- A folyamat négy biológiai szakaszra oszlik: hidrolízis, acidogenezis, acetogenezis és metanogenezis.
- Két fő termék keletkezik: biogáz (megújuló energia) és fermentlé (szerves műtrágya).
- A fermentlé jogszerűsége attól függ, hogy megfelel-e az EU termékké minősítési kritériumainak, vagy hulladéknak minősül-e.
- Hozzájárul az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentéséhez azáltal, hogy metánt von ki a szerves hulladékból.
Valószínűleg hallottál már a „mocsárgázról”, vagy elgondolkodtál azon, mi történik a vidéken felhalmozódó ételmaradékokkal és trágyával. Nos, mindez egy lenyűgöző természeti jelenség, az anaerob lebontás része, egy biológiai folyamat, amely bár varázslatnak tűnik, tiszta kémia és mikrobiológia, teljes sebességgel dolgozva azon, hogy a szerves anyagokat tiszta energiává és kiváló minőségű műtrágyává alakítsa.
Bár jelenleg ipari üzemekben biometanizációval kezeljük gazdasági haszonszerzés céljából, ez a folyamat spontán módon megy végbe olajmezőkön vagy állóvizekben. Lényegében arról szól, hogy mikroorganizmusok hada él a biomasszával egy oxigénhiányos környezetben , ami megújuló üzemanyagot és rendkívül tápláló maradékot eredményez a talaj számára.
A biológiai folyamat négy szakasza
Ahhoz, hogy a szerves anyag gázzá alakuljon, egyfajta biológiai „összeszerelő futószalagon” kell átmennie, amely négy kritikus fázisból áll:
- Hidrolízis: Ez az első lépés, ahol a legösszetettebb makromolekulák (például fehérjék, lipidek és poliszacharidok) egyszerűbb darabokra, például cukrokra vagy alkoholokra bomlanak le. Itt a fermentáló baktériumok exoenzimei működnek, amelyek – lévén fakultatívak – Nem válogatósak az oxigénnel kapcsolatban..
- Acidogenezis: Ebben a fázisban a savasodást elősegítő baktériumok ezeket az egyszerű molekulákat rövid szénláncú illékony zsírsavakká, hidrogénné és szén-dioxiddá alakítják.
- Acetogenezis: Itt a folyamat finomítása folytatódik, a korábbi termékeket főként a következővé alakítva: ecetsav, CO2 és hidrogén.
- Metanogenezis: A mesterpecsét. A metanogén baktériumok, amelyek szigorú anaerobok és nagyon érzékenyek a hőmérséklet-változásokra, mindezeket átalakítják metán és szén-dioxid.
Működés és gyakorlati alkalmazások
Amikor ezt a folyamatot egy bioemésztőben szabályozni akarjuk, először egy aerob fázis következik be, ahol a mikroorganizmusok elfogyasztják a rendelkezésre álló oxigént. Amint a közeg légmentessé és levegőmentessé válik, anaerob baktériumok lépnek működésbe. Ez a rendszer hihetetlenül hatékony, mivel a keverékben rendelkezésre álló energia 90%-át hasznosítja , és csak 10%-ot fordít a baktériumok növekedésére.
Ez a módszer ideális megoldás az állattenyésztési hulladék (trágya és hígtrágya), a városi hulladék és az élelmiszeripar feleslegének kezelésére. Ebből a folyamatból két kiemelt terméket kapunk:
- Biogáz: Egy jellemzően 70% metánból és 30% szén-dioxidból álló keverék, nyomokban hidrogén-szulfiddal. Kazánokban vagy villanymotorokban használható. Ha felújítási folyamaton megy keresztül, akkor... biometán, ami gyakorlatilag megegyezik a földgázzal fosszilis, de megújuló.
- Az összefoglaló: Ez a keletkező folyékony vagy pasztaszerű maradék. Mivel gazdag nitrogénben, foszforban és káliumban, egyfajta membránként működik. gyorsan felszívódó szerves trágya amely segít az intenzív művelés által károsított talajok helyreállításában.
A fermentlé jogi kerete és osztályozása
Nem csak biológia ez; papírmunka is van vele. Spanyolországban az anaerob lebontás egy R0302 kóddal ellátott kezelési művelet a 7/2022. törvény értelmében. Attól függően, hogy mit emésztenek le, például emberi fogyasztásra alkalmatlan állati melléktermékeket (ABP), a legális működéshez speciális közigazgatási engedélyekre van szükség.
Kulcsfontosságú kérdés, hogy a fermentlé terméknek vagy hulladéknak minősül-e. Ahhoz, hogy EU-s műtrágyaterméknek minősüljön , meg kell felelnie az (EU) 2019/1009 rendeletnek (konkrétan a CMC5 kategóriának). Ha nem felel meg ezeknek a szabványoknak, akkor a vonatkozó EWC-kód szerint hulladéknak minősül, és egy engedéllyel rendelkező hulladékkezelőnek kell megfelelően kezelnie.
Fontos, hogy a fermentlé nem keverendő össze a biostabilizált anyaggal . Ez utóbbi vegyes hulladék mechanikai-biológiai kezelőüzemeiből származik, és a fermentlettel ellentétben nem tekinthető műtrágyának vagy terméknek, továbbra is szigorúan hulladéknak minősül az EWC 19 06 99 kódja alatt.
Környezeti és gazdasági előnyök
Ezen üzemek telepítése nemcsak a szabályozások betartásában segít, hanem óriási pozitív hatással is bír. Azzal, hogy megkötjük a metánt, amely normális esetben a légkörbe jutna, drasztikusan csökkentjük az üvegházhatású gázok kibocsátását . Továbbá, a fermentlé nitrogénje sokkal könnyebben hasznosul a növények számára, mint a műtrágyákban, ami felgyorsítja a növények növekedését és megakadályozza a termékeny talajok erózióját.
A biometanizáció aranyat érő lehetőséget kínál a szénciklus lezárására, egy problémát (hulladékot) energetikai és mezőgazdasági megoldássá alakítva, amely lehetővé teszi a vállalatok számára, hogy működési költségeket takarítsanak meg és fenntartható módon javítsák ökológiai lábnyomukat.
Ez az átfogó biológiai rendszer lehetővé teszi, hogy a szerves anyagok hidrolízis, acidogenezis, acetogenezis és metanogenezis fázisain menjenek keresztül, biogázt és fermentlevet termelve. Míg az előbbi sokoldalú üzemanyagként vagy injektálható biometánként szolgál, az utóbbi hatékony szerves trágyaként működik, feltéve, hogy betartják a jogi és környezetvédelmi előírásokat, amelyek megakadályozzák, hogy egyszerűen hulladékként kezeljék.