c_7,8,9 (bpm)

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. 1. COMPOSTAREAProcedeul dinamic Se caracterizeaz printr-o micare i aerare continu a materialului. Sistemele dinamice de alterare preliminar au avantajul c aduc un aport considerabil la omogenizarea materialului primar Principale procedee sunt: Compostarea in tamburi de alterare Compostarea in turnuri de alterare (deseurile parcurg turnurile de sus n jos i sunt aerate artificial)

1

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. 1. COMPOSTAREA Prin adugarea unei cantiti de nmol orenesc n tambur se realizeaz o malaxare i o omogenizare bun a materialului. Timpul de staionare n tambur poate fi de la 24 ore la 14 zile Tamburii sunt potrivii pentru alterarea preliminar2

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. 1. COMPOSTAREAUtilizarea fermentrii accelerate prin aplicarea sistemelor nchise de compostare n vase reprezint o practic avansat n domeniul eliminrii deeurilor biodegradabile Procesul de descompunere este accelerat prin meninerea condiiilor optime necesare fermentrii, i anume: umiditate, temperatura

Acest sistem permite manipularea n condiii optime i poate fi: aerob anaerob Dupfermentare materialul produs este depozitat n aer liber, preferabil sub oproane, pentru faza de maturare

sistem de compostare asigur un control mai bun al procesului de descompunere i n acelai timp necesit spaiu mai redus dect sistemele deschise 3

Acest

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. 1. COMPOSTAREASchema general a unui ansamblu industrial de compostare a deeurilor solide 1 1

0

1 acces deeuri; 2 cntar; 3 recepie; 4 rezervor recepie; 5 instalaie separare; 6 instalaie mrunire; 7 compostare; 8 cernere; 9 depozit compost; 10 livrare beneficiar; 11 materiale eliminate4

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. 1.COMPOSTAREADeeul brut este mai nti cntrit i apoi depozitat n rezervorul de recepie, a crui capacitate trebuie s fie de circa dou ori mai mare dect volumul deeului prelucrat n 24 ore. Apoi cu ajutorul unui greifer i a unor benzi rulante, deeul ajunge la staia de separare unde, prin mijloace specifice, se elimin materialele metalice (feroase i neferoase), corpurile dure (betoane, pietre), recipientii din sticl si plastic, foliile din plastic. Urmeaz mrunirea n concasoare cu ciocane, operaie necesar pentru a asigura omogenizarea materiei Procesul de fermentaie se desfoar pe platforma pentru compostare. Dup scurgerea timpului necesar, compostul obinut este supus operaiei de cernere, utiliznd ciururi rotative tip tambur, mai rezistente dect cele de tip oscilant. Scopul: obinerea unui compost de o anumit granulaie i recuperarea materialelor folosite pentru nfoiere Din depozit compostul se distribuie beneficiarilor pentru a fi utilizat n agricultur, grdinrit i legumicultur5

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.1. COMPOSTAREAViermicompostarea sau viermicultura Este un proces aerob de compostare relativ rece a materialelor organice cu utilizarea viermilor Deeurile organice servesc drept surs de nutriie pentru Hibridul rou de California Viermii mrunesc mecanic materialele compostabile i le descompun parial prin ingerare, iar descompunerea biochimic decurge cu ajutorul bacteriilor i substanelor chimice coninute n tractul digestiv al viermilor

6

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. 1. COMPOSTAREAViermicultura necesit un control riguros al condiiilor de compostare, inclusiv a temperaturii, umiditii i compoziiei deeurilor supuse degradrii Temperatura optim pentru prelucrarea substratului nutritiv este de 20 250C, iar devierea esenial de la aceast temperatur influeneaz negativ asupra funciilor reproductive ale viermilor i asupra gradului de prelucrare a deeurilor organice O importan deosebit pentru activitatea viermilor o are nivelul de umiditate a substratului nutritiv, care trebuie s constituie 7080%. Scderea acestui nivel conduce la reducerea greutii corporale i a eficienei de prelucrare a substratului. Acest procedeu se aplic la scar mic, preponderent n gospodrii rmeti, n cadrul proiectelor pilot demonstrative7

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. 1. COMPOSTAREASunt supuse compostrii prin acest procedeu doar deeurile menajere organice colectate separat, provenite din surse sigure din punct de vedere al contaminrii cu substane periculoase sau cu ageni patogeni Acest sistem de compostare devine rentabil numai n cazul aplicrii unui management adecvat al colectrii i procesrii deeurilor, ceea ce asigur calitatea compostului n rile industrializate se promoveaz compostarea fraciilor organice colectate separat din deeurile menajere. De cele mai multe ori se composteaz resturile alimentare colectate din restaurante, baruri, cantine, resturile de grdin i cele fitosanitare Durata perioadei de fermentare depinde de dejeciile animaliere folosite drept substrat nutritiv pentru viermi. Un substrat excelent pentru viermi l constitruie celuloza, coninut n paie, rumegu de lemn i reziduuri vegetale8

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. 1. COMPOSTAREAAceste adaosuri sunt amestecate cu dejeciile animaliere n proporie de 1:3, n vederea reglrii nivelului de aciditate activ i a coninutului de amoniac Resturile alimentare colectate de la populaie sunt supuse compostrii prin promovarea programelor educaionale cu utilizarea unor tehnologii simple i accesibile, deservite de ctre ceteni. De exemplu: n Germania compostarea se practic n 40% din coli; pe lng efectele de reciclare a deeurilor organice, reprezint un obiect de studiu pentru orele de chimie i biologie guvernul japonez a propus orenilor compostarea deeurilor de buctrie n condiii casnice, utiliznd cutia de mucava. n amestecul de turb (15 20kg), plasat n cutie de cartton, se introduc zilnic 200 400 grame resturi alimentare. Deeurile organice se degradeaz pe parcursul a 2 3 luni, compostul obinut este utilizat ca fertilizator pentru florile de camer sau grdinile de iarn9

