3.1.1. Schema de principiu i descrierea general a fabricii de biogazn prezent interesul fermierilor fa de tehnologia AD a crescut considerabil. Producia de biogaz aduce cu sine oportuniti noi de afaceri, produce un ngrmnt de calitate nalt i reduce cantitatea de deeuri. n cazul nostru, avem o situie a unei fabrici de biogaz de nivel fermier ce desevete o ferm de bovine, dou ferme de porcine i aproximativ o sut de gospodrii rneti, digernd materia prima rezultat din cursul activitii lor. Fabrica de biogaz va folosi i co-digestia unor cantiti de substraturi n scopul creteii productivitii de biogaz (de exemplu silozurile de porumb i paiele). Asemntor fabricilor de co-digestie, planul constructiv general de funcionare a fabricii de biogaz este: gunoiul de grajd va fi colectat de la ferme i gospodriile rneti ntr-un bazin pre-stocare situat n apropierea digestorului, care va fi alimentat prin pomparea materiei prime prestocate. Digestorul va fi construit sub forma unui rezervor ermetic realizat din oel i izolat termic pentru meinerea temperaturii constante a procesului. Regimul termic al digestiei va fi unul mezofil, la aproximativ 350 C. Digestorul va fi de tip vertical prevzut cu sistem de amestecare , pentru a micora riscul de formare a sedimentelor, a straturilor de flotaie precum i pentru omogenizarea substratului. Deasemenea, amestecarea va asigura i aprovizionarea microorganismelor cu toi nutrienii neceasari. ncrcarea digestorului va fi efectuat o data la 7 zile, cu condiia de a se menine3.4. Digestatul i utilizarea lui3.4.1. Digestatul, un ngrmnt valorosPe lng faptul c o fabric de biogaz este un furnizor de energie, biomasa rezultat n urma procesului de digestie anaerob, care este numit digestat, reprezint un ngrmnt valoros. Acest ngrmnt este bogat n micronutrieni, fosfor, azot i potasiu. n plus, acesta poate fi aplicat pe terenul agricol cu echipamente obinuite, care sunt utilizate i n cazul gunoiului de grajd lichid. Datorit omogenitii sale ridicate a disponibilitii mai mari a nutrienilor, digestatul reprezint un fertilizator mai eficient n comparaie cu gunoiul animal brut.3.4.1. Aplicarea digestatului ca ngrmntConform celor menionate mai sus, n comparaie cu gunoiul brut, digestatul este mai omogen i are un coninut mai bogat n azot i fosfor. Deoarece acesta conine mai mult azot anorganic, digestatul este mai uor accesibil pentru plante. Ca i n cazul gunoiului brut, pentru o utilizare eficient a digestatului ca ngrmnt, sunt luate n consideraie aceleai reguli de baz, i anume: Asigurarea capacitii suficiente de stocare; Restricionarea de aplicare pentru o anumit perioad de timp; Respectarea cantitii optime de aplicare; Respectarea tehnicilor de aplicare.Avantajul utilizrii digestatului ca ngrmnt rezult din faptul c acesta se infiltreaz n sol mult mai rapid datorit faptului c este mai fluid i mai omogen. Totodat, din cauza emisiilor de amoniac i a scurgerilor de nitrai, aplicarea acestuia implic riscul pierderilor de azot. Pentru evitarea acetui fenomen trebuie respectate anumite reguli: Evitarea amestecrii n exces a acestuia; Aplicarea digestatului n stare rece; Respectarea condiiilor meteorologice, i anume: aplicarea pe timp ploios, n lipsa