Biogazownie Rolniczo - Utylizacyjne

Proces produkcyjny polega na przetwarzaniu surowców pochodzenia poprodukcyjnego z przemysłu spożywczego oraz rolniczego w procesie mokrej fermentacji metanowej na biogaz, który przetwarzany jest na energię elektryczną i ciepło w jednostkach kogeneracji.

Technologia w biogazowniach rolniczo-utylizacyjnych zakłada przetwarzanie surowców pochodzenia poprodukcyjnego z przemysłu spożywczego oraz rolniczego w odpowiednio dobranych proporcjach. W zależności od ilości dostępnej gnojowicy do procesu może być dozowana woda technologiczna w celu rozcieńczania fermentującej biomasy.

Surowce są dozowane w zależności od mocy biogazowni do jednej dwóch lub większej ilości głównych komór fermentacji za pośrednictwem:

  • zbiorników wstępnych (ilość zbiorników jest dobierana do ilości substratów) zbiorniki te są wykorzystywane dla substratów pompowalnych
  • zasobników surowców stałych. Zasobniki są stosowane dla substratów których nie można pompować. (zasobniki są dostarczane w dwóch opcjach, 1. Przemieszczanie substratów za pomocą podajników ślimakowych bezpośrednio do komór fermentacyjnych, 2 . za pośrednictwem układu pomieszania substratu z cieczą fermentacyjną w sposób pompowy.
  • istnieje możliwość połączenia obu wariantów poprzez zastosowanie centralnego układu mieszania substratów stałych oraz pompowalnych, taka wersja zakłada optymalne ujednorodnienie substratu dozowanego do komór fermentacyjnych.

Wszelkie procesy dozowania substratów we wszystkich opcjach zachodzą automatycznie poprzez zastosowanie automatyki przemysłowej.
Prowadzenie procesu technologicznego jest możliwa w dwóch opcjach: fermentacja dwustopniowa jako fermentacja wstępna i fermentacja wtórna lub fermentacja jednostopniowa prowadzona w jednej lub w wielu komorach równocześnie.


1. Fermentacja dwustopniowa

Fermentacja wstępna zachodzi z komorze fermentora gdzie dozowana będzie całość surowca, po procesie fermentacji wstępnej fermentująca biomasa przetłaczana będzie sukcesywnie do komory fermentacji wtórnej – komora dofermentora gdzie zachodzi proces dofermentowania. W obu zbiornikach fermentacyjnych zachodzi proces intensywnej produkcji biogazu. Zbiorniki fermentacyjne wykonywane są jako żelbetowe, przykryte dachem membranowym stanowiącym zbiornik biogazu. W obu zbiornikach zainstalowana jest instalacja grzewcza zapewniająca utrzymanie stabilnej temperatury procesu w zakresie 37-40 st. C

2. Fermentacja jednostopniowa

Fermentacja zachodzi z komorze lub komarach fermentorów gdzie dozowana będzie całość surowca, po procesie fermentacji fermentująca biomasa przetłaczana będzie sukcesywnie do komory pofermentacyjnej. Zbiorniki fermentacyjne wykonywane są jako żelbetowe, przykryte dachem membranowym stanowiącym zbiornik biogazu. W obu zbiornikach zainstalowana jest instalacja grzewcza zapewniająca utrzymanie stabilnej temperatury procesu w zakresie 37-40 st. C

Biogaz powstający w procesie fermentacji podlega procesowi odsiarczania: w przestrzeni gazowej reaktorów zachodzi proces biologicznego odsiarczania polegający na dozowaniu niewielkich ilości powietrza co przyczynia się do rozwoju bakterii redukujących stężenie siarkowodoru w biogazie. Wstępnie odsiarczony biogaz przepływa przez ujęcia biogazu z komór fermentacyjnych do sieci biogazu, którą transportowany jest do urządzeń sprężania i uzdatniania II stopnia. II stopień uzdatniania polega na odwodnieniu polegającym na wykraplaniu wilgoci na skutek spadku temperatury gazu. Skropliny z biogazu w postaci kondensatu spływają grawitacyjnie do studzienki kondensatu, z której przepompowywane są do zbiornika magazynowego cieczy pofermentacyjnej.

W przypadku biogazowi rolniczo-utylizacyjnych ze względu na zawartość dużych ilości siarkowodoru konieczne jest odsiarczanie biogazu mechaniczne w odsiarczalniku ze złożem stałym.
Tak przygotowany biogaz kierowany jest do jednostki kogeneracyjnej, gdzie jego energia chemiczna ulega konwersji do energii elektrycznej i cieplnej. Energia elektryczna wykorzystywana jest na pokrycie potrzeb własnych obiektu i zasilania sieci elektroenergetycznej. Ciepło z kogeneracji ma postać gorącej wody lub pary technologicznej i jest wykorzystywane do pokrycia potrzeb własnych obiektu z możliwością wykorzystania do innych celów użytkowych. W przypadku niewykorzystania całego ciepła z kogeneracji w postaci wody do celów użytkowych jego nadmiar kierowany jest na chłodnicę wentylatorową.

Ciecz pofermentacyjna przetłaczana jest do zbiornika magazynowego, zapewniającego wymaganą retencję magazynową w okresie ograniczonego wykorzystania rolniczego.

Efektywna produkcja biogazu wymaga utrzymania ściśle określonych warunków fizykochemicznych. Proces zachodzi tylko w warunkach beztlenowych w pH 6,5-7,5. Optymalna temperatura fermentującej biomasy zależy od gatunków mikroorganizmów, które uczestniczą w fermentacji. Tak zwane - psychrofile produkują biogaz w temperaturach 8-20 °C. Częściej proces prowadzi się w temperaturach z przedziału 20-40 °C, w którym zawiera się optimum (35-40 °C) dla gatunków mezofilnych. Wśród metanogenów są również termofile, które funkcjonują w temperaturach 55-65 °C. Produkują one biogaz wydajnie, ale są bardziej wrażliwe na fluktuacje środowiska w którym żyją. Zakładana temperatura prowadzenia procesu przy pomocy technologii Better-Energy w biogzowniach rolniczych instalacji wynosi 38-39 st.C