- Proces je razdeljen na štiri biološke faze: hidrolizo, acidogenezo, acetogenezo in metanogenezo.
- Pridobivata se dva glavna produkta: bioplin (obnovljiva energija) in digestat (organsko gnojilo).
- Zakonitost digestata je odvisna od tega, ali izpolnjuje merila EU za proizvod ali pa je razvrščen kot odpadek.
- Prispeva k zmanjševanju emisij toplogrednih plinov z zajemanjem metana iz organskih odpadkov.
Verjetno ste že slišali za "močvirski plin" ali se spraševali, kaj se zgodi z ostanki hrane in gnojem, ki se kopičijo na podeželju. No, vse to je del fascinantnega naravnega pojava, imenovanega anaerobna digestija, biološkega procesa, ki je, čeprav se zdi kot čarovnija, čista kemija in mikrobiologija, ki delujeta s polno hitrostjo, da bi organsko snov pretvorili v čisto energijo in vrhunsko gnojilo.
Čeprav ga trenutno v industrijskih obratih obvladujemo z biometanizacijo zaradi ekonomskega dobička, se ta proces odvija spontano na naftnih poljih ali v stoječih vodah. V bistvu gre za to, da se množici mikroorganizmov omogoči, da se gostijo z biomaso v okolju, kjer je kisika malo , kar ima za posledico obnovljivo gorivo in zelo hranljiv ostanek za tla.
Štiri faze biološkega procesa
Da se organska snov spremeni v plin, mora iti skozi nekakšen biološki "tekoči trak", sestavljen iz štirih kritičnih faz:
- Hidroliza: To je prvi korak, kjer se najkompleksnejše makromolekule (kot so beljakovine, lipidi in polisaharidi) razgradijo na enostavnejše dele, kot so sladkorji ali alkoholi. Tukaj delujejo eksoencimi fermentacijskih bakterij, ki so fakultativne, Niso izbirčni glede kisika..
- Acidogeneza: V tej fazi acidogene bakterije vzamejo te preproste molekule in jih pretvorijo v kratkoverižne hlapne maščobne kisline, vodik in ogljikov dioksid.
- Acetogeneza: Tu se postopek še naprej izpopolnjuje, pri čemer se prejšnji izdelki preoblikujejo predvsem v ocetna kislina, CO2 in vodik.
- Metanogeneza: Glavni pečat. Metanogene bakterije, ki so strogi anaerobi in zelo občutljivi na temperaturne spremembe, vse zgoraj navedeno pretvorijo v metan in ogljikov dioksid.
Delovanje in praktična uporaba
Ko želimo v biodigesterju nadzorovati ta proces, najprej nastopi aerobna faza, v kateri mikroorganizmi porabljajo razpoložljivi kisik. Ko medij postane nepredušen in brez zraka, pridejo v poštev anaerobne bakterije. Ta sistem je neverjetno učinkovit, saj porabi 90 % energije, ki je na voljo v mešanici, in le 10 % nameni za rast bakterij.
Ta metoda je idealna rešitev za ravnanje z odpadki iz živinorejske industrije (gnojnica in gnoj), komunalnimi odpadki in presežki iz agroživilske industrije. S tem postopkom pridobimo dva vodilna izdelka:
- Bioplin: Zmes, ki je običajno sestavljena iz 70 % metana in 30 % ogljikovega dioksida s sledmi vodikovega sulfida. Uporablja se lahko v kotlih ali elektromotorjih. Če se podvržemo postopku nadgradnje, dobimo ... biometan, ki je praktično enak zemeljskemu plinu fosilni, vendar obnovljivi.
- Pregled: Je nastali tekoči ali pastasti ostanek. Ker je bogat z dušikom, fosforjem in kalijem, deluje kot hitro vpojno organsko gnojilo ki pomaga pri obnovi tal, poškodovanih zaradi intenzivne obdelave.
Pravni okvir in klasifikacija digestata
Ni vse biologija; vključena je tudi papirologija. V Španiji je anaerobna digestija postopek obdelave, ki je v skladu z zakonom 7/2022 označen kot R0302. Glede na to, kaj se digestira, na primer živalski stranski proizvodi, ki niso primerni za prehrano ljudi, so za zakonito delovanje potrebna posebna upravna dovoljenja .
Ključna točka je, ali se digestat šteje za proizvod ali odpadek. Da bi se štel za gnojilo EU , mora biti v skladu z Uredbo (EU) 2019/1009 (natančneje kategorija CMC5). Če ne izpolnjuje teh standardov, se razvrsti kot odpadek v skladu z ustrezno kodo EWC in z njim mora pravilno ravnati pooblaščeni izvajalec ravnanja z odpadki .
Bistveno je, da digestata ne zamenjujemo z biostabiliziranim materialom . Slednji prihaja iz mehansko-bioloških čistilnih naprav za mešane odpadke in ga za razliko od digestata ni mogoče šteti za gnojilo ali proizvod, saj ostaja strogo uvrščen med odpadke pod kodo EWC 19 06 99.
Okoljske in ekonomske prednosti
Uporaba teh naprav ne le pomaga pri izpolnjevanju predpisov, temveč ima tudi izjemen pozitiven vpliv. Z zajemanjem metana, ki bi sicer ušel v ozračje, drastično zmanjšamo toplogredne pline . Poleg tega je dušik v pregnitem gnojilu rastlinam veliko lažje dostopen kot dušik v kemičnih gnojilih, kar pospeši rast pridelkov in prepreči erozijo rodovitnih tal.
Biometanizacija predstavlja zlato priložnost za zaprtje ogljičnega cikla, saj problem (odpadke) spremeni v energetsko in kmetijsko rešitev, ki podjetjem omogoča prihranek pri obratovalnih stroških in trajnostno izboljšanje ekološkega odtisa.
Ta celovit biološki sistem omogoča, da organska snov prehaja skozi faze hidrolize, acidogeneze, acetogeneze in metanogeneze za proizvodnjo bioplina in digestata. Medtem ko prvi služi kot vsestransko gorivo ali biometan za vbrizgavanje, slednji deluje kot močno organsko gnojilo, če so izpolnjeni zakonski in okoljski predpisi, ki preprečujejo, da bi se z njim ravnalo zgolj kot z odpadkom.