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. 1. COMPOSTAREAin Suedia, autoritile publice locale, prin intermediul asociaiilor de locatari sau case private, monteaz n curte, n apropierea blocurilor locative, biodigestere cu capacitatea de 1 4 m3, n care sunt depuse resturile alimentare. Pentru ntreinerea optim a procesului de fermentare se adaug rumegu. Compostul produs se utilizeaz la amenajarea spaiilor verzi i florriilor de curte. Compostarea deeurilor organice n condiii casnice, mai ales n localitile rurale, ar contribui la reducerea substanial a volumelor deeurilor solide menajere evacuate la depozite. Acest mod e compostare se recomand pentru acele gospodrii n care se acumuleaz cantiti moderate de deeuri organice Locul pentru amplasarea platformei pentru stocarea deeurilor biodegradabile, inclusiv a bligarului trebuie s fie ales ntr-un col de grdin, la o distan de cel puin 25 metri de fntn sau alte surse de asigurare cu ap.10

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.1. COMPOSTAREAn condiii obinuite este suficient o suprafa de 1x2m. Solul din acest loc va fi nlturat pn la o adncime de 20 25cm, iar terenul va fi betonat sau acoperit cu un strat impermeabil de argil i dotat cu o bordur nu mai joas de 25 50 cm pentru a preveni scurgerea filtratului

11

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. 1. COMPOSTAREACompostarea n sisteme parial nchise (dinamice) Procedeul Thomas (Multibacto) (Italia, Franta, Grecia) se bazeaz pe faptul c deeurile din turnul de maturare sunt micate i aerate n mod continuu prin intermediul unor brae rotative, montate pe axul median al turnului. pentru accelerarea procesului de descompunere, materiile prime ncrcate n celulele de maturare pot fi inoculate cu bacterii speciale (procedeul a primit denumirea de Multibacto) (figura) in tumul de maturare, se folosesc de asemenea inoculi.

12

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREASchema tehnologic a procedeului Thomas (Multibacto) a-fier; b-sticl, cauciuc; c-materiale plastice, textile; d-materii strine dure; e-piatr, sticl; 1-buncr de sortare; 2-separator magnetic; 3-band de sortare; 4-ciur de sfrmare; 5-separator de materii dure; 6-bazin stocare de ape uzate; 7-turn de maturare; 8-ciuruire final.

13

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. 1. COMPOSTAREATurnul de maturare Thomas reprezint o construcie etajat cu diametrul de 5,5-7 m. numrul etajelor este 7-10. Pe un ax, montat n centrul turnului, se fixeaz la fiecare etaj 4 brae rotative, care mic i amestec continuu materiile prime de pe pardoseala etajelor. paleii montai pe brae au form de plug i prin poziionarea lor corespunzatoare, materiile prime sunt micate la fiecare etaj, alternativ din exterior spre interior i invers. Prin orificiile existente n pardoseal, la fiecare etaj, materiile prime cad din etajul superior n cel imediat inferior. Materiile prime ncrcate, aflndu-se n continu micare i amestecare ajung la nivelul inferior (ultimul etaj) n 24 h. Pentru aducerea aerului proaspt, respectiv pentru evacuarea gazelor degajate, la peretele lateral al turnului sunt racordate dou sisteme de conducte. aerul proaspt este asigurat fie prin tiraj natural, fie prin tiraj forat cu ajutorul ventilatoarelor.14

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. 1. COMPOSTAREAAvantajul procedeului: micarea i amestecarea continu a materiilor prime ncarcate, ct i sistemul de aerisire nglobat, asigur descompunerea intensiv i rapid a deeurilor. Din turnurile de maturizare se poate obine un compost proaspt dup 24 h. Construcia nchis i etajat a ntregului sistem favorizeaz amplasarea uzinei pe un teren cu suprafa relativ mic. Este admis folosirea numai a deeurilor fine, deoarece cele fibroase, lungi, prin nfundarea orificiilor sau nfurarea pe braele rotative pot deranja funcionarea, respectiv vor mri foarte mult fora necesar rotirii braelor.

15

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREA COMPOSTAREA INDUSTRIAL a aparut ca: o necesitate i n acelai timp ca o ramur rentabil a investiiilor de capital, n momentul n care municipalitaile nu mai fceau fa cantitilor uriae de deeuri menajere care poluau mediul ambiant n zonele periferice. raspuns la modificrile legislative privind aplicarea unor sanciuni drastice celor care polueaz prin arderea ntmpltoare a deeurilor i n cazul n care crematoriile nu sunt astfel construite nct s evite poluarea mediului ambiant cu fum. solutie la arderea namolurilor de la statiile de epurare i a deeurilor menajere, n cuptoare special construite, care devenea din ce n de mai costisitoare, odata cu scumpirea petrolului i nu elimina dect parial poluarea atmosferei.

16

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILOR VII. COMPOSTAREAstudiul atent al tehnologiilor de compostare brevate i aplicate permite clasificarea lor n 2 categorii: Tehnologii de compostare forat. se utilizeaz utilaje de sortare, mcinare, dozare a componentelor i substanelor aditive, malaxoare, utilaje de umidificare, de aerare i exhaustare, containere, silozuri de stocare a deeurilor i a produsului finit, etc. Tehnologii de maturare a compostului, aplicabile n special n faza final a procesului de compostare. se acord o atenie deosebit desvririi procesului de compostare i astfel calitii compostului ca ngrmnt agricol.

17

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREA Compostarea industrial realizat prin procedee aerobe, poate fi grupat n trei categorii : Compostare n sistem deschis - are loc pe teren deschis n aer liber i poate fi realizat cu sau fr tratarea prealabila a deeurilor Procedeul Baden-Baden acest tip de instalaie (figura) presupune ca mijloacele de transport s descarce deeurile colectate n bazine de stocare construite din beton armat. de aici , deeurile sunt ncarcate cu macarale graifer pe o band rulant i transportate ntr-o cldire nchis, unde sunt ciuruite.18

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREASchema tehnologic a uzinei de compostare Baden-Baden a-nmol de la staii de epurare deshidratate (N=80%); b-deeuri organice (proaspete); c-materii utile sortate; d - fier separat; e - materii reziduale; f-compost maturat;d

b 1 2 3 > 40mm 4 5 6 c < 40mm

a 8

9

7

10 11 < 12 mm 12 e

f

1-buncr pentru deeuri; 2-melc de alimentare; 3-ciur; 4- sortare manual; 5-separator magnetic; 6-pres; 7 - amestector; 8 - rezervor de nmol; 9-rezervor de alimentare; 10 - compostare pe teren liber n prisme aerisite; 11-moar cu ciocane; 12-ciuruire posterioar.

