- Šis process ir sadalīts četros bioloģiskajos posmos: hidrolīze, acidoģenēze, acetoģenēze un metanoģenēze.
- Tiek iegūti divi galvenie produkti: biogāze (atjaunojamā enerģija) un digestāts (organiskais mēslojums).
- Digestāta likumība ir atkarīga no tā, vai tas atbilst ES kritērijiem, lai to uzskatītu par produktu, vai arī tas tiek klasificēts kā atkritumi.
- Tas veicina siltumnīcefekta gāzu emisiju samazināšanu, uztverot metānu no organiskajiem atkritumiem.
Jūs droši vien esat dzirdējuši par "purva gāzi" vai domājuši, kas notiek ar pārtikas atkritumiem un kūtsmēsliem, kas uzkrājas laukos. Tas viss ir daļa no aizraujošas dabas parādības, ko sauc par anaerobo sadalīšanos – bioloģiska procesa, kas, lai gan šķiet maģisks, ir tīra ķīmija un mikrobioloģija, kas darbojas pilnā ātrumā, lai pārveidotu organiskās vielas tīrā enerģijā un augstākās kvalitātes mēslojumā.
Lai gan pašlaik mēs to pārvaldām rūpniecības rūpnīcās, izmantojot biometanizāciju ekonomiska labuma gūšanai, šis process notiek spontāni naftas atradnēs vai stāvošos ūdeņos. Būtībā tas nozīmē, ka mikroorganismu leģions var mieloties ar biomasu vidē, kur trūkst skābekļa , kā rezultātā rodas atjaunojama degviela un augsnei ļoti barojošas atliekas.
Bioloģiskā procesa četri posmi
Lai organiskā viela pārvērstos gāzē, tai jāiziet cauri sava veida bioloģiskai "montāžas līnijai", kas sastāv no četrām kritiskām fāzēm:
- Hidrolīze: Šis ir pirmais solis, kurā vissarežģītākās makromolekulas (piemēram, olbaltumvielas, lipīdi un polisaharīdi) tiek sadalītas vienkāršākās daļās, piemēram, cukuros vai spirtos. Šeit darbojas fermentatīvo baktēriju eksoenzīmi, kas, būdami fakultatīvi, Viņi nav izvēlīgi attiecībā uz skābekli..
- Acidoģenēze: Šajā fāzē acidogēnās baktērijas ņem šīs vienkāršās molekulas un pārvērš tās īsās ķēdes gaistošajās taukskābēs, ūdeņradī un oglekļa dioksīdā.
- Acetoģenēze: Šeit process turpina tikt pilnveidots, iepriekšējos produktus galvenokārt pārveidojot par etiķskābe, CO2 un ūdeņradis.
- Metanoģenēze: Galvenais blīvējums. Metanogēnās baktērijas, kas ir stingri anaerobās un ļoti jutīgas pret temperatūras izmaiņām, pārveido visu iepriekš minēto par metāns un oglekļa dioksīds.
Darbība un praktiskie pielietojumi
Kad mēs vēlamies kontrolēt šo procesu biodigestorā, vispirms notiek aerobā fāze, kurā mikroorganismi patērē pieejamo skābekli. Kad vide kļūst hermētiska un tajā vairs nav gaisa, spēlē iesaistās anaerobās baktērijas. Šī sistēma ir neticami efektīva, jo tā izmanto 90% no maisījumā pieejamās enerģijas , baktēriju augšanai veltot tikai 10%.
Šī metode ir ideāls risinājums lopkopības nozares atkritumu (virsmas un kūtsmēslu), komunālo atkritumu un lauksaimniecības un pārtikas nozares pārpalikumu apsaimniekošanai. Šajā procesā mēs iegūstam divus vadošos produktus:
- Biogāze: Maisījums, kas parasti sastāv no 70 % metāna un 30 % oglekļa dioksīda, ar sērūdeņraža pēdām. To var izmantot katlos vai elektromotoros. Ja tas tiek pakļauts uzlabošanas procesam, mēs iegūstam... biometāns, kas ir praktiski identisks dabasgāzei fosilais, bet atjaunojamais.
- Īssavilkums: Tas ir iegūtais šķidrums vai pastveida atlikums. Būdams bagāts ar slāpekli, fosforu un kāliju, tas darbojas kā ātri uzsūcošs organiskais mēslojums kas palīdz atjaunot intensīvas kultivēšanas bojātās augsnes.
Digestāta tiesiskais regulējums un klasifikācija
Tā nav tikai bioloģija; ir arī dokumentācija. Spānijā anaerobā pārstrāde ir apstrādes darbība, kas saskaņā ar likumu 7/2022 kodēta kā R0302. Atkarībā no tā, kas tiek pārstrādāts, piemēram, dzīvnieku izcelsmes blakusprodukti, kas nav piemēroti lietošanai pārtikā (ABP), likumīgai darbībai ir nepieciešamas īpašas administratīvas atļaujas .
Svarīgs jautājums ir, vai digestāts tiek uzskatīts par produktu vai atkritumiem. Lai to varētu uzskatīt par ES mēslošanas līdzekli , tam jāatbilst Regulai (ES) 2019/1009 (īpaši kategorijai CMC5). Ja tas neatbilst šiem standartiem, tas tiek klasificēts kā atkritumi saskaņā ar attiecīgo EWC kodu un tas ir pareizi jāapsaimnieko pilnvarotam atkritumu apsaimniekotājam.
Ir svarīgi nejaukt digestātu ar biostabilizētu materiālu . Pēdējais nāk no jauktu atkritumu mehāniski bioloģiskajām apstrādes iekārtām un, atšķirībā no digestāta, to nevar uzskatīt par mēslojumu vai produktu, un tas joprojām ir stingri klasificēts kā atkritumi saskaņā ar EWC kodu 19 06 99.
Vides un ekonomiskās priekšrocības
Šo iekārtu ieviešana ne tikai palīdz ievērot noteikumus, bet arī rada milzīgu pozitīvu ietekmi. Uztverot metānu, kas parasti nonāktu atmosfērā, mēs ievērojami samazinām siltumnīcefekta gāzu emisijas . Turklāt slāpeklis digestāta sastāvā ir daudz vieglāk pieejams augiem nekā ķīmiskajos mēslošanas līdzekļos, kas paātrina kultūraugu augšanu un novērš auglīgu augšņu eroziju.
Biometanizācija ir lieliska iespēja noslēgt oglekļa ciklu, pārvēršot problēmu (atkritumus) enerģijas un lauksaimniecības risinājumā, kas ļauj uzņēmumiem ietaupīt darbības izmaksas un ilgtspējīgā veidā uzlabot savu ekoloģisko pēdu.
Šī visaptverošā bioloģiskā sistēma ļauj organiskajām vielām iziet hidrolīzes, acidoģenēzes, acetoģenēzes un metanoģenēzes fāzes, lai radītu biogāzi un digestātu. Pirmā kalpo kā daudzpusīga degviela vai injicējams biometāns, savukārt otrais darbojas kā spēcīgs organiskais mēslojums, ja vien tiek ievēroti juridiskie un vides noteikumi, lai novērstu to vienkāršu atkritumu šķirošanu.