- 過程分為四個生物階段：水解、產酸、產乙酸和產甲烷。
- 主要產出兩種產品：沼氣（再生能源）和沼渣（有機肥料）。
- 沼渣的合法性取決於它是否符合歐盟作為產品的標準，或是否被歸類為廢棄物。
- 它透過從有機廢物中捕獲甲烷，為減少溫室氣體排放做出貢獻。
你可能聽說過“沼氣”，或者好奇過鄉村堆積的食物殘渣和糞便最終會去哪裡。其實，這一切都源自於一種名為厭氧消化的奇妙自然現象。厭氧消化是一個生物過程，雖然看起來像魔法，但實際上是純粹的化學和微生物學在全速運轉，將有機物轉化為清潔能源和優質肥料。
雖然目前我們在工業工廠中透過生物甲烷化來獲取經濟效益，但這個過程在油田或靜水中也會自發性發生。本質上，它是在氧氣稀少的環境中，讓大量微生物以生物質為食，最終產生可再生燃料和富含營養的土壤殘渣。
生物過程的四個階段
有機物要轉化為氣體，必須經過一個由四個關鍵階段組成的生物「裝配線」：
- 水解： 這是第一步，最複雜的生物大分子（例如蛋白質、脂質和多醣）在此分解成更簡單的部分，例如醣類或醇類。發酵細菌的胞外酶在此發揮作用，這些酶是兼性酶， 它們對氧氣並不挑剔。.
- 酸化作用： 在這個階段，產酸菌將這些簡單的分子轉化為短鏈揮發性脂肪酸、氫氣和二氧化碳。
- 乙酸生成： 在這裡，製程流程不斷改進，主要將先前的產品轉化為 醋酸、二氧化碳和氫氣.
- 甲烷生成： 主封印。產甲烷菌是嚴格厭氧菌，對溫度變化非常敏感，它們能將以上所有物質轉化為 甲烷和二氧化碳.
操作和實際應用
在生物消化器中控制這個過程時，首先會經歷一個有氧階段，微生物會在此階段消耗氧氣。一旦介質變得密閉且空氣耗盡，厭氧細菌就開始發揮作用。此系統效率極高，因為它能利用混合物中90%的能量，而僅將10%用於細菌生長。
此方法是處理畜牧業廢棄物（糞漿和糞便）、都市垃圾以及農產品加工業剩餘物的理想解決方案。透過此工藝，我們可獲得兩種旗艦產品：
- 沼氣： 一種通常由70%甲烷和30%二氧化碳組成，並含有微量硫化氫的混合物。它可用於鍋爐或電動機。如果經過提質處理，我們可以得到… 生物甲烷與天然氣幾乎完全相同 化石燃料，但可再生。
- 摘要： 它是最終形成的液體或糊狀殘留物。由於富含氮、磷和鉀，它起到…的作用。 快速吸收的有機肥料 這有助於恢復因集約化耕作而受損的土壤。
沼渣的法律框架與分類
這不僅是生物學問題，還涉及一些文書工作。在西班牙，厭氧消化是一種處理工藝，根據2022年第7號法律，其代碼為R0302。根據消化物的不同，例如不適合人類食用的動物副產品（ABP），需要特定的行政許可才能合法運作。
關鍵在於沼渣究竟被視為產品還是廢棄物。若要被視為歐盟肥料產品，沼渣必須符合歐盟法規 (EU) 2019/1009（具體而言，屬於 CMC5 類別）。若不符合這些標準，則根據相關歐盟廢棄物管理條例 (EWC) 將其歸類為廢棄物，必須由經授權的廢棄物管理業者進行妥善管理。
切勿將沼渣與生物穩定化材料混淆。後者來自混合廢棄物的機械生物處理廠，與沼渣不同，不能被視為肥料或產品，根據歐洲廢棄物分類法 (EWC) 代碼 19 06 99，生物穩定化材料仍被嚴格歸類為廢棄物。
環境和經濟優勢
實施這些設施不僅有助於遵守相關法規，還能產生巨大的正面影響。透過捕獲通常會排放到大氣中的甲烷，我們可以大幅減少溫室氣體排放。此外，沼渣中的氮比化學肥料中的氮更容易被植物吸收，這可以促進作物生長並防止肥沃土壤流失。
生物甲烷化為閉合碳循環提供了一個絕佳的機會，將問題（廢物）轉化為能源和農業解決方案，使企業能夠以可持續的方式節省營運成本並改善其生態足跡。
這套綜合生物系統使有機物能夠經歷水解、產酸、產乙酸和產甲烷等階段，產生沼氣和沼渣。沼氣可用作用途廣泛的燃料或可注入的生物甲烷，而沼渣則是一種高效的有機肥料，前提是必須遵守相關法律和環境法規，避免其被簡單地當作廢物處理。