Biogazownia to nie jest kosz na śmieci
Jakie cechy powinien posiadać substrat zanim trafi do komory fermentacyjnej w biogazowni?
Odpady i odchody powinny być maksymalnie oczyszczone z elementów niepożądanych, w przypadku produkcji rolnej - na przykład kamieni, sznurków, czasem jakichś kawałków desek, a w przypadku odpadów przemysłowych np. z worków foliowych oraz opakowań. Im więcej takich elementów zostanie usuniętych na etapie przygotowania substratu, tym większa szansa, że komora fermentacyjna będzie pracowała długi czas bez awarii i większych problemów. To pierwszy podstawowy krok dla bezpieczeństwa eksploatacyjnego, który trzeba bezwzględnie wykonać.
Drugą istotną kwestią jest przygotowanie substratu pod kątem wielkości cząstki. Mieszadła w zbiorniku fermentacyjnym pracują w bardzo trudnych warunkach: zatem im lepiej przygotowany będzie substrat np. rozdrobniony, pocięty czy zmiażdżony, tym łatwiejszy do wymieszania. Praca z dobrze przygotowanym substratem przekłada się na żywotność mieszadeł i efektywność mieszania.
Trzeci punkt to wstępna homogenizacja substratów płynnych i stałych. Najlepiej przeprowadzić ten etap procesu w zbiorniku wstępnym, który jest zbiornikiem niegazoszczelnym (otwartym, zamkniętym z pokrywą foliową lub pokrywą betonową). Dzięki temu mamy do niego łatwy dostęp i możemy sprawdzić przygotowanie substratu oraz monitorować pracę mieszadeł. W razie potrzeby można urządzenia wyjąć ze zbiornika, oczyścić, naprawić lub w ostateczności wymienić. Gdy substrat trafia do komory fermentacyjnej, która z natury rzeczy jest komorą zamkniętą i pokrytą gazoszczelną powłoką membranową, mamy już ograniczone możliwości działania, a wszystkie błędy mogą nas drogo kosztować. Ucierpieć może żywotność mieszadeł, jak również sam proces fermentacji: rozkład substancji odżywczych i tlenu. Mogą wystąpić niepożądane zjawiska, jak na przykład sedymentacja czy powstawanie kożucha. W konsekwencji konieczne może okazać się przerwanie procesu, otwarcie dachu membranowego i naprawa urządzeń – wszystko zaś przełoży się na stratę w produkcji biogazu.
Co jest wskaźnikiem dobrego przygotowania odchodów do zasilania biogazowni?
Jeżeli naprawdę dobrze rozpozna się sytuację na początku, to można przygotować rozwiązanie, które będzie dopasowane do instalacji, substratu i zbiorników, które posiada dany gospodarz.
Na przykład, jeżeli ktoś wie, że będzie miał cząstkę na przykład 20 mm, a potem okazuje się, że ma jednak 50 mm, to zmienia założenia projektu. Taka zmiana ma bardzo duży wpływ na zapotrzebowanie mocy na metr sześcienny i dobór mieszadeł. Na pewno im mniejsze cząstki, to tym lepiej dla procesu fermentacyjnego, bo wówczas po prostu przebiega on szybciej.
Są jednak części składowe substratu, które i tak będą miały naturalną tendencję do tworzenia warstw pływających (np. słoma) albo osadów (np. obornik z kurników, który zawiera dużo piasku i będzie opadać na dno).
To są ważne informacje, ponieważ znając skład i właściwości substratu możemy dostosować ilość i ustawienie mieszadeł do warunków pracy. Jeśli dany obornik ma na przykład tendencję do sedymentowania, wtedy część mieszadeł będzie musiała pracować na dole zbiornika. Jeżeli spodziewamy się kożucha, to planujemy, żeby mieszadła pracowały intensywnie w górnej części zbiornika.
Jak dobrać rodzaj mieszadeł?
Są mieszadła zatapialne w wersji podrusztowej i do zabudowy na prowadnicy przy ścianie zbiornika. Stosuje się również mieszadła boczne, napędzane silnikiem elektrycznym lub poprzez WOM z ciągnika. Opcją może być zastosowanie pompy z dyszą mieszającą.
Czy trzeba kontrolować stale fermentację?
To co się dzieje w komorze fermentacyjnej jest głównym wyznacznikiem monitorowania przebiegu procesu produkcji biogazu. Trzeba pamiętać, że taka obserwacja musi być ciągła i że zmiana substratu czy sposobu karmienia zawsze wpłynie na proces mieszania w zbiorniku, ale skutek nie zawsze musi być widoczny z dnia na dzień. W biogazowniach tzw. przemysłowych to monitorowanie procesu dzieje się na bieżąco i jest oparte na systemach automatyki i opomiarowania, których zapisy są codziennie sprawdzane. Rolnik stosujący monosubstrat powinien obserwować proces, zmieniać ustawienie mieszadeł w zbiorniku i okresowo prowadzić konserwację instalacji. Z perspektywy rolników, którzy są przyzwyczajeni do ciągłej obserwacji swojego gospodarstwa: do doglądania zwierząt czy uprawy roślin, obserwacja biogazowni, w której zachodzą procesy biologiczne, będzie raczej zupełnie naturalną rzeczą. Trzeba po prostu tylko mieć świadomość, że biogazownia to nie jest kosz na śmieci, który ma produkować nam energię.
