HEMIJSKI FAKULTET

UNIVERZITET U BEOGRADU

Tutorijal iz predmeta „Biotehnologije u životnoj sredini”

Tema: „Dobijanje biogasa anaerobnom digestijom otpada iz klanice“

Profesor: Student:

dr Zoran M. Vujčić Skrobonja Aleksandra

HŽ13/2009

Beograd

2013.

1

SADRŽAJ:

Biogas..........................................................................................................................................3

Dobijanje biogasa..............................................................................................................3

Osobine biogasa................................................................................................................4

Anaerobna digestija...........................................................................................................6

Otpad u klanicama.............................................................................................................7

Dobijanje biogasa iz živinskog perja........................................................................................9

Izvor i priprema živinskog perja.......................................................................................10

Rad digestora...................................................................................................................10

Analitičke metode............................................................................................................11

Dobijeni rezultati.............................................................................................................12

Tretman otpada iz klanica u anaerobnom digestoru sa stalnim mešanjem....................12

Postupak..........................................................................................................................13

Dobijeni rezultati.............................................................................................................15

Zaključak.......................................................................................................................................16

Literatura......................................................................................................................................17

2

1.BIOGAS

Kada se kaže biogas, prvenstveno se misli na gas dobijen razgradnjom organske supstance u odsustvu kiseonika. Otpad organskog porekla kao što su biljni i životinjski materijali ili fekalije, može se prevesti u gorivo u gasnom stanju koje se naziva biogas. Biogas nastaje iz biorazgradivog materijala i svrstava se u tip biogoriva.

S obzirom na porast populacije i ubrzan razvoj industrije, zahtevi za energetskim gorivima su sve veći i uglavnom se svode na potrošnju fosilnih goriva. Rezultat svakodnevnog sagorevanja ogromne količine fosilnih goriva, od kojih je jedan ispuštanje velike količine CO2 u atmosferu, okarakterisan je klimatskim disbalansom i štetnim uticajem na životnu sredinu.

1.1. Dobijanje biogasa

Biogas se dobija anaerobnom digestijom ili fermentacijom biodegradabilnog materijala. Biogas se najvećim delom sastoji iz metana i ugljen-dioksida, ali može sadržati i druge primese kao npr. vodonik-sulfid ili vlagu.

Gasovi kao što su metan, ugljen-monoksid i vodonik mogu se oksidovati kiseonikom, a količina energije koja se oslobodi biogasu daje osobinu zbog koje se može koristiti kao gorivo. Biogas se kao gorivo može upotrebljavati bilo gde, za zagrevanje ili anaerobnu digestiju gde obično služi za konverziju energije iz gasa u toplotnu ili električnu. Biogas se može kompresovati i koristiti kao prirodni gas, u motornim vozilima. [1]

Slika 1. Prikaz izgleda jednog anaerobnog digestora

3

1.2. Hemijski sastav

Biogas može biti različitog sastava u zavisnosti od procesa kojim je dobijen. Prisustvo vodonik-sulfida, ugljen-dioksida i vode čini ga jako korozivnim i zahteva se prisustvo prilagođenog materijala pri procesu proizvodnje. Sastav gasa dobijenog iz digestora zavisi od vrste supstrata, količine organskog materijala i samog rada digestora. Primer sastava biogasa dobijenog iz različitih supstrata dat je u Tabeli 1.

Tabela 1. Sastav biogasa dobijenog iz različitih supstrata [2]

Sastav dobijenog gasa

Otpad iz domaćinstva

Mulj iz fabrika obrade otpadne

vode

Poljoprivredni otpad

Otpad iz prehrambene

industrije

CH4 % vol 50-60 60-75 60-75 68

CO2 % vol 38-34 33-19 33-19 26

N2 % vol 5-0 1-0 1-0 -

O2 % vol 1-0 <0.5 <0.5 -

H2O % vol 6 (na 40˚C) 6 (na 40˚C) 6 (na 40˚C) 6 (na 40˚C)

