunelech, které jsou součástí fermentačního žlabu, čímž je současně využíváno odpadní biologické teplo při současné úspoře investičních i provozních nákladů.

Obdobným způsobem může být fermentovaný materiál zpracován na biopalivo. Během krátkodobé aerobní fermentace, někdy označované jako dezodorizace, (2-3 denní) je fermentovaná směs dosoušena ve větrných tunelech na sušinu min. 70 % (sypké biopalivo) nebo na sušinu 80 – 85 % (granulované biopalivo – granule až o průměru 20 mm), načež získané biopalivo může být použito k přímému spalování ve vhodných zařízeních. Tento postup se nejčastěji využívá při zpracování odvodněných čistírenských kalů, které pro svůj vysoký obsah nebezpečných látek (zejména těžkých kovů) nejsou vhodné v podobě kompostu pro využití v zemědělství.

Vliv aerobní výroby zpracování bioodpadů na životní prostředí

Při zpracování bioodpadů aerobní fermentací ve fermentačním žlabu dochází nejen k druhotnému využití biologicky rozložitelných odpadů, čímž se snižuje celkový objem odpadů, který je v konečném důsledku ukládán na skládky či spalován. Dalším pozitivním rysem je i skutečnost, že s použitou technologií zpracování nedochází k zamořování životního prostředí.

Během aerobního zpracování bioodpadů ve fermentačních žlabech s denním automatickým překopáváním neunikají do ovzduší žádné páchnoucí imise. Do ovzduší odcházejí pouze konečné produkty aerobních procesů, tj. CO₂ a vodní pára. Během aerobní fermentace dochází k rychlé asimilaci pachových látek a rozpustných dusíkatých látek při současné vazbě N-látek a dalších živin na vznikající huminové látky. V důsledku těchto procesů nedochází již v konečném produktu – kompostu k vyplavování živin, tak jak je tomu při přímé aplikaci vstupních surovin na pozemky.

Při zpracování bioodpadů ve fermentačních žlabech nevznikají žádné průsakové vody, neboť všechna odpadní voda se v průběhu fermentace odpaří. Během výroby rychlokompostu též dochází ke snížení obsahu fekálně koliformních bakterií a fekálních streptokoků pod detekovanou hygienickou hranici.

* Dodavatel: kompletních technologických zařízení, vč. projektové dokumentace a uvádění zařízení do provozu: Biorecycling Brno, s.r.o: sdružení pro výzkum, vývoj a dodávky technologií a technologických zařízení pro ekologické zpracování bioodpadů. Uvedená technologie a technologické zařízení jsou chráněny autorskými právy, užitným vzorem ČR č. 1377, nizozemským patentem č. 1001988 a českým patentem PV 3074-98.

Příspěvek pro seminář "BIOODPAD 2002 - biologické metody využívání zemědělských odpadů"

Tweet

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

Biometan se vyplatí a má budoucnost