vntului. Aplicarea n cmp cu ajutorul pompelor, prin injectarea direct n sol. Aplicarea corespunztoare tipului culturii etc.3.4.3. Strategii de condiionare a digestatului Digestatul poate fi condiionat fie parial, fie complet. Condiionarea parial presupune separarea materiilor solide din digestat. Aceast separare poate fi realizat prin intermediul separatoarelor cu site spirale sau a decantoarelor. Iniial, condiionarea parial a fost folosit cu scopul producerii compostului comercial, apoi fracia fibrelor astfel separate, cu un coninut mai mare de 45% a materiei uscate, s-a folosit ca combustibil adiional pentru boilerele care funcioneaz pe deeuri lemnoase. Astzi, un beneficiu este ndeprtarea i exportul de fosfor care se gsete n compoziia fraciei fibroase. Deoarece fosfatul se afl direct ataat particulelor solide, fosforul este ndeprtat parial, odat cu fracia fibrelor. De aceea, separarea prin decantare, este o tehnologie favorabil n cazul n care exist surplus de fosfor. Fracia fibros care este bogat n fosfor poate fi exportat, n timp ce fracia lichid poate fi utilizat ca ngrmnt.Condiionarea complet presupune separarea digestatului n trei produi finali de rafinare, i anume: Fibre organice, nutrieni concentrai i ap pur. Nutrienii, adic azotul, fosforul i potasiul, dar i compuii organici sunt separai ntr-o form concentrat i pot fi exportai. Apa pur rmas poate fi scurs n sistemul n sistemul apelor de suprafa, sau n unele cazuri poate fi utilizat ca ap de procesare. Condiionarea complet este utilizat n zonele agricole cre dispun de un exces de azot. 3.4.4. Stocarea digestatului Digestatul este stocat n incinte de depozitare, care sunt construite n acest scop. n scopul utilizrii eficiente a digestatului ca ngrmnt n agricultur , multe ri europene au elaborat o legislaie n acest sens, care oblig existena unei capaciti de depozitare a digestatului de pn la nou luni.Substratul de digestat este pompat din digestor i transportat cu ajutorul cisternelor de vidanjare sau prin conducte pn n tancuriel de stocare a acestuia. Capacitatea tancurilor trebuie s asigure depozitarea digestatului pe timp de cteva luni. acesta poate fi depozitat n tancuri construite din beton armat i acoperit cu straturi de flotaie, care sunt formate natural Figura 7.31. sau artificial, fie cu ajutorul copertinelor de tip membran. Figura 7.33. n rma procesului AD a substratului, exist riscul pierderii de metan i azot din digestat, de aceea experiena n agricultur a artat care sunt cel mai bune practici de minimizare a emisiilor, precum i a mirosurilor neplcute, a scurgerilor de nutrieni. O cale important de prevenire a acestui proces, este depozitarea i manipularea digestatului n mod corespunztor. Practica a demostrat c 20% din totalul produciei de biogaz poate lua natere n tancurile de stocare. Pentru prevenirea emisiilor de metan i a colectrii extra-produciei de gaz, tancurile de stocare trebuie acoperite cu o membran impermiabil pentru gaze. Acest lucru va determina recuperarea biogazului. n scopul reducerii volatilizrii amoniacului, digestatul trebuie acoperit i atunci cnd este transportat ctre facilitile de stocare din cmp. Acest acoperire deasemenea se face printr-un strat de flotaie natural.

