Poprawa efektywności energetycznej małych oczyszczalni oraz biogazowni rolniczych to główne założenia innowacyjnego systemu, który tworzą naukowcy z Politechniki Gdańskiej (PG). Trwają prace nad demonstratorem tego układu, który będzie funkcjonował w jednej z pomorskich oczyszczalni – poinformowała gdańska uczelnia.
Problem zagospodarowania osadów i energochłonności
Jak zauważyła PG, małe oczyszczalnie w Polsce borykają się z problemem zagospodarowania osadów, pozostających po procesie biologicznego oczyszczania ścieków. Jednocześnie procesy oczyszczania są bardzo energochłonne. Dlatego – wg uczelni – kluczowego znaczenia nabiera gospodarka energią odpadową i surowcami w obrębie oczyszczalni.
Międzywydziałowy zespół naukowców z PG podjął się budowy i testowania demonstratora systemu, który zapewni poprawę efektywności energetycznej małych oczyszczalni oraz biogazowni rolniczych. System ma umożliwić m.in. bardziej wydajną produkcję biogazu z osadu czynnego (poddanego wcześniej procesowi dezintegracji niskotemperaturowej), także współfermentowanego z lokalnymi odpadami biodegradowalnymi. Układ ma też pozwolić na odzysk i zagospodarowanie ciepła odpadowego/procesowego z udziałem technologii opartej o pompy ciepła. Odzysk wody z pofermentu do irygacji pól, a także zastosowanie pofermentu jako nawozu płynnego, bogatego w biogeny (azot i fosfor), po wcześniejszym jego podczyszczeniu – mają być kolejnymi możliwościami wynikającymi z projektu.
– Dzięki naszemu pomysłowi, będzie można zwiększyć wydajność produkcji biogazu, skuteczniej odzyskiwać ciepło procesowe i jednocześnie zmniejszać ilość osadów nadmiernych wymagających zagospodarowania. To będą wymierne korzyści dla oczyszczalni – zapowiada prof. Jan Wajs z Instytutu Energii Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa, kierownik projektu.
Demonstrator systemu dla małych oczyszczalni oraz biogazowni
Demonstrator systemu, który będzie budowany w oczyszczalni, składa się z trzech podsystemów. Pierwszy z nich to prototypowa instalacja niskotemperaturowej dezintegracji i komora fermentacji. W tym elemencie uwaga zostanie skupiona na poprawie funkcjonalności ww. procesów. Prace koncentrować się mają zwłaszcza na zwiększonej produkcji biogazu oraz odzysku produktów dla rolnictwa.
Dezintegracja to wymagający nakładu energetycznego proces rozdrobnienia/zniszczenia struktury osadu czynnego, czy innego substratu biodegradowalnego. Politechnika dodaje, że organiczne składniki uwolnione do roztworu stają się bardziej dostępne jako substrat pokarmowy dla bakterii. Wpływa to na efektywność procesu fermentacji beztlenowej. Do korzyści z tego procesu można zaliczyć przede wszystkim zwiększoną produkcję biogazu w procesie fermentacji, zmniejszenie stężenia suchej masy organicznej w przefermentowanych osadach, a także zmniejszenie ilości generowanych osadów – wylicza PG.
– Masa pofermentacyjna, która jest wytwarzana w procesie fermentacji, jest bogata w składniki odżywcze i można ją stosować jako nawóz. Może być alternatywą dla znacznie droższych nawozów mineralnych, jednak poferment oraz wody (odcieki) z jego odwadniania muszą być odpowiednio przygotowane, żeby były bezpieczne dla środowiska przed ich ostatecznym zagospodarowaniem. Jeden z testowanych elementów naszego systemu ma to zapewnić w przyszłości – wyjaśnia prof. Sylwia Fudala-Książek.
Innowacyjna instalacja grzewczo-chłodząca dla małych oczyszczalni
Drugi istotny podsystem obejmuje innowacyjną instalację grzewczo-chłodzącą – wskazuje PG. Jest ona dedykowana procesom dezintegracji osadu czynnego i fermentacji, wraz z układem odzysku ciepła odpadowego/procesowego, dla poprawy efektywności energetycznej tych procesów. Opracowane rozwiązanie zapewnić ma redukcję zapotrzebowania na energię elektryczną w oczyszczalni.
Trzeci podsystem, to instalacja odzysku wody (przede wszystkim z odcieków z odwodnionego pofermentu). Ma ona wykorzystywać zaawansowane utlenianie elektrochemiczne, w celu zapewnienia dezynfekcji i usunięcia mikrozanieczyszczeń. Woda odseparowana z pofermentu poprzez odwirowanie, zostanie poddana elektrochemicznemu utlenianiu, przy wykorzystaniu technologii opartej o elektrody diamentowe domieszkowane borem (BDD – ang. boron-doped diamond).
– Ta technologia jest przyjazna środowisku i nie wymaga dozowania reagentów. Odzyskana woda będzie bezpieczna mikrobiologicznie i pozbawiona mikrozanieczyszczeń. Będzie bogata w składniki odżywcze i będzie mogła zostać bezpiecznie wykorzystana do celów rolniczych. Przede wszystkim do nawadniania, jak i uzupełniania bądź zastępowania nawozów mineralnych – zaznacza prof. Fudala-Książek.
Dla poprawy efektywności energetycznej
– Dziś wszyscy szukamy rozwiązań dostarczających energię ze źródeł odpadowych bądź OZE, dla poprawy efektywności energetycznej przedsiębiorstw. Wdrażając podczas przeróbki osadów ściekowych lub kofermentów technologie z odzyskiem energii i wody z surowcami nawozowymi dla rolnictwa, nie tylko uzyskamy wymierne korzyści w instalacji z procesem dezintegracji i fermentacji. Działamy równocześnie na rzecz gospodarki obiegu zamkniętego (GOZ) i zrównoważonego rozwoju małych oczyszczalni ścieków i biogazowni. Naszym projektem dodatkowo wpisujemy się w strategie energetyczne Unii Europejskiej – przekonuje prof. Jan Wajs.
Realizacja projektu jest przewidziana na okres dwóch lat. Politechnika zaznacza, iż końca dobiegają prace projektowe, a kolejnym etapem będzie budowa demonstratora technologii w wybranej oczyszczalni ścieków. Przy projekcie, pod kierownictwem prof. Jana Wajsa, pracują naukowcy z trzech wydziałów. Z Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa, Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska oraz Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki.
Na podstawie media.pg.edu.pl
fot. sozosfera.pl (zdjęcie ilustracyjne)