Ukupni % vol 100 100 100 100

H2S mg/m3 100-900 1000-4000 3000-10 000 400

NH3 mg/m3 - - 50-100 -

Aromati mg/m3 0-200 - - -

Organohlorna/organofluorna jedinjenja mg/m3 100-800 - - -

4

1.3. Fizičke karakteristike

Zbog svog sastava, biogas pokazuje fizičke osobine koje se mogu uporediti sa osobinama drugih goriva kao što su prirodni gas i propan. Biogas je znatno lakši od vazduha i generiše gotovo dvostruko manje toplotne energije u poređenju sa prirodnim gasom. Svojstva biogasa upoređena sa svojstvima prirodnog gasa data su u Tabeli 2.

Tabela 2. Fizička svojstva biogasa dobijenog iz različitih supstrata poređena sa prirodnim gasom

Tip gasa

Biogas 1 dobijen iz otpada u

domaćinstvu

Biogas 2 dobijen iz otpada u

prehrambenoj industriji

Prirodni gas

Sastav

60 % CH4

33 % CO2

1 % N2

0 % O2

6 % H2O

68 % CH4

26% CO2

1 % N2

0 % O2

5 % H2O

97.0 % CH4

2.2 % C2

0.3 % C3

0.1 % C4+0.4 % N2

PCS kWh/m3 6.6 7.5 11.3

PCI kWh/m3 6.0 6.8 10.3

Gustina 0.93 0.85 0.57

Masa kg/m3 1.21 1.11 0.73

Vobov indeks1 6.9 8.1 14.9

1 Vobov indeks se koristi za poređenje količine energije koja se dobija pri sagorevanju gasova različitih sastava. Ako dva goriva imaju istu vrednost Vobovog indeksa, znači da će se dobiti ista količina energije pri njihovom sagorevanju.

5

2. Anaerobna digestija

Anaerobna digestija predstavlja niz procesa u kojima mikroorganizmi razgrađuju biodegradabilni materijal u odsustvu kiseonika. Koristi se za dobijanje energije i upravljanje otpadom u raznim postrojenjima. Proces digestije počinje bakterijskom hidrolizom dostupnog materijala kojom se razgrađuju nerastvorni organski polimeri kao što su polimeri ugljenih hidrata i postaju dostupni drugim bakterijama. Razlikuje se više vrsta bakterija koje učestvuju u procesu fermentacije:

1) Acidogene bakterije – pretvaraju šećere i amino kiseline u ugljen-dioksid, vodonik, organske kiseline i amonijak.

2) Acetogene bakterije – dalje razgrađuju i pretvaraju novonastale organske kiseline u sirćetnu kao i dodatni amonijak, ugljen-dioksid i vodonik.

3) Metanogene bakterije – konačne proizvode dalje transformišu u metan i ugljen-dioksid.

Bakterija Archaea igra ključnu ulogu u anaerobnom tretmanu otpadne vode.

Slika 2. Prikaz metanogene bakterije Archaea

Anaerobna digestija se širom sveta koristi kao način za dobijanje obnovljive energije. Proces kao proizvod daje biogas čiji su glavni sastojci metan, ugljen-dioksid i drugi gasovi u tragovima. Osim za prečišćavanje vode, anaerobna digestija predstavlja opštepoznatu metodu dekontaminacije čvrste organske biomase, takođe kao proizvod dajući biogas koji se može koristiti kao dodatni izvor energije. Tokom ovog procesa, organska materija se razgrađuje pomoću bakterija bez prisustva kiseonika generišući biogas i druge produkte koji su zadržali svoj mineralni sastav, ostavljajući za sobom materiju koja se ne može razgraditi.

6

U sistemima za obradu otpada iz klanica, dobijeni biogas se uglavnom sastoji iz metana koji se koristi kao alternativno gorivo. S obzirom na to da je glavni cilj anaerobne digestije uklanjanje zagađivača, biogas se smatra samo nusproizvodom ovakvog procesa.