19

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREA Fraciunile fine sunt transportate parial la terenul de compostare realizat n are liber, unde sunt utilizate pentru acoperirea prismelor. Din fraciunea grosier, reziduurile de dimensiuni mari sunt sortate manual, iar fierul este extras cu magnei i presat n baloi. Deeurile compostabile sunt amestecate ntr-un tambur de amestecare cu nmolul de la staiile de epurare, fermentat i uscat n paturi de uscare. Amestecul este transportat cu vehicule pe terenul de compostare i depozitat n stoguri nalte de 3,5 m i late de 8 m.

20

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREA

Maturizarea dureaz 8 luni, fr ntoarcerea 0 C. materialului.Temperatura n stoguri atinge 65-70 pentru aerisire, n partea de jos a stogurilor, pe direcie longitudinal sunt montate o serie de conducte perforate de beton. gazele degajate n timpul procesului de descompunere sunt aspirate prin tuburi i exhaustate n atmosfer printr-un co cu nlimea de 25 m, sau, dac gazul conine componeni utili, acesta este utilizat drept combustibil pentru producerea energiei termice. stogurile sunt acoperite cu acoperiuri mobile.

21

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREA Dup maturare, materiile din terenul de compostare sunt mcinate cu o moar cu ciocane i ciuruite. refuzul ciurului este ars n cuptoarele de ardere ale uzinei sau este utilizat pentru umpluturi. Inconveniente: Datorit timpului mare de compostare, procedeul necesit o suprafa de teren relativ ntins. Aerisirea insuficient provoac din cnd n cnd o serie de perturbaii n desfurarea proceselor de descompunere (ncetinirea proceselor de descompunere, degajare de miros urt etc). Astfel, se recomand ca aceste tipuri de uzine s fie amplasate fa de localiti la distane mari (cel puin 500 m).

22

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREA Compostare n sistem nchis - instalaia funcioneaz pe principiul c fiecare operaie (pregtirea materiilor prime, compostarea, arderea materialelor reziduale, ct i toate operaiile legate de acest process) este efectuat n hale nchise. deeurile aduse de autogunoiere sunt descrcate ntr-un siloz de stocare din beton armat, prevzut cu o u de intrare acionat prin fotocelule. din silozul de stocare deeurile sunt ncrcate cu macaraua graifer n instalaia de sfrmare prealabila. cu ajutorul unui ciur cu tambur se face o sortare n 3 fraciuni i anume:23

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREA fin (granulaia sub 15 mm) este depozitat n grmezi pe pardoseala unei hale nchise, pe o nlime de civa metri i supus maturrii timp de 7 zile, dup care este valorificat drept compost proaspt sub denumirea comercial de Nutrisol. mijlocie (granulaie 15-50 mm) este depozitat de asemenea n grmezi i supus maturrii timp de 30-40 zile, dup care este readus la instalaia de sfrmare. Astfel reziduurile din aceast fraciune sunt recirculate de mai multe ori. grosier (granulaia peste 50 mm) este sfrmata n a doua instalaie de sfrmare i uscat (cu ajutorul gazelor de ardere) ntr-un tambur roatativ, dup care este ars n cuptoare de ardere n procesul de maturare materiile sunt recirculate. Prin aceasta se asigur o amestecare i aerisire foarte bun i ca urmare intensitatea descompunerii crete.24

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREA Tot procesul de lucru este realizat mecanizat, complet automatizat i ca urmare numrul personalului de exploatare este foarte mic. Avnd n vedere c toate procesele se desfoar n spaii nchise, aceste tipuri de instalaii pot fi amplasate la distane mici fa de zonele locuite (ex. numeroae orase din Italia). Timpul de maturare a fraciunilor fine este scurt, pn la 7 zile. Construirea uzinei necesit fonduri de investiii relativ mari.

25

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREACompostare n sistem parial nchis (statice) Procedeul Prat-Sofraine (elaborat n Frana)deeurile brute sunt compostate n celule de maturare de dimensiuni mari (60-100 m3) amplasate n hale nchise (figura)Schema tehnologic a procedeului PratSofraine 1-buncr; 2- moar cu ciocane; 3-instalaie de separare a materiilor dure; 4-separator magnetic; 5dozator de compost; 6 dozator de nmoluri; 7amestector; 8 - bazine de separare; 9 - celule de maturare; 10-hal pentru stocarea celulelor; 11instalaie de golire a celulelor; 12-prism de maturare posterioar; 13instalaie de sfrmare cu ciocane; 14 - ciur cu tambur rotativ26

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREA n celulele, realizate din plas de srm, materia prim este ncrcat pe la partea superioar fr nici o tratare prealabil. Aceasta este depozitat n celule timp de 5 zile. inlimea deeurilor n celule este de 3m. celulele sunt astfel dimensionate nct cantitatea de deeuri zilnice s ncap ntr-o singur celul. circulaia aerului n celule este asigurat de hornuri cu zbrele metalice n form de couri, iar la anumite intervale de timp masa deeurilor este strpuns cu bare de oel ascuit la vrf. temperatura deeurilor din celule atinge 650C. Produsele sunt valorificate fie sub form de compost proaspt, fie sunt depozitate (fr ntoarcere) n prisme de dimensiuni mari pentru maturare. Timpul de prematurare a procedeului este mic, reziduurile sunt prelucrate practic integral. Costurile de investiii sunt relativ mici.27

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREA Compostarea n sisteme parial nchise (tranzitorii) Procedeul Thompson Materia prim pregatit este maturat n celule suprapuse n form de turnuri, n care sunt amplasate una peste alta 5-6 celule. Plcile inferioare ale celulelor sunt perforate, putnd fi deschise prin rabatare. Deeurile sfrmate n prealabil, sunt ncrcate cu o band rulant n celula superioar. Sunt stocate n fiecare celul timp de o zi, dup care prin deschiderea plcilor inferioare, vor cdea succesiv n celula adiacent, aflat imediat dedesubt. deeurile sunt stocate n turn aproximativ o sptmn, timp n care va avea loc procesul de prematurizare. dup acest interval, deeurile prematurate sunt depuse pentru compostare n continuare n oproane 28 n aer liber.

