- Bu süreç dört biyolojik aşamaya ayrılır: hidroliz, asidojenez, asetojenez ve metanojenez.
- İki ana ürün elde edilir: biyogaz (yenilenebilir enerji) ve sindirim artığı (organik gübre).
- Biyogaz atıklarının yasallığı, AB kriterlerine göre ürün olarak kabul edilip edilmemesine veya atık olarak sınıflandırılmasına bağlıdır.
- Organik atıklardan metan gazı yakalayarak sera gazlarının azaltılmasına katkıda bulunur.
Muhtemelen "bataklık gazı"nı duymuşsunuzdur veya kırsalda biriken yemek artıkları ve gübreye ne olduğunu merak etmişsinizdir. İşte tüm bunlar, anaerobik sindirim adı verilen büyüleyici bir doğal olayın parçasıdır; sihir gibi görünse de, organik maddeyi temiz enerjiye ve en kaliteli gübreye dönüştürmek için tam hızda çalışan saf kimya ve mikrobiyolojinin bir ürünü olan biyolojik bir süreçtir.
Şu anda ekonomik kazanç için endüstriyel tesislerde biyometanizasyon yoluyla yönetiyor olsak da, bu süreç petrol sahalarında veya durgun sularda kendiliğinden gerçekleşir. Esasen, oksijenin az olduğu bir ortamda çok sayıda mikroorganizmanın biyokütleyle beslenmesine izin vermeyi içerir ; bu da yenilenebilir bir yakıt ve toprak için son derece besleyici bir kalıntı ile sonuçlanır.
Biyolojik sürecin dört aşaması
Organik maddenin gaza dönüşmesi için, dört kritik aşamadan oluşan bir tür biyolojik "montaj hattından" geçmesi gerekir:
- Hidroliz: Bu, en karmaşık makromoleküllerin (proteinler, lipitler ve polisakkaritler gibi) şekerler veya alkoller gibi daha basit parçalara ayrıldığı ilk adımdır. Burada, isteğe bağlı olan fermantatif bakterilerin ekzoenzimleri devreye girer. Oksijen konusunda seçici değiller..
- Asidojenez: Bu aşamada, asidojenik bakteriler bu basit molekülleri alarak kısa zincirli uçucu yağ asitlerine, hidrojene ve karbondioksite dönüştürürler.
- Asetogenez: Burada süreç iyileştirilmeye devam ediyor ve önceki ürünler esas olarak şunlara dönüştürülüyor: asetik asit, CO2 ve hidrojen.
- Metanogenez: Ana mühür. Kesinlikle anaerobik olan ve sıcaklık değişimlerine karşı çok hassas olan metanojenik bakteriler, yukarıdakilerin hepsini şuna dönüştürür: metan ve karbondioksit.
Çalışma prensibi ve pratik uygulamalar
Biyodigestörde bu süreci kontrol etmek istediğimizde, önce mikroorganizmaların mevcut oksijeni tükettiği aerobik bir faz gerçekleşir. Ortam hava geçirmez hale gelip havadan arındırıldığında, anaerobik bakteriler devreye girer. Bu sistem inanılmaz derecede verimlidir, çünkü karışımda bulunan enerjinin %90'ını kullanır ve sadece %10'unu bakteri büyümesine ayırır.
Bu yöntem, hayvancılık sektöründen kaynaklanan atıkların (sıvı gübre ve hayvan gübresi), kentsel atıkların ve tarım-gıda sektöründen çıkan fazla ürünlerin yönetimi için ideal bir çözümdür. Bu işlemden iki temel ürün elde ediyoruz:
- Biyogaz: Tipik olarak %70 metan ve %30 karbondioksitten oluşan, eser miktarda hidrojen sülfür içeren bir karışımdır. Kazanlarda veya elektrik motorlarında kullanılabilir. İyileştirme işleminden geçirilirse, elde edilir... biyometan, doğal gaza neredeyse tamamen benzer. fosil yakıtlı ama yenilenebilir.
- Özet: Bu, ortaya çıkan sıvı veya macun kıvamındaki kalıntıdır. Azot, fosfor ve potasyum bakımından zengin olduğu için şu işlevi görür: hızlı emilen organik gübre Bu da yoğun tarım nedeniyle zarar görmüş toprakların iyileşmesine yardımcı olur.
Biyogaz atıklarının yasal çerçevesi ve sınıflandırılması
Her şey biyolojiyle ilgili değil; işin içinde bir de evrak işi var. İspanya'da anaerobik sindirim, 7/2022 sayılı Kanun kapsamında R0302 koduyla sınıflandırılan bir arıtma işlemidir. Sindirilen maddeye bağlı olarak, örneğin insan tüketimine uygun olmayan hayvansal yan ürünler (ABP) gibi, yasal olarak faaliyet gösterebilmek için özel idari izinler gerekmektedir.
Önemli bir nokta, sindirim atığının ürün mü yoksa atık mı olarak kabul edildiğidir. AB gübre ürünü olarak kabul edilebilmesi için , (AB) 2019/1009 Yönetmeliğine (özellikle CMC5 kategorisine) uygun olması gerekir. Bu standartları karşılamazsa, ilgili EWC koduna göre atık olarak sınıflandırılır ve yetkili bir atık yönetim operatörü tarafından uygun şekilde yönetilmelidir.
Biyostabilize edilmiş malzeme ile sindirim atığını karıştırmamak çok önemlidir . İkincisi, karışık atıklar için mekanik-biyolojik arıtma tesislerinden elde edilir ve sindirim atığının aksine, gübre veya ürün olarak kabul edilemez; EWC kodu 19 06 99 uyarınca kesinlikle atık olarak sınıflandırılır.
Çevresel ve ekonomik avantajlar
Bu tesislerin kurulması sadece düzenlemelere uyulmasına yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda son derece olumlu bir etkiye de sahiptir. Normalde atmosfere kaçacak olan metanı yakalayarak sera gazlarını önemli ölçüde azaltıyoruz . Dahası, biyogaz atıklarındaki azot, kimyasal gübrelerdeki azottan çok daha kolay bir şekilde bitkiler tarafından kullanılabilir, bu da mahsul büyümesini hızlandırır ve verimli toprakların erozyonunu önler.
Biyometanizasyon, karbon döngüsünü kapatmak için altın bir fırsat sunarak, bir sorunu (atığı) enerji ve tarımsal bir çözüme dönüştürüyor ve şirketlerin işletme maliyetlerinden tasarruf etmelerini ve ekolojik ayak izlerini sürdürülebilir bir şekilde iyileştirmelerini sağlıyor.
Bu kapsamlı biyolojik sistem, organik maddenin hidroliz, asidojenez, asetojenez ve metanojenez aşamalarından geçerek biyogaz ve sindirim atığı üretmesini sağlar. Biyogaz çok yönlü bir yakıt veya enjekte edilebilir biyometan olarak kullanılırken, sindirim atığı ise yasal ve çevresel düzenlemelere uyulması ve basitçe atık olarak değerlendirilmemesi koşuluyla güçlü bir organik gübre görevi görür.