Stocarea biogazuluiProducia de biogaz trebuie meninut la un nivel constant i stabil. Deoarece uneori cantitatea produs de biogaz poate atinge vrful, iar necesitile de consumare ale lui sunt de asemenea variabile, este necesar depozitarea temporar a biogazului, folosindu-se pentru aceasta faciliti adecvate de stocare. Stocarea biogazului poate fi efectuat n partea superioar a digestoarelor, utilizndu-se membrane special, care servesc i pentru acoperirea acestora. La fabricile de dimensiuni mari, este efectuat depozitarea separat a biogazului. Aceasta are loc fie n spaii incluse n cldirile care servesc ca depozite, fie n incinte de sine-stttoare. Facilitile de stocare a biogazului pot fi efectuate att la presiune joas, ct i medie sau nalt. Pentru a asigura eficientizarea i creterea siguranei n operarea fabricii de biogaz, este necesar alegerea corect a sistemului de stocare, dar i dimensionrea adecvat a acestuia.

5.1.2. Normele de siguran n fabricile de biogazConstruci i operarea unei fabrici de biogaz necesit s ia n consideraie o serie ntreag de norme de siguran de o importan maxim. n cazul nerespectrii acestora, exist posibilitatea apariiei unui numr de poteniale riscuri privind sigurana oamenilor, animalelor i a mediului. Asigurarea msurilor corespunztoare de siguran are ca scop nlturarea apariiei riscurilor de orice fel, precum i situaiile prevzute i s contribuie la siurana funcionrii fabricii. De ndeplinirea celor mai importante msuri de siguran, precum i de stabilirea procedurilor clare de prevenire i control al eventualelor distrugeri, depinde obinerea autorizaiei de construcie i funcionare a fabricii de biogaz. Lista msurilor de siguran la o fabric de biogaz este: prevenirea exploziilor; prevenirea incendiilor; prevenirea pericolelor mecanice; igurana electric; sigurana termic; protecia fonic; prevenirea asfixiei i a otrvirii; protecia mpotriva descrcrilor electrice atmosferice; soliditatea static a construciilor; sigurana privind igiena i controlul veteriar; evitarea emisiilor poluante pentru atmosfer; prevenirea scurgerilor n apele freatice i de suprafa; evitarea eliberrii de poluani n timpul evacurii deeurilor; sigurana contra inundaiilor. S ADAUG AP CHIOAR!!!!!5.1.3 Riscurile de accidente la fabricile de biogazPe lng toate riscurile care exist la o fabric de biogaz, alte surse de accidentare posibile sunt: pericolul de cdere pe scri sau de rnire de ctre dispozitivele mobile ale fabricii. Utilaje precum mixerele, pompele i echipamentul de alimentare cu materie prim a digestorului, funcioneaz cu ajutorul curenului electric. O utilizare necorespunztoare a acestora sau defectarea unitii energetice CHP, pot avea drept consecin electrocutarea personalului de la fabric. Pentru astfel de situaii neprevzute i pentru posibilitatea intervenirii eliminrii defeciunilor a utilajului electric aflat sau nu sub tensiune, personalul trebuie asigurat cu echipamente de protecie speciale (mnui dielectrice, galoi dielectrici, indicatoare de tensiune nalt etc.). Mai mult de att, exist i riscul arsurilor superficiale, cauzate de sistemele de nclzire i rcire a fabricii de biogaz (de exemplu sistemul de rcire al motoarelor, sistemul de nclzire al digestorului, pompe de cldur). Acelai lucru este valabil i pentru cazul componentelor unitii CHP, dup cum i al arztorului de biogaz. Pentru a evita aceste tipuri de accidente, n zonele cu potenial nalt de pericol, trebuie amplasate panouri de avertizare clare, iar personalul necesit a fi instruit n consecin.