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREA Procedee de prelucrare a compostului Se aplic n funcie de utilizrile ulterioare ale acestuia: Compostul se cerne, rezultand dou mrimi de cernere: fin i supra granule Ambele fraciuni se supun unui proces de separare a materialelor solide anorganice, dup care printr-un proces de malaxare rezult compostul necesar valorificrii pe pia Supra granulele care sunt bogate n materiale de structur sunt de cele mai multe ori reutilizate n procesul de alterare Alte procedee de prelucrare aplicate compostului: separare magnetic, densimetric, separarea dimensional pentru ndeprtarea foliilor, a sticlei, a pietrelor = tratare mecanic ulterioar29


30


Utilizarea compostului Compostul este bogat n substane biodegradabile i nutritive (N, P, K, Ca, Mg) Contribuie la ridicarea coninutului de humus, a capacitii de prevenire a eroziunii, a activitii solului, la o mbuntire a structurii pmntului, a controlului cldurii, a apei i a rezervelor de substane nutritive n pmnt n cazul solurilor nisipoase, compostul contribuie la mbuntirea capacitii de reinere a apei i diminueaz uscarea n cazul solurilor argiloase mrete capacitatea de permeabilitate a aerului i apei o ton de compost este echivalent cu o ton de gunoi de grajd

31


Compostul plus ngrmnt mineral (N) d recolte cu (5-20)% mai mari dect ngrmntul cu azot fosfor potasiu La utilizarea a (20-50) tone pe hectar de compost se obine o cretere medie a venitului total cu pn la 50% Transportul este rentabil pn la o distran de aprox. 20km pentru culturi cerealiere i pn la 100km n legumicultur Utilizarea compostului n medie de 30t/ha d o cretere a coninutului de azot n sol de 40kg, de fosfor 10kg i de potasiu 50kg

32

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREA Reineri n utilizarea compostului Compostul pe lang substanele nutritive mai conine bor, cupru, mangan, zinc, arseniu, mercur, plumb, ceea ce reclam un control riguros al compoziiei Trebuie s se elaboreze standarde de compostare i de aplicare pe teren, care s acorde certitudinea c produsul compostrii poate fi utilizat n deplin siguran i c aplicarea nu va avea efecte secundare Separarea la surs i colectarea separat a biodeeurilor asigur un flux de material curat spre instalaiile de compostare , ceea ce contribuie la o calitate suporioar a compostului i la diminuarea pn la dispariie a pericolului de poluare a mediului

33

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREA Probleme care conduc la eecul unui proces de compostare sunt: Costurile mari de exploatare i management Costurile ridicate cu transportului Calitatea sczut a produsului, datorita unei pre-sortri inadecvate (mai ales a bucilor de sticl i plastic) nelegerea necorespunztoare a procesului de compostare i concurena ngrmintelor chimice, care este adesea subvenionat. n o serie de zone urbane, sistemele de colectare sunt prea nesigure n funcionare pentru ca autoritile s considere ca eficiente amenajrile de compostare

34

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREA Cauzele ntrzierii implementrii procedeului de compostare sunt: economice: Deficiene n aprovizionarea cu deeuri Greuti n comercializare. Compostul finit poate deveni, dar nu n mod automat, un bun valoros: valoarea sa depinde de cererea de amelioratori de sol, de perceperea valorii i calitii sale i de accesibilitatea sa pentru consumatorii poteniali. Comercializarea compostului se realizeaz cnd: Fermierii sau grdinarii sunt situai aproape de sursa de compost Entitatea productoare de compost este dispus s l transporte utilizatorilor Preul de vnzare al compostului este mai mic dect cel al ngrmntelor artificiale sau compostul este distribuit gratis35

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII. COMPOSTAREA tehnice: Deficienele pre-procesrii mecanice. Se refer la defectarea sistemelor mecanice care asigur manipularea fluxurilor de deeuri nainte de compostarea propriu-zis. Deficiene ale proceselor biologice. incapacitatea de a crea mediul favorabil desfurrii procesului biologic, stiut fiind faptul c bacteriile, insectele i alte microorganisme din compost necesit anumite condiii de mediu

36

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Fermentarea anaerob este un proces dirijat de descompunere a materiei organice umede, care se desfoar n: incinte nchise, condiii controlate de mediu, n absena oxigenului molecular i a luminii, n prezena mai multor specii de bacterii. fermentarea anaerob nu folosete culturi pure sau sterile. in sistemele naturale n care se gsete, materia organic capabil de a se descompune este purttoarea unei microflore foarte variate i active care asigur anaerobioza i compuii metabolici specifici dezvoltrii metanobacteriilor microorganismele (bacterii) descompun materia organic n substane cu molecul simpl i un amestec de gaze

37

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB n urma digestiei anaerobe a deeurilor rezult dou produse principale: Amestecul gazos format din CH4 (max.80%) i CO2 (min. 20%) alturi de care se ntlnesc cantiti mici de H2, H2S, mercaptani, vapori de ap i urme de NH3, N2 constituie BIOGAZUL surs alternativ de energie Nmolul - amendament pentru sol sau ferilizator La prima vedere, digestia anaerob pare soluia ideal pentru tratarea deeurilor de natur organic, deoarece toate produsele finale pot fi valorificate. practic aceast tehnologie este foarte dificil de aplicat deoarece, ca orice proces biologic, este influenat de un numr mare de parametri care sunt greu de controlat. cel mai mare impediment l reprezint realizarea condiiilor anaerobe i a temperaturilor necesare procesului. Deeurile care pot fi tratate prin DA sunt cele cu un coninut mare n substane organice, cum ar fi: deeurile menajere, nmoluri organice, resturi vegetale, gunoi de grajd, deeuri de la abatoare, deeuri din zootehnii, etc. 38

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROBPentru ca bacteriile anaerobe s poat s se dezvolte, este necesar un anumit raport C/N, precum i suficieni nutrieni i vitamine, ceea ce se poate obine prin combinarea diferitor substane cu deeul organic iniial

39

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Obiectivele digestiei anaerobe 1. Producerea biogazului - cel mai mare beneficiu. n acest fel se recupereaz mare parte din energia potenial a materiei organice. Biogazul poate fi folosit n uniti gospodreti pentru gtit, nclzit, iluminat, dar i n instituii mai mari pentru nclzire sau generare de energie electric. Acest fapt contribuie la conservarea resurselor energetice locale epuizabile (crbuni, petrol, gaze naturale) 2. Stabilizarea deeurilor. Reaciile biochimice care se produc n timpul digestiei anaerobe reduc coninutul de compui organici din deeuri cu 30 pn la 60% i se produce nmol stabilizat care poate fi folosit ca fertilizator pentru sol40

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB3.

