BUDOWA I FUNKCJONOWANIE MIKROBIOGAZOWNI W GOSPODARSTWIE ROLNYM

1. BUDOWA I FUNKCJONOWANIE MIKROBIOGAZOWNI W GOSPODARSTWIE ROLNYM Dr inż.Alina Kowalczyk-Juśko Uniwersytet Przyrodniczy w LublinieWydział Nauk Rolniczych w Zamościu

2. Analizując strukturę rolną w Polsce stwierdzamy, że nie różni się ona znacznie od struktur rolnych w krajach sąsiednich • Powierzchnie krajowych gospodarstw rolnych można w dużym przybliżeniu porównać z obszarami gospodarstw rolnych w górnej Bawarii, Szwabii, Tyrolu czy Szwajcarii • W gminie Schenchen (Bawaria) o całkowitej powierzchni gminy 3.154 ha i zamieszkałej przez 4.601 mieszkańców; średnia powierzchnia gospodarstw około 35 ha uruchomiono 14 biogazowni rolniczych od 20 do 90 kWe

3. Mikrobiogazownia • W skład mikrobiogazowni wchodzą następujące elementy: • punkt przyjęcia substratów, • zespół pomp dozujących i mieszających substraty, • komora/zespół komór fermentacyjnych, wyposażonych w system grzewczy, mieszający i odprowadzający poferment, • zbiornik buforowy na biogaz, • system odsiarczania biogazu, • system sterowania biogazownią, • instalacja rur i przewodów (na substraty, biogaz oraz przewodów elektrycznych), • zespół kogeneracyjny, • flara gazowa (pochodnia), • budynek techniczny, zawierający zespół kogeneracyjny, system sterowania, • przyrządy do oznaczania ilości suchej masy, suchej masy organicznej i pH.

4. Rozporządzenie ministra rolnictwa i rozwoju wsi w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle rolnicze i ich usytuowanie z dnia 25 marca 2013 r. (t.j. z dnia 16 stycznia 2014) § 7. Odległości komór fermentacyjnych i zbiorników biogazu rolniczego powinny wynosić co najmniej: 1) 20 m od pomieszczeń przeznaczonych na pobyt ludzi oraz od budynków inwentarskich, 2) 20 m od budynków innych niż określone w pkt 1 niepowiązanych technologicznie z instalacją służącą do otrzymywania biogazu rolniczego, 3) 5 m od granicy działki sąsiedniej, 4) 15 m od składu węgla i koksu, 5) 15 m od komór fermentacyjnych i zbiorników biogazu rolniczego, będących elementem odrębnych instalacji służących do otrzymywania biogazu rolniczego, 6) 15 m od silosów na zboże i pasze, 7) 5 m od innych obiektów budowlanych nie będących budynkami. § 6. – odległości otwartych i zamkniętych zbiorników na produkty pofermentacyjne

5. Przykład – mikrobiogazownia w Studzionce (woj. śląskie) • Gospodarstwo Państwa Pojdów w Studzionce zlokalizowane jest w średnio zwartej zabudowie wiejskiej, • Na terenie otoczonym z dwóch stron działkami sąsiadów, po drugiej stronie ulicy zabudową mieszkaniową a w kierunku zachodnim ok. 100 m małe gospodarstwo i zabudowa mieszkaniowa, • Na działce budowlanej zlokalizowane są: dom mieszkalny, garaże maszyn, kurnik, chlewnia, zbiornik gnojowicy i inne pomieszczenia gospodarcze oraz silosy zboża, • Przy z zrzutach i wywozie gnojowicy nasilały się wyziewy odorów, a w okresie letnim ze zbiornika gnojowicy wydzielał się metan. Ten stan spowodował, że gospodarz zaczął się interesować możliwością znacznego obniżenia (wręcz likwidacją) odorów w obejściu.

6. Widok z góry na gospodarstwo i sąsiednie zabudowania 1 2 5 4 3 6 2 1 - biogazownia 2 - kurniki 3 - chlewnia 4 - zbiornik reszty pofermentacyjnej 5 - garaże 6 - dom mieszkalny

7. Mała biogazownia rolnicza w StudzionceMoc kogeneratora: 30 kW(w czasie budowy)

8. Kurnik Kanały zrzutowe odchodów Chlewnia Zrzut gnojowicy Zbiornik wstępny

9. Otwór wrzutowy do zbiornika wstępnego nakrywany klapą

10. Maszynownia w wydzielona z garażu maszyn rolniczych 1 3 2 1 1 4 1. maszynownia, 2. kogenerator 3. chłodnica awaryjna 4. tłumik

11. Kogenerator 30 kW 1 2 3 4 1 - silnik spalinowy, 2 - prądnica, 3, 4 - wymienniki ciepła

12. Mikrobiogazownia w Szewni Przydomowa biogazownia wytwarza gaz na potrzeby gospodarstwa domowego. Do komory fermentacyjnej raz na dobę wrzuca się ok. 50 kg ulegających fermentacji płodów rolnych bądź ich odpadów (buraki, zboże, słoma, liście). Z takiej ilości powstaje na godzinę około 1 m3 biogazu. - moc 20 kWt - hydrolizer o objętości = 1,7 m3- fermentor o objętości = 8 m3- zbiornik biogazu o objętości = 10 m3

