Wytwarzanie prądu z odnawialnych źródeł energii zyskuje na znaczeniu nie tylko w Niemczech ale również na arenie międzynarodowej. Już nikogo nie dziwi fakt, że obok elektrowni wiatrowych i solarnych, wciąż wzrasta liczba biogazowni. Biogazownie odgrywają w gospodarstwach rolnych ważną rolę, stanowią obok uprawy ziemi i hodowli zwierząt dodatkową gospodarczą gałąź. Podczas wytwarzania prądu i ciepła, przy użyciu biomasy w biogazowniach powstaje substrat fermentacji, który podobnie jak gnojówka, wykazuje od 5 do 15 procent zawartości suchej masy. Z jednej strony należy zapewnić dostateczną powierzchnię magazynową dla tego substratu fermentacji, z drugiej strony konieczne są wystarczające powierzchnie do jego przyswojenia. Przede wszystkim w intensywnie uszlachetnianych regionach może to stanowić problem, ponieważ istniejące tam powierzchnie wykorzystuje się do przyjęcia zwierzęcych odchodów.
Optymalne wykorzystanie substancji odżywczych z biogazowni
Dotychczas ciężkie, stałe materiały oddzielane były z substratu fermentacji poprzez prasę ślimakową i osuszane. Wysuszona masa odpowiada w tym procesie jednak tylko 10 do 15 procentom całkowitej masy substratu fermentacji, a wysoki udział fazy płynnej musi zostać wyodrębniony osobno.
Ten problem zna także Ludger Möllenbeck z Füchtorf w Nadrenii-Westfalii, którego biogazownia została podłączona do sieci w 2002. Rolnik zajmuje się tematem biogazu od przeszło 20 lat. „Już w 1984 roku napisałem mój pierwszy referat o biogazie“, relacjonuje Möllenbeck.
Kto zna Ludgera Möllenbeck, ten wie, że jest on specjalistą w swojej dziedzinie mającym wiele pomysłów, które potrafi z właściwymi partnerami wprowadzić w życie.
Ponieważ substraty fermentacji oddzielają się gorzej aniżeli gnojówka a faza płynna z amoniakiem (NH3) ciągle jeszcze stanowi problem, powołano do życia przy naukowym wsparciu Katedry Wyższej Szkoły projekt pokazowy pod tytułem: „Zoptymalizowane wykorzystanie substancji odżywczych z biogazowni poprzez strippig amoniaku i obróbkę resztek fermentacji“.
Projekt ten wspierany jest przez Federalne Ministerstwo Rolnictwa, Żywienia i Ochrony Konsumenta.
Co dzieje się z wyparowującym amoniakiem?
Zakładany cel to, osuszyć resztki fermentacji z biogazowni i uzyskać ulepszoną ekonomicznie przenośność materiału. Przede wszystkim zadano sobie pytanie, jak powinno obchodzić się z amoniakiem ulatniającym się wskutek osuszania.
We współpracy z firmą Biogas Nord Sp. z o.o. i Katedrą Wyższej Szkoły pod kierownictwem prof. dr Christof Wetter opracowano metodę, dzięki której amoniak (NH3) wydobywany jest próżniowo z substratu fermentacji. Tak zwany strippig amoniaku powinien prowadzić do wyraźnie wyższego stopnia oddzielania NH3, niż wszystkie inne znane obecnie metody. Dodatkowo wysoko stężona woda amoniakalna znakomicie nadaje się jako nawóz w gospodarstwie rolnym.
Osuszanie substratu fermentacji przez ciepło odlotowe z elektrociepłowni
Zaczęto zastanawiać się, w jaki więc sposób może zostać osuszona uwolniona z amoniaku pozostałość po fermentacji. Ludger Möllenbeck wpadł na pomysł zastosowania suchego tunelu. Tunele do osuszania pomiotu nie są żadną nowością, dotychczas umieszczano je jednak do osuszania pomiotu pochodzącego od drobiu. Natomiast osuszanie resztek fermentacji z biogazowni stanowi zupełnie nowy obszar zastosowania.
We współpracy z firmą Big Dutchman opracowano 25 metrowy suchy tunel z dziesięcioma piętrami. Aby móc przerobić resztę fermentacji z zawartością suchej masy ok. 8 procent, zostaje ona wymieszana z już osuszonym substratem, zanim zostanie rozdzielona na najwyższym piętrze stacji napełniania. Dwa rozdzielacze ślimakowe zapewniają równomierne rozprowadzenie i osuszenie. Substrat fermentacji przemieszcza się na przenośnikach taśmowych w całym tunelu, opuszcza go w wysuszonym stanie i dalej jest wciąż napełniany. Do osuszania stosuje się ciepło odlotowe z przylegających elektrociepłowni, w ten sposób, że ciepłe powietrze zasysane jest w poprzek przez wentylatory w tunelu i przepływa na wszystkich piętrach próżniowo. Dziurkowane taśmy do zbioru pomiotu mają za zadanie, aby ciepłe powietrze przepływało nie tylko nad pozostałościami z fermentacji, lecz także się przez nie przedostawało.
Czas pobytu osuszonego materiału w tunelu wynosi od jednego do dwóch dni. Wówczas materiał wykazuje od 85 do 90 procent zawartości suchej masy i można zastosować go jako nawóz bogaty w potas i fosfor.
Podsumowanie
Dzięki osuszaniu substratów fermentacji z biogazowni otwierają się nowe możliwości przede wszystkim w regionach intensywnie uszlachetnianych. Osuszony substrat może być korzystnie transportowany i zastosowany również na dalej oddalonych powierzchniach.
Osuszanie pozostałości fermentacji służy nie tylko środowisku naturalnemu przez przerabianie biogenicznych materiałów, ale oprócz tego może się przyczyniać do podwyższania rentowności biogazowni, gdyż cała woda wyparowuje przez suchy tunel i nie jest konieczne wcześniejsze oddzielanie substratów fermentacji.