Slika 3. Stadijumi u sistemu anaerobne digestije

Razne vrste bakterija su sposobne da prežive u različitim opsezima temperatura. One koje žive na temperaturi od 35˚C do 40˚C nazivaju se mezofilnim dok se one koje podnose više temperature, od 55˚C do 60˚C nazivaju termofilnim. Metanogene bakterije pripadaju aracheama i mogu opstati u ekstremnim uslovima. Za razliku od aerobnih procesa u kojima učestvuju bakterije kojima je neophodan kiseonik, u anaerobnim uslovima je prisustvo kiseonika ograničeno korišćenjem velikih zatvorenih tankova. Na taj način je kiseoniku sprečen ulaz u sistem. Anaerobni mikroorganizmi dobavljaju kiseonik tako što razgrađuju organsku supstancu, dajući kao primarne proizvode aldehide, organske kiseline i alkohole kao i ugljen-dioksid. Prisustvo specifičnih metanogena rezultuje dobitkom metana, ugljen-dioksida i vodonik-sulfida u tragovima. Najveći procenat energije u anaerobnom sistemu dobija se uz pomoć metanogenih bakterija u obliku gasa metana. [3]

2.1. Otpad u klanicama

Pod životinjskim nusproizvodima podrazumevaju se delovi tela životinje ili proizvodi životinjskog porekla koji nisu predviđeni za ljudsku ishranu, bilo da je posredi nepovoljni uticaj na ljudsko zdravlje ukoliko se konzumira, ili jednostavno takvog proizvoda nema na tržištu. [4]

7

Ovakav otpad se u klanicama proizvodi u ogromnim količinama na godišnjem nivou, pogotovu živinskim, s obzirom na daleko veću potražnju živinskog mesa zbog njegovih osobina niske kaloričnosti i hranljivosti. Uglavnom se sastoji iz organske komponente, suspendovanih materija, fosfata, nitrita, nitrata i natrijum-sulfata dobijenim iz delova mesa, masti, krvi, kostiju i iznutrica. Proizvodi u klanicama sadrže visoke koncentracije biorazgradive materije, koju uglavnom čine proteini i lipidi. Sadržaj masti iz goveđe klanice izražen je kao 40 % od ukupne vrednosti COD2. Lipidi su činili manje od 1 % rastvorenog COD, međutim, više od 67 % u otpadnoj vodi uzorkovanoj iz više klanica. Ove nerastvorne materije ometaju biološki tretman pošto deponovane masti i čvrste supstance dovode do gubitka u vrednosti biomase.

Osim poteškoća koje stvara prisustvo lipida u procesu anaerobne digestije, takođe se javljaju problemi zapušavanja, flotacije, smanjenja aktiviteta mulja kao i samog prinosa metana. Inhibitorska svojsta lipida se većinski pripisuju tzv. LCFA3 koje se dobijaju u procesu hidrolize.

Razlog inhibitorskog dejstva LCFA predstavlja svojstvo adsorpcije dugolančanih masnih kiselina na membranu bakterije, koje time sprečavaju transport supstrata i proizvoda kroz sloj membrane kao i smanjenje zaštitne uloge što dovodi do smrti ćelije. Koncentracija masnih kiselina koja je potrebna za inhibiciju razlikuje se u zavisnosti od tipa masne kiseline kao i same bakterije.

Detergentska svojstva FFA4 omogućavaju im komunikaciju sa ćelijskom membranom i stvaranje kratkotrajnih ili permanentnih pora promenljive veličine. U višim koncentracijama mogu rastvoriti membranu tako da dođe do oslobađanja membranskih proteina kao i velikog dela lipidnog dvosloja.

Laurilska i miristinska kiselina su najjači inhibitori bakterijskih grupa. Međutim, najviše je izučena inhibicija oleinskom kiselinom zato što se upravo ova kiselina u najvećem procentu nalazi u efluentima iz industrija hrane.

