- התהליך מחולק לארבעה שלבים ביולוגיים: הידרוליזה, אסידוגנזה, אצטוגנזה ומתנוגנזה.
- מתקבלים שני מוצרים עיקריים: ביוגז (אנרגיה מתחדשת) ודשן אורגני (עיכול).
- חוקיותם של פסולת עיכול תלויה בשאלה האם היא עומדת בקריטריונים של האיחוד האירופי להיות מוצר או האם היא מסווגת כפסולת.
- זה תורם להפחתת גזי חממה על ידי לכידת מתאן מפסולת אורגנית.
סביר להניח ששמעתם על "גז ביצות" או תהיתם מה קורה לשאריות המזון והזבל שמצטברים באזורים כפריים. ובכן, כל זה הוא חלק מתופעת טבע מרתקת הנקראת עיכול אנאירובי, תהליך ביולוגי שלמרות שהוא נראה כמו קסם, הוא כימיה ומיקרוביולוגיה טהורים הפועלים במלוא המרץ כדי להפוך חומר אורגני לאנרגיה נקייה ולדשן איכותי ביותר.
למרות שאנו מנהלים זאת כיום במפעלים תעשייתיים באמצעות ביומטניזציה למטרות רווח כלכלי, תהליך זה מתרחש באופן ספונטני בשדות נפט או במים עומדים. בעיקרו של דבר, מדובר במתן אפשרות לשפע של מיקרואורגניזמים לחגוג את הביומסה בסביבה שבה חמצן הוא נדיר , וכתוצאה מכך נוצר דלק מתחדש ושאריות מזינות ביותר לקרקע.
ארבעת השלבים של התהליך הביולוגי
כדי שחומר אורגני יהפוך לגז, הוא צריך לעבור מעין "פס ייצור" ביולוגי המורכב מארבעה שלבים קריטיים:
- הִידרוֹלִיזָה: זהו הצעד הראשון, שבו המקרומולקולות המורכבות ביותר (כגון חלבונים, ליפידים ופוליסכרידים) מתפרקות לחלקים פשוטים יותר כמו סוכרים או אלכוהולים. כאן, פועלים האקסואנזימים של חיידקים תסיסתיים, אשר בהיותם פקולטטיביים, הם לא בררנים לגבי חמצן..
- חמצה: בשלב זה, החיידקים האצידוגניים לוקחים את המולקולות הפשוטות הללו והופכים אותן לחומצות שומן נדיפות קצרות שרשרת, מימן ופחמן דו-חמצני.
- אצטוגנזה: כאן התהליך ממשיך להיות מעודן, והופך את המוצרים הקודמים בעיקר ל חומצה אצטית, CO2 ומימן.
- מתנוגנזה: חותם המאסטר. חיידקים מתנוגניים, שהם אנאירוביים קפדניים ורגישים מאוד לשינויי טמפרטורה, הופכים את כל האמור לעיל ל... מתאן ופחמן דו חמצני.
תפעול ויישומים מעשיים
כאשר אנו רוצים לשלוט בתהליך זה בביו-דייג'סטר, מתרחש תחילה שלב אירובי, שבו מיקרואורגניזמים צורכים את החמצן הזמין. ברגע שהמצע הופך לאטום וחף מאוויר, נכנסים לתמונה חיידקים אנאירוביים. מערכת זו יעילה להפליא, שכן היא מנצלת 90% מהאנרגיה הזמינה בתערובת, ומקצה רק 10% לגדילת חיידקים.
שיטה זו היא הפתרון האידיאלי לניהול פסולת מתעשיית בעלי החיים (זבל ודשן), פסולת עירונית ועודפים מתעשיית המזון החקלאי. מתהליך זה אנו מקבלים שני מוצרים מרכזיים:
- ביוגז: תערובת המורכבת בדרך כלל מ-70% מתאן ו-30% פחמן דו-חמצני, עם עקבות של מימן גופרתי. ניתן להשתמש בה בדודי חשמל או במנועים חשמליים. אם היא עוברת תהליך שדרוג, נקבל... ביומתן, שהוא כמעט זהה לגז טבעי מאובנים אך מתחדשים
- התקציר: זהו השארית הנוזלית או הבצקית שנוצרת. בהיותה עשירה בחנקן, זרחן ואשלגן, היא מתפקדת כ... דשן אורגני נספג במהירות אשר מסייע בשיקום קרקעות שניזוקו מעיבוד אינטנסיבי.
המסגרת המשפטית וסיווג של מיכל העיכול
זה לא הכל ביולוגיה; יש גם ניירת כזו. בספרד, עיכול אנאירובי הוא פעולת טיפול המקודדת כ-R0302 בחוק 7/2022. בהתאם למה שמעוכל, כגון תוצרי לוואי מן החי שאינם מתאימים לצריכה אנושית (ABP), נדרשים אישורים מנהליים ספציפיים כדי לפעול באופן חוקי.
נקודה מרכזית היא האם דיגסטייט נחשב למוצר או לפסולת. כדי להיחשב כמוצר דשן של האיחוד האירופי , עליו לעמוד בתקנה (EU) 2019/1009 (בפרט בקטגוריה CMC5). אם הוא אינו עומד בתקנים אלה, הוא מסווג כפסולת תחת קוד EWC הרלוונטי ועליו להיות מנוהל כראוי על ידי מפעיל ניהול פסולת מורשה .
חיוני לא לבלבל בין חומר עיכול (דיסטסט) לבין חומר שעבר מיוצב ביולוגי . האחרון מגיע ממפעלי טיפול מכני-ביולוגי לפסולת מעורבת, ובניגוד לדיסטסט, אינו יכול להיחשב כדשן או מוצר, והוא מסווג בקפדנות כפסולת תחת קוד EWC 19 06 99.
יתרונות סביבתיים וכלכליים
יישום מתקנים אלה לא רק מסייע לעמוד בתקנות, אלא גם בעל השפעה חיובית אדירה. על ידי לכידת מתאן שבדרך כלל היה נפלוט לאטמוספרה, אנו מפחיתים באופן דרסטי את גזי החממה . יתר על כן, החנקן בגזים מעובדים זמין הרבה יותר לצמחים מאשר זה שבדשנים כימיים, מה שמאיץ את צמיחת הגידולים ומונע סחף של קרקעות פוריות.
ביומתנוזציה מייצגת הזדמנות פז לסגור את מחזור הפחמן, ולהפוך בעיה (פסולת) לפתרון אנרגטי וחקלאי המאפשר לחברות לחסוך בעלויות תפעול ולשפר את טביעת הרגל האקולוגית שלהן בצורה בת קיימא.
מערכת ביולוגית מקיפה זו מאפשרת לחומר אורגני לעבור שלבים של הידרוליזה, חמצה, אצטוגנזה ומתנוגנזה כדי לייצר ביוגז ותמיסת עיכול. בעוד שהראשון משמש כדלק רב-תכליתי או ביומתן להזרקה, השני משמש כדשן אורגני רב עוצמה, בתנאי שמתקיימות תקנות חוקיות וסביבתיות כדי למנוע טיפול בו כפסולת בלבד.