- Proces je podijeljen u četiri biološke faze: hidrolizu, acidogenezu, acetogenezu i metanogenezu.
- Dobijaju se dva glavna proizvoda: biogas (obnovljiva energija) i digestat (organsko gnojivo).
- Legalnost digestata zavisi od toga da li ispunjava kriterije EU da bi bio proizvod ili je klasifikovan kao otpad.
- Doprinosi smanjenju emisije stakleničkih plinova hvatanjem metana iz organskog otpada.
Vjerovatno ste čuli za "močvarni plin" ili ste se pitali šta se dešava sa ostacima hrane i stajskim gnojem koji se nakupljaju na selu. Pa, sve je to dio fascinantnog prirodnog fenomena koji se naziva anaerobna digestija, biološkog procesa koji, iako izgleda kao magija, predstavlja čistu hemiju i mikrobiologiju koja radi punom brzinom kako bi transformisala organsku materiju u čistu energiju i vrhunsko gnojivo.
Iako trenutno upravljamo tim procesom u industrijskim postrojenjima putem biometanizacije radi ekonomske koristi, ovaj proces se odvija spontano na naftnim poljima ili u stajaćim vodama. U suštini, on uključuje omogućavanje mnoštvu mikroorganizama da se hrane biomasom u okruženju u kojem je kisik oskudan , što rezultira obnovljivim gorivom i visoko hranjivim ostatkom za tlo.
Četiri faze biološkog procesa
Da bi se organska materija pretvorila u gas, mora proći kroz neku vrstu biološke "proizvodne trake" sastavljene od četiri kritične faze:
- Hidroliza: Ovo je prvi korak u kojem se najsloženije makromolekule (kao što su proteini, lipidi i polisaharidi) razgrađuju na jednostavnije dijelove poput šećera ili alkohola. Ovdje djeluju egzoenzimi fermentativnih bakterija, koji, budući da su fakultativni, Nisu izbirljivi po pitanju kisika..
- Acidogeneza: U ovoj fazi, acidogene bakterije uzimaju te jednostavne molekule i pretvaraju ih u kratkolančane isparljive masne kiseline, vodik i ugljikov dioksid.
- Acetogeneza: Ovdje se proces nastavlja usavršavati, transformirajući prethodne proizvode uglavnom u sirćetna kiselina, CO2 i vodonik.
- Metanogeneza: Glavni pečat. Metanogene bakterije, koje su striktni anaerobi i vrlo osjetljive na promjene temperature, transformiraju sve navedeno u metan i ugljen-dioksid.
Rad i praktična primjena
Kada želimo kontrolirati ovaj proces u biodigesteru, prvo se odvija aerobna faza, gdje mikroorganizmi troše dostupni kisik. Kada medij postane hermetički zatvoren i bez zraka, na scenu stupaju anaerobne bakterije. Ovaj sistem je nevjerovatno efikasan, jer koristi 90% energije dostupne u smjesi, a samo 10% troši na rast bakterija.
Ova metoda je idealno rješenje za upravljanje otpadom iz stočarske industrije (gnojnica i stajsko gnojivo), gradskim otpadom i viškom iz poljoprivredno-prehrambene industrije. Ovim procesom dobijamo dva vodeća proizvoda:
- Bioplin: Smjesa koja se obično sastoji od 70% metana i 30% ugljičnog dioksida, s tragovima vodikovog sulfida. Može se koristiti u kotlovima ili elektromotorima. Ako se podvrgne procesu nadogradnje, dobijamo... biometan, koji je praktično identičan prirodnom plinu fosilna, ali obnovljiva.
- Sažetak: To je rezultirajući tekući ili pastasti ostatak. Budući da je bogat dušikom, fosforom i kalijem, funkcionira kao brzo apsorbirajuće organsko gnojivo što pomaže u oporavku tla oštećenog intenzivnom obradom.
Pravni okvir i klasifikacija digestata
Nije sve biologija; tu je i papirologija. U Španiji, anaerobna digestija je postupak tretmana kodiran kao R0302 prema Zakonu 7/2022. Ovisno o tome šta se digestira, kao što su životinjski nusproizvodi koji nisu pogodni za ljudsku prehranu (ABP), potrebna su posebna administrativna odobrenja za legalan rad.
Ključno pitanje je da li se digestat smatra proizvodom ili otpadom. Da bi se smatrao proizvodom EU za gnojivo , mora biti u skladu s Uredbom (EU) 2019/1009 (posebno kategorija CMC5). Ako ne ispunjava ove standarde, klasificira se kao otpad prema relevantnom EWC kodu i njime mora pravilno upravljati ovlašteni operater za upravljanje otpadom .
Bitno je ne miješati digestat s biostabiliziranim materijalom . Potonji dolazi iz postrojenja za mehaničko-biološki tretman miješanog otpada i, za razliku od digestata, ne može se smatrati gnojivom ili proizvodom, već ostaje strogo klasificiran kao otpad prema EWC kodu 19 06 99.
Ekološke i ekonomske prednosti
Primjena ovih postrojenja ne samo da pomaže u usklađivanju s propisima, već ima i ogroman pozitivan utjecaj. Hvatanjem metana koji bi inače ispuštan u atmosferu, drastično smanjujemo emisije stakleničkih plinova . Nadalje, dušik u digestatu je mnogo lakše dostupan biljkama nego onaj u kemijskim gnojivima, što ubrzava rast usjeva i sprječava eroziju plodnog tla.
Biometanizacija predstavlja zlatnu priliku za zatvaranje ciklusa ugljika, pretvarajući problem (otpad) u energetsko i poljoprivredno rješenje koje omogućava kompanijama da uštede operativne troškove i poboljšaju svoj ekološki otisak na održiv način.
Ovaj sveobuhvatni biološki sistem omogućava organskoj materiji da prođe kroz faze hidrolize, acidogeneze, acetogeneze i metanogeneze kako bi se generirao biogas i digestat. Dok prvi služi kao svestrano gorivo ili biometan za ubrizgavanje, drugi djeluje kao snažno organsko gnojivo, pod uslovom da se ispune zakonski i ekološki propisi kako bi se spriječilo da se tretira jednostavno kao otpad.