Formarea de nutrieni Nutrienii (compuii cu N, P i K) prezeni n deeurile organice se gsesc, de obicei legai n structuri organice complexe, fiind greu asimilabili de ctre plante sub aceast form. Dup producerea DA, cel puin 50% din N - ul prezent este transformat n ioni NH4+, acestia putnd fi transformati n continuare n nitrii i nitrai uor asimilai de ctre plante

NH+ + 3/2O2 Nitrosomonas NO + 2H+ + H2O 4 2 NO2 + 1/2O2 Nitrobacter NO 3

41

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Coninutul de fosfai i de potasiu nu scade i procentul de 5080% asimilabil de ctre plante nu se va modifica. DA nu distruge i nu inhib nici unul dintre nutrienii prezeni n deeurile organice din zootehnii, mai mult le face mai accesibile pentru plante. De asemenea, dac nmolul rezultat din digestor este mprtiat pe sol, el acioneaz ca fertilizator i ca amendament pentru sol, mbuntind proprietile fizice ale acestuia. Inactivarea microorganismelor patogene n timpul procesului anaerob, deeurile sunt meninute fr oxigen un timp ndelungat (15 30 zile) la temperaturi de ~ 350C, condiii suficiente pentru a inactiva o mare parte din bacteriile patogene, virusuri, protozoare42

4.

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Limitri ale DA Comparativ cu alte metode biologice de tratare a deeurilor (compostarea), n DA singurul avantaj major este producia de biogaz Celelalte beneficii (stabilizarea deeurilor, inactivarea microorganismelor patogene) sunt mult mai bune n cazul compostrii Costuri de operare mari Variaii sezoniere n producia de biogaz Probleme de operare i ntreinere Deoarece inactivarea bacteriilor patogene este incomplet i nmolul rezultat este n form lichid, trebuie luate msuri speciale n manipularea i utilizare a acestuia43

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Avantajele digestiei anaerobe Producerea unei mari cantitati de biogaz. Aceasta poate fi depozitat la temperatura mediului i utilizat ca surs alternativ de energie Produce un nmol aproape fr miros (sau cel puin mirosul nu este dezagreabil) Nmolul este un bun fertilizator pentru sol. Poate fi folosit i ca amendament pentru sol, n vederea mbuntirii proprietilor fizice ale acestuia Reduce coninutul n materii organice ale deeurilor cu pn la 3050% i produce un nmol stabil care poate fi depozitat Inactiveaz total sau paial bacteriile patogene Mutele i roztoarele nu atac nmolul rezultat; accesul animalelor este limitat deoarece nmolul este lichid i depozitat n bazine44

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Ofer o posibilitate ecologic i igienic de depozitare i tratare a deeurilor animaliere i umane Ajut la conservarea resurselor energetice locale (lemn, crbune, petrol) Dezavantaje ale DA Posibiliate de explozie Costuri ridicate de construcie, operate i ntreinere (dac procesul este bine optimizat, aceste costuri se amortizeaz) Volumul produsului finit (nmolul) este mai mare dect cel al deeurilor intrate n digestor (se adaug ap pentru diluie) Nmolul lichid prezint un potenial risc dac este manipulat i folosit incorect

45

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Sunt necesare monitorizarea i automatizarea procesului tehnologic Metoda este limitat numai la deeurile organice. Alte substane chimice pot inhiba procesul biologic. Necesit o sortare riguroas a deeurilor ce intr n digestor Producia de biogaz scade drastic n perioadele reci ale anului Trebuie fcut un compromis ntre cantitatea de biogaz i calitatea nmolului rezultate Pentru a crete eficiena energetic a biogazului, acesta trebuie purificat

46

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Reacii biochimice i microbiologice DA a materiei organice este un proces complex din punct de vedere biochimic, deoarece presupune numeroi compui intermediari i diverse reacii care se realizeaz sub influena unor enzime specifice sau a unor catalizatorilor specifici Reacia chimic general, simplificat este de forma:

Materie organica digestie anaeroba CH 4 + CO 2 + H 2 + NH 3 + H 2S

47

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB MECANISMUL DIGESTIEI ANAEROBE : DA se realizeaz n trei etape: Hidroliza/ lichefierea Formarea acizilor Formarea metanului. Hidroliza (faza acidogen ; lichefierea) acioneaz microorganisme fermentative nespecifice cu capacitate de hidroliz enzimatic a substanelor macromoleculare lichefierea reziduurilor organice se produce prin hidroliza enzimatic a substanelor macromoleculare care trec n substane cu mas molecular mic eficiena hidrolizei depinde de tipul substratului, numrul i tipul bacteriilor i de factorii de mediu (temperatur, pH).48

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB

Formarea acizilor (acidogeneza) bacteriile acetogene (bacterii generatoare de acizi) convertesc produii de degradare rezultai din prima etap n acizi organici simpli, dioxid de carbon i hidrogen in partea final a acestei etape, mono- i di-zaharidele sunt fermentate cu producerea de acid lactic, hidrogen i dioxid de carbon, iar acizii cu caten lung i acizii grai volatili sunt degradai pn la acid acetic si gaze final predomin acidul acetic alturi de alte substane organice i gaze, precum i vitamine, enzime, care vor fi folosite de microorganismele metanogene n procesele lor metabolice

