W Polsce jest ponad 3 tysiące oczyszczalni ścieków, które mogłyby produkować biogaz, a obecnie w naszym kraju jest nieco ponad 100 instalacji biogazowych. O tym, co decyduje o powodzeniu takiego przedsięwzięcia z Tomaszem Kajdanem, wiceprezesem zarządu Biowatt S.A., rozmawia Agnieszka Wiktorowicz.
W jaki sposób funkcjonują takie instalacje?
W zdecydowanej większości przypadków biogaz wytwarzany w oczyszczalniach jest produktem fermentacji osadów ściekowych. Bardzo rzadko procesom fermentacji poddawane są same ścieki, sytuacje takie mają miejsce tylko w przypadku bardzo stężonych ścieków przemysłowych. Osady ściekowe są produktem ubocznym procesów oczyszczania zarówno w oczyszczalniach komunalnych, jak i przemysłowych.
Ponieważ większość zanieczyszczeń zawartych w ściekach podatna jest na rozkład biologiczny, najbardziej rozpowszechniona jest mechaniczno-biologiczna metoda oczyszczania ścieków.
Osady wytwarzane przy użyciu tej metody podzielić możemy na osad wstępny powstały w wyniku procesu mechanicznego oddzielania zawiesiny (sedymentacji) oraz osad nadmierny powstający w procesach biologicznych. Oba osady charakteryzują się wysoką zawartością substancji organicznych (70-95%) i są podatne na rozkład w warunkach beztlenowych.
PRODUKCJA BIOGAZU W POLSCE I WIELE WIĘCEJ – POBIERZ ZA DARMO NASZ RAPORT!
Wykorzystanie osadów ściekowych w mezofilnej fermentacji metanowej pozwala na ich stabilizację oraz pozyskiwanie energii w sposób zrównoważony. Biogaz powstający w procesie fermentacji osadów ściekowych jest paliwem odnawialnym zawierającym powyżej 60% metanu cechującym się wysoką wartością opałową. Z powodzeniem może być wykorzystywany do produkcji energii elektrycznej lub ciepła. Surowe osady, stanowiące pozostałości procesów mechanicznego i biologicznego oczyszczania, są odpadem wymagającym dalszego przetworzenia w celu zmniejszenia ich masy i objętości, eliminacji organizmów patogennych oraz zlikwidowania emisji uciążliwych zapachów.
Fermentacja metanowa jest biochemicznym procesem gazyfikacji złożonych wielkocząsteczkowych substancji organicznych i zachodzi w wydzielonych komorach, bez udziału tlenu. W wyniku tego działania powstaje gaz, którego podstawowymi składnikami są metan i dwutlenek węgla. Po procesie fermentacji udział związków organicznych spada o minimum 30%, osad łatwiej sedymentuje pozwalając na bezproblemowe odwadnianie, nie wydzielając już nieprzyjemnych zapachów i umożliwiając bezpieczne składowanie.
A gdyby spojrzeć tylko na pozytywne aspekty budowy biogazowni przy oczyszczalni ścieków? Jakich korzyści możemy się spodziewać?
Zmniejszenia kosztów funkcjonowania oczyszczalni poprzez wykorzystanie biogazu do produkcji energii elektrycznej i ciepła w agregatach kogeneracyjnych, którą wykorzystuje się na potrzeby własne. Oczyszczalnie mają zagwarantowany stały dopływ substratu, a biogazownie umożliwiają zmniejszenie kosztów związanych z zagospodarowaniem osadów ściekowych, które są drogie w utylizacji. Jeśli oczyszczane ścieki nie zawierają metali cieżkich, pozostałości po procesie fermentacji mogą być wykorzystane do nawożenia i użyźniania gleby. Jest to najbardziej naturalna i najkorzystniejsza forma utylizacji pozostałości po procesie oczyszczania ścieków komunalnych.
Fermentacja osadów jest korzystna również w przypadku braku możliwości wykorzystania pofermentu jako nawozu, gdyż powoduje zmniejszenie końcowego strumienia odpadów, który należy zutylizować w inny sposób np. poprzez spalenie.
Jakie czynniki wpływają na niewykorzystanie potencjału biogazowego przy oczyszczalniach ścieków?
Wpływa na to kilka warunków: od wysokich kosztów budowy, braku możliwości ingerencji w skład ścieków, a co za tym idzie ich przydatności do produkcji metanu. Ilość ścieków i ładunek zanieczyszczeń w nich zawarty wpływa na opłacalność uzysku biogazu oraz na możliwość budowy biogazowni, gdyż rentowne są głównie te, które zlokalizowane są przy dużych oczyszczalniach o przepustowościach co najmniej kilkunastu tysięcy RLM (Równoważnej Liczbie Mieszkańców).
Wartym zainteresowania potencjalnym kierunkiem rozwoju instalacji fermentacji na terenie oczyszczalni jest kofermentacja czyli przyjmowanie przez oczyszczalnię zewnętrznych odpadów organicznych, które dodawane są do fermentacji osadów ściekowych.
W przypadku małych oczyszczalni produkcja biogazu jedynie z własnych osadów ściekowych może być zbyt niska, aby budowa instalacji fermentacji była uzasadniona ekonomicznie. Wprowadzenie kofermentacji może być czynnikiem, który to zmieni. Daje to szansę to na wzrost ilość biogazowni powstających również przy mniejszych oczyszczalniach i lepsze wykorzystanie potencjału energetycznego osadów ściekowych.
Oto mapa biogazowni rolniczych w Polsce!
Z kolei w oczyszczalniach prowadzących już fermentację osadów wprowadzenie dodatkowego strumienia 15-20% odpadów zewnętrznych o wysokim potencjale produkcji biogazu (np. odpadów tłuszczowych) może podnieść jego produkcję nawet o 50%. Stosując odpowiedni dobór substratów uzyskanie wymiernego wzrostu produkcji biogazu jest możliwe bez konieczności znaczącej rozbudowy infrastruktury oczyszczalni. Z reguły proces projektuje się przy założeniu dociążenia istniejących komór fermentacyjnych tak, aby nie była konieczna ich rozbudowa. Inwestycja ogranicza się wówczas jedynie do budowy instalacji umożliwiającej przyjmowanie, buforowanie i odpowiednie dozowanie strumienia odpadów zewnętrznych.
W ten sposób, przy stosunkowo niskich nakładach inwestycyjnych, możliwe jest pełne wykorzystanie potencjału produkcji biogazu, co przekłada się na zmniejszenie kosztów eksploatacji oczyszczalni stwarzając jednocześnie możliwość zagospodarowywania trudnych i uciążliwych odpadów organicznych. Jako przykład takiego rozwiązania można podać instalację wykonaną przez Biowatt S.A. dla Aquanet S.A. w Poznaniu. Inwestycja została zrealizowana przy Lewobrzeżnej Oczyszczalni Ścieków i z powodzeniem funkcjonuje zwiększając znacząco produkcję energii.
Chcesz wiedzieć więcej? Czytaj Magazyn Biomasa. Sprawdź poniżej:
Zdjęcie: biowatt (PRODUKCJA BIOGAZU)
Newsletter
Bądź na bieżąco z branżą OZE
