- Prosessi jaetaan neljään biologiseen vaiheeseen: hydrolyysi, asidogeneesi, asetogeneesi ja metanogeneesi.
- Saadaan kaksi päätuotetta: biokaasu (uusiutuva energia) ja mädäte (orgaaninen lannoite).
- Mädätteen laillisuus riippuu siitä, täyttääkö se EU:n kriteerit tuotteelle vai luokitellaanko se jätteeksi.
- Se edistää kasvihuonekaasupäästöjen vähentämistä ottamalla metaania orgaanisesta jätteestä.
Olet luultavasti kuullut "suokaasusta" tai miettinyt, mitä maaseudulle kertyville ruokajätteille ja lannalle tapahtuu. No, kaikki tämä on osa kiehtovaa luonnonilmiötä nimeltä anaerobinen mädätys, biologinen prosessi, joka, vaikka se vaikuttaakin taianomaiselta, on puhdasta kemiaa ja mikrobiologiaa, jotka työskentelevät täydellä teholla muuttaakseen orgaanisen aineksen puhtaaksi energiaksi ja huippulaatuiseksi lannoitteeksi.
Vaikka tällä hetkellä käytämme sitä teollisuuslaitoksissa biometanoinnin avulla taloudellisen hyödyn tavoittelemiseksi, tämä prosessi tapahtuu spontaanisti öljykentillä tai seisovissa vesissä. Pohjimmiltaan se tarkoittaa, että valtava määrä mikro-organismeja pääsee nauttimaan biomassasta niukasti hapesta koostuvassa ympäristössä , mikä tuottaa uusiutuvaa polttoainetta ja erittäin ravitsevaa jätettä maaperälle.
Biologisen prosessin neljä vaihetta
Jotta orgaaninen aines muuttuisi kaasuksi, sen on käytävä läpi eräänlainen biologinen "kokoonpanolinja", joka koostuu neljästä kriittisestä vaiheesta:
- Hydrolyysi: Tämä on ensimmäinen vaihe, jossa monimutkaisimmat makromolekyylit (kuten proteiinit, lipidit ja polysakkaridit) hajoavat yksinkertaisemmiksi osiksi, kuten sokereiksi tai alkoholeiksi. Tässä toimivat fermentoivien bakteerien eksoentsyymit, jotka fakultatiivisina Ne eivät ole nirsoja hapen suhteen..
- Asidogeneesi: Tässä vaiheessa happoa tuottavat bakteerit ottavat nämä yksinkertaiset molekyylit ja muuntavat ne lyhytketjuisiksi haihtuviksi rasvahapoiksi, vedyksi ja hiilidioksidiksi.
- Asetogeneesi: Täällä prosessia jalostetaan edelleen, ja aiemmat tuotteet muutetaan pääasiassa etikkahappo, CO2 ja vety.
- Metanogeneesi: Päätiiviste. Metanogeeniset bakteerit, jotka ovat tiukkoja anaerobeja ja erittäin herkkiä lämpötilan muutoksille, muuttavat kaikki edellä mainitut metaani ja hiilidioksidi.
Käyttö ja käytännön sovellukset
Kun haluamme hallita tätä prosessia biokaasuttimessa, ensin tapahtuu aerobinen vaihe, jossa mikro-organismit kuluttavat käytettävissä olevan hapen. Kun väliaineesta tulee ilmatiivis ja ilmaton, anaerobiset bakteerit astuvat mukaan kuvioihin. Tämä järjestelmä on uskomattoman tehokas, sillä se hyödyntää 90 % seoksen käytettävissä olevasta energiasta ja käyttää vain 10 % bakteerien kasvuun.
Tämä menetelmä on ihanteellinen ratkaisu karjatalouden jätteiden (liete ja lanta), yhdyskuntajätteen ja elintarviketeollisuuden ylijäämien käsittelyyn. Tästä prosessista saamme kaksi lippulaivatuotetta:
- Biokaasu: Seos, joka koostuu tyypillisesti 70 % metaanista ja 30 % hiilidioksidista, ja jossa on jäämiä rikkivedystä. Sitä voidaan käyttää kattiloissa tai sähkömoottoreissa. Jos se läpikäy jalostusprosessin, saamme... biometaani, joka on käytännössä identtinen maakaasun kanssa fossiilinen mutta uusiutuva.
- Tiivistelmä: Se on syntyvä nestemäinen tai tahmainen jäännös. Koska se on runsas typpi-, fosfori- ja kaliumpitoinen, se toimii nopeasti imeytyvä orgaaninen lannoite joka auttaa elvyttämään tehoviljelyn vaurioittamia maaperiä.
Mädätteen oikeudellinen kehys ja luokittelu
Kyse ei ole pelkästään biologiasta, vaan siihen liittyy myös paperityötä. Espanjassa anaerobinen mädätys on lain 7/2022 mukainen käsittelyoperaatio, joka on koodattu R0302:ksi. Mädätettävien tuotteiden, kuten ihmisravinnoksi kelpaamattomien eläinten sivutuotteiden, lailliseen toimintaan vaaditaan erityisiä hallinnollisia lupia .
Keskeistä on, pidetäänkö mädätteenä tuotetta vai jätettä. Jotta sitä voidaan pitää EU:n lannoitetuotteena , sen on oltava asetuksen (EU) 2019/1009 (erityisesti luokan CMC5) mukainen. Jos se ei täytä näitä standardeja, se luokitellaan jätteeksi asiaankuuluvan EWC-koodin mukaisesti, ja valtuutetun jätehuoltoyrityksen on käsiteltävä sitä asianmukaisesti .
On tärkeää olla sekoittamatta mädättettä biostabiloituun materiaaliin . Jälkimmäinen on peräisin sekajätteen mekaanis-biologisista käsittelylaitoksista, eikä sitä, toisin kuin mädätettyä, voida pitää lannoitteena tai tuotteena, vaan se luokitellaan tiukasti jätteeksi EWC-koodin 19 06 99 mukaisesti.
Ympäristölliset ja taloudelliset hyödyt
Näiden laitosten käyttöönotto ei ainoastaan auta noudattamaan määräyksiä, vaan sillä on myös valtava myönteinen vaikutus. Talteen ottamalla metaania, joka normaalisti pääsisi ilmakehään, vähennämme merkittävästi kasvihuonekaasuja . Lisäksi mädätteen typpi on paljon helpommin kasvien käytettävissä kuin kemiallisten lannoitteiden typpi, mikä nopeuttaa kasvien kasvua ja estää hedelmällisen maaperän eroosiota.
Biometanointi on loistava tilaisuus sulkea hiilen kiertokulku ja muuttaa ongelma (jätteet) energia- ja maatalousratkaisuksi, jonka avulla yritykset voivat säästää käyttökustannuksissa ja parantaa ekologista jalanjälkeään kestävällä tavalla.
Tämä kattava biologinen järjestelmä mahdollistaa orgaanisen aineksen hydrolyysin, asidogeneesin, asetogeneesin ja metanogeneesin vaiheiden läpikäymisen biokaasun ja mädätteen tuottamiseksi. Ensimmäinen toimii monipuolisena polttoaineena tai injektoitavana biometaanina, kun taas jälkimmäinen toimii tehokkaana orgaanisena lannoitteena, edellyttäen, että laki- ja ympäristömääräykset täyttyvät, jotta sitä ei käsitellä pelkästään jätteenä.