49

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Faza metanogen (gazeificarea), se bazeaza pe aciunea bacteriilor metanogene, obligat anaerobe, specializate n producerea de metan bacteriile metanogene folosesc acid acetic, metanol sau dioxid de carbon i hidrogen pentru a produce metan. acidul acetic sau acetaii sunt cel mai important substrat pentru formarea metanului. 70% din cantitatea de metan produs n aceast etap provine din acid acetic. restul de 30% provine din folosirea ca substrat a dioxidului de carbon i a hidrogenului. Aceast faz se ncheie prin obinerea biogazului50

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Pe lng producerea biogazului, bacteriile metanogene: regleaz i neutralizeaz pH-ul nmolului din digestor, prin transformarea acizilor grai volatili n metan i alte gaze. Conversia hidrogenului n metan ajut la reducerea presiunii pariale a hidrogenului din nmolul aflat n digestor, ceea ce este benefic pentru bacteriile acetogene

51

DEEURI ORGANICE(carbohidrai, proteine, grsimi)

HIDROLIZ FERMENTATIV

1. Bacterii generatoare de acizi (fermentative i hidrolitice)

Acizi organici, alcooli i ali compui neutri

Acid acetic

Dehidrogenare acetogenic

H2 + CO2

2. Bacterii

acetogene

Hidrogenare acetogenic

Decarboxilarea acidului acetic Formarea metanului prin reducere

4. Bacterii productoare de metan din hidrogen 3. Bacterii acetoclastice

CH4 + CO2

CH4 + CO2

52

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Factorii care influeneaz fermentarea anaerob Principalii factori de mediu care influeneaz fermentarea anaerob sunt: Temperatura. Viteza de cretere a metanobacteriilor, deci randamentul n biogaz, are valori optime ntre limitele 6 55 0C Fermentarea anaerob a nmolurilor de la staiile de epurare oreneti se realizeaz la temperaturi de 3035 0 C Temperatura optim pentru unitile de biogaz de capacitate mic este de 19 20 0 C Instalaiile de biogaz de capacitate medie i mare funcioneaz n domeniul 20 45 0C i 45 55 0 C

53

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Fermentatoarele care funcioneaz n zona 45550C produc biogaz cu o vitez mai mare dect cele care funcioneaz n zona 20-450C. Viteza de producere a biogazului scurteaz timpul de retenie a substratului organic n fermentator, ceea ce face ca fermentatorul s fie mai mic i instalaia s coste mai puin Este necesar efectuarea unui control periodic al temperaturii de fermentare i s fie asigurat, totodat, sursa de energie prin care s se redreseze sistemul din punct de vedere termic n caz de necesitate

54

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB pH-ul (alcalinitatea) Metanobacteriile se dezvolt cel mai bine dac reacia este neutr, respectiv la un pH = 6,8-7,2 putnd tolera insa i un domeniu mai larg 6,5-8,0 Pentru meninerea pH-ului n domeniul optim prin prevenirea acidificrii excesive este indicat introducerea de substane alcalinizante, stabilizatoare de pH, cum ar fi: apa de var, var past, CaCO3 pulbere, fosfat de calciu pulbere, ap amoniacal, soluie de NaOH Elemente nutritive. Produsele organice reziduale din agricultur conin cantiti suficiente i n raporturi echilibrate din toate elementele eseniale pentru nutriia microorganismelor (C, N, P, S, microelemente)55

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Substane toxice. Reprezinta orice substan care inhib activitatea microorganismelor metanogene sau care este letal pentru acestea n fermentatoarele alimentate cu dejecii animaliere este indicat a nu se folosi dejeciile provenite de la animale care au fost tratate recent cu doze mari de antibiotice sau cu alte medicamente bacteruiostatice sau bacteriacide Atunci cnd adposturile au fost dezinfectate cu substane chimice concentrate, este indicat ndeprtarea apelor de splare Trebuie evitate cantitile excesive de amoniac sau concentraiile ridicate de sulfuri

56

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Factorii tehnologici care influeneaz fermentarea anaerob sunt: Compoziia materiei organice dat de compoziia principalelor grupe de produse participante: produse vegetale celulozice, dejecii de animale, reziduuri alimentare importan deosebita are n aprecierea compoziiei valoarea raportului C/N (valoare optima=15-30). creterea acestui raport se face prin adaosuri de surse de carbon (paie sau reziduuri alimentare bogate n hidrai de carbon) Omogenizarea. Contribuie la cresterea vitezei de producere a biogazului datorit: realizarii unui contac mai intim intre microorganismele active i materialul n curs de descompunere uniformizarii temperaturii Previne formarea crustei Ajut la degajarea mai rapid a biogazului format Confer materialului fermentat o consisten convenabil pentru operaiunea de evacuare 57

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB n fermentatoarele moderne se realizeaz prin agitare (amestecare) nclzirea - necesar pentru asigurarea unei temperaturi optime i constante n instalaia de fermentare se face folosind schimbatoare de cldur (de tip serpentine tubulare conectate la un boiler) sau prin injectia de abur n masa de material. Izolarea termic a fermentatorului - necesar atunci cand temperatura mediului ambiant coboar sub temperatura optim de lucru a instalaiei, de regul 30 350C. la fermentatoarele de capacitate medie si mare se folosesc materiale termoizolante folosite n construcii i industrie: vat de sticl, azbest, uretan, polistiren58

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB mbogirea cu microorganisme metanogene (Inocularea). este necesara pentru a reduce perioada de nmulire a metanobacteriilor ntr-un fermentator nou sau la repunerea n funciune inoculul bogat n metanobacterii ajuta la amorsarea procesului de metanizare inoculul poate fi constituit din: policulturi de bacterii metanogene spontane, dezvoltate in mod natural n mlul de pe fundul lacurilor, canalelor sau haznalelor, n dejeciile de taurine sau cabaline sau n nmolul de la staiile de epurare a apelor uzate oreneti culturi de bacterii metanogene selecionate n laborator, din materiale organice bogate n microflora spontan59

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Metode de mbuntire a performanelor fermentatoarelor rezulta din mbuntirea performanelor procesului de fermentare anaerob, n special n cazul folosirii deeurilor solide, caracterizate de prezena ntr-o proporie mai mare a macroparticulelor se refera la tratamente pentru mrirea gradului de biodegradabilitate, iar acestea pot fi biologice, fizico chimice i mecanice: Pretratarea biologic adugarea n masa de materie supus fermentrii a unor complexe de enzime care mbuntesc substanial performanele fermentrii anaerobe, avnd ca efect creterea cantitii de metan i reducerea reziduurilor solide.

