Oprócz doboru odpowiednich urządzeń i elementów biogazowni już na etapie projektowania, równie istotna jest ścisła kontrola ich stanu technicznego w trakcie eksploatacji. Ma to istotny wpływ na funkcjonowanie i zużycie urządzeń dozujących surowce, ale przede wszystkim na stan zbiorników fermentacyjnych.

REKLAMA

Produkcja biogazu w wyniku fermentacji metanowej może nie wydawać się procesem skomplikowanym, jednak wymaga stałej kontroli wszystkich parametrów prowadzenia procesu. Do zbiornika fermentacyjnego codziennie dostarczane są duże ilości substratów (ok. 40-60 Mg/dzień w przypadku biogazowni o mocy elektrycznej 1 MW), które mogą zawierać różnego rodzaju zanieczyszczenia. Dodatkowo, w tego typu instalacjach często dochodzi do awarii systemu mieszania lub system ten nie jest w pełni wydajny. Wymienione tutaj problemy mogą powodować zanieczyszczenie zbiornika fermentacyjnego.

Do tego należy również dodać błędy wynikające z braku kontroli procesowej (element ludzki) oraz naturalne proces osadzania się frakcji mineralnej na dnie zbiornika. Te wszystkie czynniki powodują, że w trakcie eksploatacji biogazowni konieczne staje się regularne przeprowadzenie czyszczenia zbiorników fermentacyjnych.

Prawidłowa eksploatacja zbiorników w biogazowni

Bardzo często na etapie projektowania instalacji biogazowej oraz przygotowywania analiz finansowych, wykonawcy zapominają wspomnieć o kosztach związanych z regularnym oczyszczeniem zbiorników fermentacyjnych. Jest to czynność, która w przypadku typowych biogazowni rolniczych powinna odbywać się co ok. 5-8 lat, a w przypadku biogazowni utylizacyjnych wykorzystujących np. odpady poubojowe co ok. 2-3 lata.

Jest to efektem naturalnego osadzania się frakcji mineralnej (nierozkładalnej) na dnie zbiornika. Wynika to przede wszystkim z różnic w gęstości poszczególnych materiałów. Dodatkowo w większości zbiorników pompy pobierające i transportujące pulpę fermentacyjną zamontowane są na wysokości ok. 1-2 m nad poziomem dna. Ma to na celu ograniczenie częstego zapychania się układu pompowania. Jednak w efekcie materiał organiczny gromadzi się na dnie zbiornika. Powstawanie warstwy sedymentu może przyczynić się również do zmniejszenia efektywności ogrzewania zbiorników.

Szczególnie duże znaczenie może to mieć zimą. Należy również pamiętać, że gromadzenie się osadów w dolnej części fermentora powoduje zmniejszenie objętości czynnej komory, co w efekcie prowadzi do zmniejszenia efektywności produkcji biogazu.

Niewydajny system mieszania

Na konieczność oczyszczenia zbiorników fermentacyjnych wpływa również mało wydajny system mieszania. Wysoka efektywność produkcji biogazu i metanu uzależniona jest przede wszystkim od prawidłowego przemieszania zawartości zbiorników fermentacyjnych (cieczy fermentacyjnej). Działanie to pozwala zapewnić odpowiedni kontakt bakterii z substratem. Efektem nieprawidłowo dobranych urządzeń wewnątrz fermentora lub częstych awarii mieszadeł jest rozwarstwianie się mieszaniny fermentacyjnej.

W takim przypadku masa zawierającą bakterie metanogenne zbiera się w dolnej części zbiornika ze względu na wyższą gęstość (powstawanie warstwy sedymentu w dolnej części komory). Natomiast biomasa płynna gromadzi się w jego górnej warstwie. Może przyczyniać się to do spowolnienia procesu rozkładu (w wyniku zmniejszenia objętości czynnej zbiornika fermentacyjnego) oraz do tworzenia się warstw ograniczających przepuszczenie gazów (kożucha). Zdarzają się instalacje, w których po ok. jednym roku eksploatacji warstwa sedymentu osiąga miejscowo wysokość ok. 1 m.

W związku z tym bardzo istotny jest odpowiedni dobór systemu mieszania w biogazowni. Już na etapie projektowania należy przewidzieć, jakie surowce będą stosowane w procesie. Jeśli instalacja wykorzystywać będzie substraty o dużej tendencji do tworzenia kożucha (sianokiszonki, trawy, słomy) wtedy należy zastosować mieszadła o wysokiej skuteczności zatapiania tych materiałów. Do jednych z najskuteczniejszych, wykorzystywanych obecnie na rynku biogazowym urządzeń mieszających można zaliczyć mieszadło poziome. Jest to najczęściej mieszadło łopatowe, które zamontowane jest na poziomym wale. Jednak ze względu na zużywające się elementy znajdujące się we wnętrzu zbiornika (np. łożyska), do przeprowadzenia prac serwisowych konieczne jest opróżnienie całej zawartości fermentora.

To tylko fragment artykułu. Cały przeczytasz w Magazynie Biomasa. Sprawdź poniżej:

Inne wydania Magazynu Biomasa znajdziesz tutaj. Dlatego kliknij i czytaj!

Tekst: Kamil Kozłowski, Zakład Zagospodarowania Odpadów w Poznaniu

Zdjęcie: