- Šis procesas yra suskirstytas į keturis biologinius etapus: hidrolizę, acidogenezę, acetogenezę ir metanogenezę.
- Gaunami du pagrindiniai produktai: biodujos (atsinaujinanti energija) ir digestatas (organinės trąšos).
- Digestų teisėtumas priklauso nuo to, ar jie atitinka ES kriterijus, kad būtų laikomi produktais, ar yra klasifikuojami kaip atliekos.
- Tai prisideda prie šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekio mažinimo, surinkdama metaną iš organinių atliekų.
Tikriausiai esate girdėję apie „pelkių dujas“ arba susimąstę, kas nutinka su maisto atliekomis ir mėšlu, kurie kaupiasi kaime. Visa tai yra dalis žavaus gamtos reiškinio, vadinamo anaerobiniu skaidymu – biologiniu procesu, kuris, nors ir atrodo kaip magija, yra gryna chemija ir mikrobiologija, veikianti visu greičiu, kad organines medžiagas paverstų švaria energija ir aukščiausios kokybės trąšomis.
Nors šiuo metu pramonės įmonėse, siekdamos ekonominės naudos, šis procesas vyksta savaime – naftos telkiniuose ar stovinčiuose vandenyse biomasė naudojama kaip atsinaujinantis kuras, todėl dirvožemis tampa labai maistinga medžiaga.
Keturi biologinio proceso etapai
Kad organinė medžiaga virstų dujomis, ji turi pereiti savotišką biologinę „surinkimo liniją“, sudarytą iš keturių svarbių fazių:
- Hidrolizė: Tai pirmasis žingsnis, kurio metu sudėtingiausios makromolekulės (pvz., baltymai, lipidai ir polisacharidai) suskaidomos į paprastesnius fragmentus, tokius kaip cukrūs ar alkoholiai. Čia veikia fermentuojančių bakterijų egzofermentai, kurie, būdami fakultatyvūs, Jie nėra išrankūs deguoniui..
- Acidogenezė: Šioje fazėje acidogeninės bakterijos paima tas paprastas molekules ir paverčia jas trumpos grandinės lakiosiomis riebalų rūgštimis, vandeniliu ir anglies dioksidu.
- Acetogenezė: Čia procesas toliau tobulinamas, ankstesnius produktus daugiausia transformuojant į acto rūgštis, CO2 ir vandenilis.
- Metanogenezė: Svarbiausias sandariklis. Metanogeninės bakterijos, kurios yra griežti anaerobiniai mikroorganizmai ir labai jautrios temperatūros pokyčiams, visa tai paverčia metanas ir anglies dioksidas.
Veikimas ir praktinis pritaikymas
Kai norime kontroliuoti šį procesą biodigestre, pirmiausia įvyksta aerobinė fazė, kurioje mikroorganizmai sunaudoja turimą deguonį. Kai terpė tampa hermetiška ir be oro, pradeda veikti anaerobinės bakterijos. Ši sistema yra neįtikėtinai efektyvi, nes ji sunaudoja 90 % mišinyje esančios energijos , o bakterijų augimui skiria tik 10 %.
Šis metodas yra idealus sprendimas tvarkant gyvulininkystės pramonės atliekas (srutas ir mėšlą), miesto atliekas ir žemės ūkio maisto pramonės perteklių. Šio proceso metu gaunami du pagrindiniai produktai:
- Biodujos: Mišinys, paprastai sudarytas iš 70 % metano ir 30 % anglies dioksido, su vandenilio sulfido pėdsakais. Jis gali būti naudojamas katiluose arba elektros varikliuose. Jei jis yra atnaujinamas, gauname... biometanas, kuris praktiškai identiškas gamtinėms dujoms iškastinis, bet atsinaujinantis.
- Santrauka: Tai yra susidariusios skystos arba pastos pavidalo liekanos. Kadangi jose gausu azoto, fosforo ir kalio, jos atlieka greitai įsisavinamos organinės trąšos kuris padeda atkurti intensyvaus žemės dirbimo pažeistus dirvožemius.
Teisinis pagrindas ir digesto klasifikavimas
Tai ne vien biologija; reikia ir dokumentų tvarkymo. Ispanijoje anaerobinis skaidymas yra apdorojimo operacija, pagal įstatymą Nr. 7/2022 koduojama kaip R0302. Priklausomai nuo to, kas skaidoma, pavyzdžiui, gyvūninės kilmės šalutiniai produktai, netinkami vartoti žmonėms (GKŠP), norint legaliai veikti, reikalingi specialūs administraciniai leidimai.
Svarbiausias klausimas yra tai, ar digestatas laikomas produktu, ar atliekomis. Kad būtų laikomas ES trąšų produktu , jis turi atitikti Reglamentą (ES) 2019/1009 (konkrečiai CMC5 kategoriją). Jei jis neatitinka šių standartų, jis klasifikuojamas kaip atliekos pagal atitinkamą EWC kodą ir turi būti tinkamai tvarkomas įgalioto atliekų tvarkymo operatoriaus.
Svarbu nepainioti digesto su biostabilizuota medžiaga . Pastaroji gaunama iš mišrių atliekų mechaninio-biologinio apdorojimo įrenginių ir, skirtingai nei digestatas, negali būti laikoma trąša ar produktu, todėl griežtai priskiriama atliekoms pagal EWC kodą 19 06 99.
Aplinkosaugos ir ekonominiai privalumai
Šių įrenginių įrengimas ne tik padeda laikytis reglamentų, bet ir turi milžinišką teigiamą poveikį. Surinkdami metaną, kuris paprastai patektų į atmosferą, mes smarkiai sumažiname šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą . Be to, azotas, esantis digestate, yra daug lengviau prieinamas augalams nei cheminėse trąšose, todėl spartėja augalų augimas ir išvengiama derlingų dirvožemių erozijos.
Biometanizacija yra puiki galimybė uždaryti anglies ciklą, problemą (atliekas) paverčiant energetikos ir žemės ūkio sprendimu, leidžiančiu įmonėms sutaupyti veiklos sąnaudas ir tvariai sumažinti savo ekologinį pėdsaką.
Ši išsami biologinė sistema leidžia organinėms medžiagoms hidrolizės, acidogenezės, acetogenezės ir metanogenezės fazėse susidaryti biodujoms ir digestui. Pirmasis naudojamas kaip universalus kuras arba įpurškiamas biometanas, o antrasis veikia kaip galinga organinė trąša, jei laikomasi teisinių ir aplinkosaugos reikalavimų, kad jos nebūtų traktuojamos kaip atliekos.