60

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Cercettorii japonezi au raportat o cretere cu 50% a produciei de biogaz n cazul introducerii unei faze de fermentare aerob cu o uoar nclzire, naintea introducerii materialului n fermentator n vederea descompunerii anaerobe. Explicatia este atribuit bacteriilor aerobe termofile care secret enzime care dizolv deeurile ntr-un mod mai activ. Pretratare fizico mecanic - pentru creterea solubilitii materiei organice. adugare de NaOH n condiii de meninere a substanei la o temperatur de 120 1750C la un pH de 11-12 timp de 30 minute - 1 or, sub presiune. Solubilitatea crete cu 6070%

61

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROBPretratarea mecanic - dezintegrare mecanic = reducerea dimensiunilor particulelor constituente cu efect benefic asupra biodegradabilitii biomasei.

Obiectul : mrirea suprafaei specifice de contact Au fost observate dou efecte: dac biomasa are un coninut mare de fibre, greu biodegradabile, mrunirea conduce la o producie mai mare de biogaz o fermentare mai rapid, deci o perioad de retenie mai mic S-a constatat o cretere cu 25% a cantitii de biogaz obinut din gunoi de grajd n urma pretratrii ntregii cantiti ntr-un macerator, nainte de fermentare Dimensiunea recomandat a particulelor, pentru optimizarea procesului de fermentare anaerob este de maxim 5mm62

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Materii prime pentru producerea biogazului Materia organic, raportat la substana uscat reprezint: ntre 92 i 98% n produsele secundare din agricultur 80-85% n dejecii proaspete de animale 73% n dejeciile proaspete de psri aproximativ 90% n gunoiul de grajd Celuloza este principala component a materiei organice din care rezult metan prin bioconversie. Coninutul de celuloz, raportat la substana uscat este de: 35-50% n produsele secundare din agricultur 12-20% n dejeciile proaspete de rumegtoare 6-10% n dejeciile de psri i porcine63

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB n funcie de compoziia deeurilor supuse digestiei anaerobe, difer att cantitatea ct i coninutul de metan al biogazului rezultat

64

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB 1. Modele de operare; tipuri de digestoare Exist trei modele de operare a digestoarelor: discontinu semicontinu continu Funcionarea discontinu Digestorul este umplut complet cu materie organic i inocul de microorganisme, dup care este nchis ermetic. Procesul de descompunere se desfoar pe o perioad mare de timp, pn cnd cantitatea de biogaz produs este foarte sczut. Timpul de reacie depinde de temperatur, tipul substratului, etc.65

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Dup ce procesul se ncheie, reactorul este descrcat n proporie de 80-90%, restul fiind considerat inocul pentru o nou arj. n acest timp de funcionare, producia biogazului este discontinu, variind identic cu modelul creterii bacteriene, care se realizeaz n 4 faze: A faza de lag perioada de aclimatizare a bacteriilor cu mediul de cultut B faza de log cretere exponenial C faza staionar D faza de declin descretere exponenial Funcionarea discontinu permite procesarea unei cantiti mari de materie organic de diferite proveniene. Sunt necesare gazometre separate pentru depozitarea biogazului66


67

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Funcionarea semicontinu Digestorul este alimentat o dat sau de dou ori pe zi. Eliminarea digestatului se face n aceleai intervale de timp. Acest tip de operare este aplicabil atunci cnd materia organic (deeuri organice) este disponibil zilnic n cantiti suficiente. Volumul digestorului trebuie s fie suficient de mare pentru a servi atat ca reactor, cat si drept rezervor de gaz. Majoritatea staiilor de biogaz folosesc acest tip de operare.

68

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Funcionarea continu Alimentarea i descrcarea materiei organice se face continuu. Cantitatea de material ce urmeaz a fi digestat este meninut constant n digestor prin agitare sau pompare. Acest tip de proces este folosit n tratarea deeurilor lichide sau a deeurilor organice cu concentraie mic de solide Acest mod de funcionare presupune un consum ridicat de energie necesar agitrii i pomprii. Inoculul este introdus la nceputul procesului. Funcionarea efectiv ncepe atunci cnd populaia bacterian este suficient de dezvoltat i cantitatea de biogaz este constant

69

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Ca inocul se poate folosi chiar materia organic introdus Procesul ncepe s se stabilizeze dup 20-30 zile de operare Tipuri de digestoare: Digestoare n care flora bacterian este dispersat n mediul de cultur Digestoare n care flora bacterian este ataat pe un suport inert Digestor cu microorganisme dispersate DIGESTOR CU CAPAC FIX Gazul se stocheaz la partea superioar a reactorului, iar volumul digestorului trebuie s fie egal cu volumul materiei organice influente plus volumul gazului rezultat Variantele constructive: de capacitate mic (6-12 m3) pentru uniti gospodreti mici, de capacitate 50 m3 destinate comunitilor mari, de unde se colecteaz cantiti mari de deeuri organice70

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROBIesire biogaz Intrare deseuri organice

BIOGAZ

NAMOL

71

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Reactorul este construit din crmizi sau din plci prefabricate, cptuite n interior cu mortar, mpiedicndu-se astfel pierderile de ap i de biogaz. Partea superioar i cea inferioar a reactorului sunt semisferice Reactorul este ngropat n pmnt pentru a menine constant temperatura i pentru a se face economie de spaiu. Conducta de alimentare este dreapt i ptrunde n reactor pn la mijlocul acestuia Acumularrea biogazului n partea superioar duce implicit la creterea presiunii n reactor; aceasta poate atinge i 1-1,5 m coloan de ap (0,1bar). Presiunea exercitat din interior asupra pereilor reactorului este echilibrat de greutatea stratului de pmnt care l reactorul72

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Marea majoritate a acestor digestoare sunt cu funcionare discontinu Materia prim este de obicei o mixtur de deeuri organice provenite din fermele zootehnice, deeuri agricole, deeuri din gospodrii, ape menajere Producia de biogaz este de 0,15 0,2 m3/zi/m3 reactor Digestorul nu dispune de sisteme de agitare mecanic. Amestecarea materiei organice se face doar n timpul alimentrii evacurii prin turbulena produs de aceste operaii.