14. Inne (transportowalne) rozwiązania • Modułowe, mobilne (bez fundamentu) instalacje mikrobiogazowni, produkowane w różnych opcjach mocy, wykorzystujące odchody zwierzęce, kiszonki i odpady produkcji rolnej do wytwarzania biogazu • Przeznaczone dla małych gospodarstw rolno-hodowlanych oraz przedsiębiorstw przetwórstwa rolnego, spożywczego • Otrzymany biogaz może być spalany bezpośrednio w piecu lub jako paliwo gazowe zasilać silnik spalinowy kogeneratora • Moc generatora dla jednej komory 10-40 kW

15. Mikrobiogazownia kontenerowa (Instytut Maszyn Przepływowych + Politechnika Śląska) 3 2 1 4 1 - komora fermentacyjna, 2 - zasyp, 3 - przelew syfonowy, 4 - właz rewizyjny

16. Transport mikrobiogazowni 3 1 2 1 - komora fermentacyjna, 2 - miejsce na kogenerator i podest obsługi, 3 - zasyp do załadunku substratów

17. Kontenerowa Mikrobiogazownia Rolnicza

18. Kontenerowa mikrobiogazownia rolnicza KMR 7 Wnętrze komory: układ przelewowy, pompa wirnikowa, instalacja ogrzewania

19. Główne parametry techniczne prostopadłościenny, spawany, szczelny zbiornik ze stali węglowej, o wewnętrznych wymiarach: 2,5 x 2,5 x 12,0 m (wymiary kontenera morskiego) kubatura zbiornika: 75 m3, pojemność czynna ok. 60 m3 zewnętrzne ocieplenie z warstwą wełny mineralnej, poszycie z blachy trapezowej zintegrowany z komorą fermentacyjną zbiornik biogazu (umieszczony na dachu komory) wewnętrzna instalacja ogrzewania zapewniająca odpowiednią temperaturę procesu przelewowy system usuwania masy pofermentacyjnej nowatorskie rozwiązanie systemu przemieszania masy fermentującej (bez mieszadła) możliwość zintegrowania komory z układem kogeneracyjnym (na podeście obsługi) produkcja biogazu od 3,5 do 5 m3 na godzinę (zawartości metanu ok. 55%)

20. Podłoże przygotowane do instalacji komory

21. Przepust gazowy do zamontowania zbiornika (worka) na gaz Montaż zadaszenia mikrobiogazowni Zamontowany zbiornik biogazu, widoczne zadaszenie komory

22. Przykładowy zestaw substratów, możliwe uzyski biogazu i energii

23. Mikrobiogazownia kontenerowa ITP/o. Poznań (producent Mega Bełżyce)

24. Inne opcje tego rozwiązania dają możliwość uzyskania mocy 25-36 kW

25. Przykładowy zestaw substratów, możliwe uzyski biogazu i energii

26. Fermentacja sucha odchodów, odpadów i produktów ubocznych z rolnictwa oraz biodegradowalnych odpadów stałych Fermentacja w pomieszczeniach typu garażowego, hermetycznie zamkniętych, odgrzewanych i zraszanych tak zwanym „perkolatem” najczęściej w temperaturze mezofilnej Etapy przebiegu procesu: • 1 faza: aerobowa – tlenowa napowietrzanie substratu - samoczynne nagrzewanie •2 faza: anaerobowa – beztlenowa z perkolacją - wytwarzanie biogazu •3 faza: aerobowa – tlenowa higienizacja, osuszanie

27. Etapy przebiegu procesu

28. Mobigas – mobilne biogazownie kontenerowe Ekoinnowacje (Koszęcin na Śląsku)

29. KOSUBSTRATY ODPADY CELOWE ROŚLINY • odchody zwierząt • młóto z browarów • wywar z gorzelni • wytłoki owocowe • wytłoki warzywne • makuchy rzepakowe • frakcja glicerynowa • odpady z rzeźni • kukurydza • trawy • burak • słonecznik • żyto i pszenżyto • koniczyna i lucerna • sorgo • inne

30. Logistyka zbioru i dostaw substratów • Dostępność substratów • Odległość (transport) • Przechowywanie, składowanie • Wstępna obróbka (higienizacja, homogenizacja) • Gwarancja ilości i składu chemicznego • Odpady z wybranych działów specjalnych rolnictwa

31. Wydajność odchodów zwierzęcych w produkcji biogazu

32. Produkcja biogazu z surowców odpadowych

33. Produkcja biogazu z surowców odpadowych Przeterminowana karma dla psów

34. Wydajność biogazu z różnych roślin

35. Dziękuję za uwagę