Czynniki zakłócające proces produkcji biogazu

Wytwarzanie biogazu – „zielonego” źródła energii – wydaje się nieskomplikowanym procesem, który zachodzi nawet samoczynnie w warunkach naturalnych. Istnieje jednak szereg czynników, które mogą przeszkodzić w jego wydajnej produkcji.

Temperatura

Prawidłowo przeprowadzona fermentacja odpadów organicznych, skutkująca wydajną produkcją biogazu, opiera się na utrzymaniu stałej temperatury podczas procesu. To, jak wysoka ma być temperatura zależy głównie od tego, jakiego rodzaju bakterie wykorzystywane będą w celu przeprowadzenia fermentacji – dzielimy je na trzy grupy:

  • psychrofilowe,
  • mezofilowe,
  • termofilowe.

 

Dla każdej z tych grup bakterii istnieje optymalna temperatura, w której bakterie rozwijają się najlepiej.

W przypadku bakterii psychrofilowych wynosi ona ok. 25°C, co oznacza, że w sprzyjających warunkach klimatycznych nie ma potrzeby dodatkowego ogrzewania fermentatora. Należy jednak pamiętać, że ta grupa bakterii nie gwarantuje największej wydajności produkcji biogazu.

 

Znacznie wydajniejsze są z kolei bakterie z grupy mezofilowych – optymalna temperatura ich pracy waha się pomiędzy 32 a 42°C. Oznacza to, że podgrzanie fermentatora do wskazanej temperatury nie wymaga większych nakładów energii, a skutkuje bardziej efektywną produkcją biogazu.

Ostatnia grupa – bakterie termofilowe – wymagają do działania temperatury od 50 do nawet 75°C. Bakterie te gwarantują najwyższą wydajność produkcji, jednak konieczne jest utrzymanie wysokiej temperatury, co znacznie podnosi koszt utrzymania biogazowni. Dodatkowo proces z wykorzystaniem bakterii termofilowych jest najmniej stabilny i wrażliwy na wszelkie wahania temperatury.

Utrzymanie właściwego poziomu ciepła w procesie fermentacji jest zatem niezwykle istotne z punktu widzenia wydajności produkcji biogazu. Odpowiednia temperatura jest szczególnie ważna w krajach o umiarkowanym klimacie – np. w Polsce. Wszelkie przerwy w ogrzewaniu biogazowni lub przekroczenie temperatury mogą powodować nie tylko o wiele mniejszą wydajność produkcji, ale również w skrajnych przypadkach jej całkowite zatrzymanie.

Amoniak i siarkowodór

W czasie fermentacji wytwarzany jest nie tylko biogaz, ale również inne substancje gazowe, które mogą negatywnie wpłynąć na wydajność produkcji metanu. Wyjątkowo szkodliwy jest amoniak, którego zbyt wysokie stężenie – pojawiające się w przypadku zwiększonego odczynu pH w podłożu („wsadu” biogazowni) – niszczy bakterie, co może spowodować przestój w produkcji biogazu.

Warto pamiętać, że negatywny wpływ amoniaku na bakterie fermentujące przybiera na sile wraz ze wzrostem temperatury, co szczególnie istotne jest w przypadku stosowania grup bakterii, które do życia wymagają ciepła.

Szkodliwe stężenie amoniaku powstawać może również podczas fermentacji surowca zawierającego duże ilości białka.

Podobny, negatywny wpływ na wydajność produkcji biogazu może mieć również siarkowodór – jego zbyt wysokie stężenie niszczy bakterie, co sprawia, że proces fermentacji albo znacząco hamuje, albo całkowicie się zatrzymuje.

Niewłaściwy rozwój bakterii

Przed pierwszym uruchomieniem biogazowni ważne jest zadbanie o właściwe „zaszczepienie” fermentatora, co pozwoli na wydajną pracę urządzenia w przyszłości. Proces ten najlepiej przeprowadzić przy użyciu wkładu o wysokiej zawartości odpowiednich bakterii – np. gnojowicy bydlęcej.

Oczywiście aby biogazownia mogła osiągnąć pełną wydajność potrzeba czasu na to, aby bakterie mogły odpowiednio się rozwinąć. W początkowym etapie – fazie rozruchowej – istotne jest, aby biogazownie uzupełniać podłożem o podobnym, stałym składzie. Sprawia to, że bakterie nie muszą za każdym razem adaptować się do nowych warunków, a co za tym idzie – będą szybciej się rozwijać.

Nie należy też w fazie początkowego rozruchu biogazowni podawać zbyt dużych ilości podłoża – wskazane jest raczej stopniowe zwiększanie zawartości fermentatora, tak aby bakterie mogły swobodnie się rozwijać.

Zła jakość podłoża

Pomimo faktu, że biogaz może być wytwarzany z różnego rodzaju składników ulegających fermentacji, to niezwykle ważne jest, aby zadbać o ich właściwą jakość – wpływa ona nie tylko na jakość samego biogazu, ale również na wydajność jego produkcji.

Warto stosować się do zasady, według której podłoże (np. w postaci resztki paszy) stosowane w biogazowni powinno nadawać się jako składnik pożywienia dla zwierząt gospodarczych – należy więc unikać produktów zepsutych, zagrzybionych itp. W przeciwnym wypadku produkcja biogazu może zostać znacznie ograniczona.

Również pozostałe rodzaje podłoża należy poddać wstępnej obróbce, polegającej między innymi na usunięciu elementów nieulegających rozkładowi – plastiku, kamieni, drewna, fragmentów metalowych i innych – lub rozdrobnieniu na mniejsze części. Nie tylko pozwala to osiągnąć większą wydajność biogazowni, ale również zapewnia jej bezawaryjną pracę.

2018-09-20T12:01:48+02:00Sierpień 7, 2018|Categories: Wsparcie|