73

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB DIGESTOR CU CAPAC MOBIL Const dintr-un pu cilindric construit din crmizi sau din beton armat cu o plas metalic. Capacul digestorului este mobil i acioneaz ca un rezervor de gaz, el putandu-se deplasa pe vertical. astfel presiunea din interiorul reactorului datorat acumulrii biogazului, ramane constant acumularea biogazului ducand la ridicarea capacului pe vertical Corpul digestorului este ngropat. Dezavantajul acestui tip de digestor: pierderea de cldur prin capacul ce vine n contact cu atmosfera.

74


75

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Digestorul este alimentat semicontinuu printr-o conduct de alimentare. Evacuarea se face n acelai timp cu alimentarea prin conducta de evacuare situat n partea opus celei de alimentare Deeurile organice trebuie mrunite in prealabil, pentru a elimina blocajele i pentru un mai bun contact cu microorganismele

76

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Digestoare cu microorganisme ataate FILTRU ANAEROB Este reprezentat sub forma unei coloane cu strat fix de umplutur (roci, pietri, materiale plastice), pe care se dezvolt un film de microorganisme. Umplutura trebuie s : aib o suprafa specific mare (aproximativ 100 m2/m3), pentru a permite ataarea unui numr ct mai mare de microorganisme fie inert din punct de vedere chimic prezinte spaii ntre particule ct mai mari pentru a nu se produce colmatara coloanei cu materii organice influente Forma inelelor de umplutura difer, de la inele tubulare, la buci de material plastic spongios77

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROBBiogaz

Alimentare78

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Variante ale digestiei anaerobe 1. Umede sau uscate Umede deeurile solide municipale sunt diluate pn la un coninut de 10-15 % solide uscate. Uscate deeurile sunt procesate la umiditatea iniial sau sunt diluate pn la un coninut de solide uscate de 20 40%. 2. Continue sau discontinue Discontinue reactorul este alimentat discontinuu cu deeuri organice sortate care sunt procesate (mrunite, diluate) alturi de un inocul preluat din alt reactor. Apoi reactorul este nchis pn la terminarea procesului de digestie anaerob. Digestorul este apoi golit i o nou arj de amestec organic este introdus. Continue reactorul este alimentat continuu cu deeuri organice, iar materiile digestate sunt eliminate continuu pe la partea inferioar a acestuia.79

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB3.

Cu o singur treapt /cu mai multe trepte Cu o singur treapt toate fazele digestiei au loc n acelai reactor. Cu mai multe trepte procesul are loc n mai multe reactoare, deseori faza de formare a acizilor organici (acetogeneza) este separat de faza de formare a metanului (metanogeneza). aceast separare duce la creterea eficacitii celor dou tipuri de microorganisme, care sunt diferite prin necesitile lor de hran i condiii de mediu. o serie de sisteme cu trepte multiple utilizeaz, de asemenea, o treapt aerob preliminar pentru a crete temperatura i pentru a declana procesele de degradare a materiei organice. in alte sisteme separarea se face n funcie de temperatur: un reactor pentru faza mezofil i un reactor pentru faza termofil. 80


4.

Co fermentarea cu deeuri zootehnice/ fermentarea deeurilor solide municipale Co-fermentarea cu deeuri zootehnice fraciile organice de deeuri organice municipale sunt amestecate cu deeuri zootehnice din fermele de animale. Astfel, se mrete raportul C/N, fr s se mai adauge alte tipuri de materiale. Fermentarea deeurilor solide municipale tancul de alimentare conine fracii organice din deeurile solide, fr s se mai adauge alte tipuri de materiale.

81


H2O

Biogaz Reactor digestie anaerob

Recepie deeuri

Sortare/ Tratare mecanica

Bazin amestecare

Namol la tratare

Schema bloc a digestiei anaerobe

82

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB Biogazul productia poate varia n limite largi, depinznd de caracteristicile influentului i de condiiile mediului de cultur din digestor este alctuit, n mod curent, din maxim 80% metan i minim 20% bioxid de carbon, din cantiti foarte mici de hidrogen precum i din urme de hidrogen sulfurat, mercaptani, amoniac, vapori de ap, scatol i indol. este preluat prin intermediul instalaiei de manipulare i transportat la utilizator. instalaiile de manipulare includ:reele de evi, pompe pentru gaz, debitmetru, regulatoare de presiune i drenaje pentru condensul care apare ca rezultat al condensrii vaporilor de ap din gaz datorit rcirii acestuia.

n unele situatii este necesar o instalaie pentru purificarea gazului de compui corozivi cum ar fi hidrogenul sulfurat.83

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORVII.2. DIGESTIA (FERMENTAREA) ANAEROB este un gaz combustibil cu un coninut mediu de energie de 21200 Btu/m3 28250 Btu/m3 care poate fi folosit pentru generare de electricitate, pentru alimentarea vehiculelor de transport, drept combustibil pentru boilere, instalaii de nclzire sau refrigerare sau poate fi utilizat direct pentru mainile de gtit sau iluminare purificarea biogazului presuoune: indeprtarea CO2 indeprtarea H2S indeprtarea hidrogenul (H2) si amoniacul (NH3)

84

Comparaie ntre compostare i digestia anaerob

85

VII. BIOTEHNOLOGII DE TRATARE A DESEURILORStatii de compostare in Romania Ianca (Brila) : Statie de compostare pentru deseuri biodegradabile implementat in parteneriat cu Consiliul Judetean Braila prin Programul Phare 2004 Coeziune Economica si Sociala Schema de Investitii pentru Proiecte Mici de Gestionare a Deseurilor (buget total este de 762.450 euro, din care contributia Uniunii Europene a fost de 682.450 Euro). o capacitate de 17.000 mc, este echipata cu platforma de cantarire cu calculator de proces, incarcator frontal, vidanja si echipament de spalare.

86

VA MULTUMESC PENTRU AUDIERE !

87

c_7,8,9 (bpm)

Documents