5.1.4. Sanitaia, controlul agenilor patogeni i aspecte veterinare Aspecte legate de igien la fabrica de biogazProcesul de digestie poate conduce la apariia noilor ci de transmitere a agenilor patogeni i a bolilor provocate de ctre acetea. n cazul oamenilor se poate de menionat boli infecioase, iritaia mucoaselor, bronit, astm i alergie. n cazul animalelor se poate determina transmiterea zoonozelor, precum i a altor boli. deeurile de origine animal i uman, foosite n calitate de materie prim, conin diverse bacterii patogene, parazii i virui. Codigestia deeurilor provenite din diferite industrii precum i din nmolurile de canalizare prezint un potenial crescut al agenilor patogeni care se pot rspndi n sol i pot ajunge n lanul alimentar al oamenilr i al celorlalte vieuitoare. De obicei, la fabricile de biogaz, digestatul este utilizat n calitate de ngrmnt pe cmpurile agricole. Riscurile de rspndire al agenilor patogeni prin folosirea digestatului, trebuie prevenit cu ajutorul msurilor de siguran veterinar. Lista msurilor sanitare enumerate mai jos ajut la un control efectiv al agenilor patogen i al altor materii infecioase prin procesul AD:Controlul sntii eptatului. De la fermele n care eptatul prezint probleme de sntate nu se va utiliza materia prim.Controlul materiilor prime. Materia prim ce prezint un risc nalt de costaminare cu ageni patogeni necesit a fi exclus din procesul de digestie.Controlul eficienei reducerii agenilor patogeni. Digestatul trebuie supus unui astfel de control prin utilizarea organismelor indicatoare. Eficiena reducerii agenilor patogeni nu trebuie presupus ci verificat prin utilizarea uneia dintre metodele acreditate care utilizeaz organisme indicatoare.Presanitaia separat. Categoriile specifice de materie prim necesit presanitaia separat obligatorie, precum este prevzut n Regulamentul European EC 1774/2002. n dependen de materia prim, reglementrile presupun fie pasteurizarea (timp de o or la temperatura de 700C), fie sterilizarea sub presiune (timp de cel puin 20 de minute la o tempratur de 1330C i o presiune absolut a aburului de minim trei bari). Sanitai controlat. Acea materie prim ce nu necesit presanitaia separat, combinaia dintre temperatura procesului AD i timpul minim garantat reteniei. La aceast temperatur n interiorul digestorului, va contribui la reducerea eficient a agenilor patogeni din digestor. Parametrii de igien n fabricile de biogazReducerea eficient a agenilor patogeni din digestat este asigurat prin implementarea unui proces separat de presanitaie, ns reducerea numrului agenilor patogeni este asigurat i prin nsui procesul AD. Unii parametri ai procesului precum temperatura, timpul de retenie, pH-ul etc., au o influen direct i indirect asupra eficienei sanitaiei prin procesul de digestie.De exemplu, unele tulpini de Salmonella supravieuiesc o perioad mai lung n cazul unui coninut de substan uscat mai mare de 7%. Aglomerarea n scop protectiv a microorganismelor (bacteriilor) poate prelungi procesul de inactivare a agenilor patogeni.Timpul de via al agenilor patogeni depinde i de originea gunoiului lichid. Salmonella, de exemplu, un timp mai ndelungat supravieuiete n gunoul de grajd de origine bovin, ns pe de alt parte, deeurile de grajd de rigine porcin conin mai multe organisme infecioase din cauza prezenei agenilr patogeni n hran i densitii mai mari a animalelor.Influena temperaturii i MGRT n vederea distrugerii agenilor patogeni este prezentat n tabelul 9.4, care arat timpii de decimare (timpul necesar descreterii unei populaii viabile cu o unitate logaritmica, ceea ce este echivalent cu o reducere de 90% a microorganismelor) n cazul ctorva tipuri de ageni patogeni prezeni n gunoiul animal. Tabelul 9.4Condiii de sanitaieUna din cele mai importante reglementri europene priind digestia anerob este regulamentul privitor la produsele secundare de origine animal EC 1774/2002. Regulament stabilete condiiile necesare pentru reciclarea i tratarea deeurilor de origine animal. Acesta identific trei categorii principale de produse secundare de origine animal i indic condiiile de tratare i sanitaie a acestora. Conform acestui regulament, din categoria unu fac parteanimalele suspectate de afi infectate cu TSE i materialele cu risc specific. Tratamentul produselor secundare de origine animal din aceast categorie, n fabricile de biogaz nu este permis.Din categoria doi face parte gunoiul animal provenit de la toate speciile i coninutul tractului digestiv al mamiferelor. nainte de a fi procesate, materiile prime din aceast categorie trebuie sterilizate cu abur sub presiune minim timp de 20 minute dup atingerea temperaturii de 1330C. Pentru toate celelalte aparinnd categoriei trei, nu este necesar o tratare la temperaturi i presiuni nalte. n vederea supunerii procesului de digestie, materia prim, este tratat termic la 700C timp de o or n tancuri separate. Suprafaa pe care i desfoar activitatea fabrica de biogaz trebuie separat n dou zone: zone necontaminate i zone contaminate. O condiie important este separarea strict a acestor dou zone.Pentru a evita riscul apariiei de infecii, regulamentul stabilete stricta separare a activitii de cretere a animalelor de zonele n care sunt amplaste fabricile de biogaz. Transportul, depozitarea intermediar, tratamentul necesar, la fel ca i procesarea materiei prime n fabricile de biogaz, sunt strict reglementate.

Modele economice pentru o statie de producere a biogazului .....................................................

Aspecte generale privind modelele economice ..............................................................................

Modelul static-echivalent al cheltuielilor totale pentru statie .......................................................

Calculul numeric al CTA, prin modelului static echivalent .............................................................

Determinarea preului de cost al energiei .......................................................................................

Formularea problemei .....................................................................................................................

Pretul de cost nivelat al biogazului obtinut ................................................................................

Determinarea preului de cost al energiei .......................................................................................

Preul de cost nivelat al energiei electrice ...........................................................................

Costul nivelat al biogazului produs la centrala etalon .....................................................

Costul nivelat al energiei electrice produse la centrala etalon ..........................................

Analiza comparativ a costurilor nivelate ..........................................................................................