Intenzitet inhibicije nezasićenim masnim kiselinama raste sa porastom broja dvostrukih veza u molekulu i dužine lanca. Štaviše, inhibicija supstrata smešom masnih kiselina može biti jača nego da je posredi individualna.

Upotreba enzima kao pomoćnih sredstava pri tretmanima industrijskih efluenata privukla je pažnju istraživačima. Međutim, da bi upotreba enzima bila ekonomski isplativa, ne sme promeniti iznos ukupnih troškova. Stoga je upotreba ostataka iz

2 Chemical oxygen demand eng.– hemijska potrošnja kiseonika

3 Long-chained fatty acids eng. – dugolančane masne kiseline

4 Free fatty acids eng. – slobodne masne kiseline

8

poljoprivredne industrije kao supstrata za proizvodnju enzima tokom fermentacije čvrstog otpada odličan način za postizanje gore navedenog cilja. [5] [6]

Efluenti iz klanica ili industrija mesa smatraju se izvorima zagađenja, ali opet, od velike su važnosti. Ove industrije koriste velike količine vodene pare i vrele vode za čišćenje i sterilizaciju zaklanih životinja. Dobijena neprečišćena otpadna voda često se ispušta direktno u gradski kanalizacioni sistem, međutim, česta pojava je i ispuštanje ovakve kontaminirane vode u površinski tok.

3. Dobijanje biogasa iz živinskog perja [7]

U proseku 4 miliona tona perja godišnje se dobije kao nusproizvod iz postrojenja za dobijanje živinskih prerađevina. Ovolika količina čvrstog otpada zahteva uklanjanje. Perje je preko 90% sačinjeno od keratina, uglavnom od β keratina koji je teško razgraditi poznatim proteazama. Uzrok ovome je prisustvo velikog broja disulfidnih veza. Perje se ranije uklanjalo spaljivanjem ili se ostavljalo na deponijama. Keratin u perju je bogat amino kiselinama i generiše gasove staklene bašte. Anaerobna digestija predstavlja alternativni postupak za tretman perja kojim se može izvršiti sanacija početnog materijala, a pritom dobiti i energija. Tokom ovakve digestije, keratin se hidrolizuje u prisustvu keratinaze u polipeptide i amino kiseline. Amino kiseline se zatim raznim procesima fermentišu u druga organska jedinjenja kao što su organske kiseline kraćeg niza, razgranate organske kiseline dugog niza, amonijak, ugljen-dioksid, i u malim količinama se mogu dobiti jedinjenja koja sadrže vodonik i sumpor. Najzad, organske kiseline i vodonik se mogu iskoristiti za dobijanje metana procesom metanogeneze.

Sirovo perje, prethodno netretirano, jedva se razgrađuje pod anaerobnim uslovima zbog kompleksne, rigidne i fibrilarne strukture keratina. Predtretman podrazumeva termalnu, hemijsku i enzimsku obradu radi bolje digestije materijala. Razgradnja perja u anaerobnim digestorima je zabeležena u prisustvu drugih supstanci kao što su kosti, otpaci, iznutrice uz termofilne ili mezofilne bakterije. Međutim, osim otpada živinske prirode, nije zabeležen slučaj uspešne anaerobne digestije perja zajedno sa otpadom drugih životinja.

U prvim eksperimentima, perje se stavljalo u najlonske kese a zatim u anaerobni digestor u kome se nalazio svinjski otpad5 ili mulj dobijen u klanici6 da bi se utvrdio potencijal perja za generisanje biogasa u ovakvom okruženju.

5 SM- Swine manure eng. - svinjski izmet.

6 SS- Slaughterhouse sludge eng. - mulj iz klanice.

9

3.1. Izvor i priprema pilećeg perja

Deset kilograma svežeg belog perja je dobijeno iz klanice (Saint-Anselme, QC, Canada) i prevezeno do laboratorije gde je podeljeno u porcije od po 2 kg a zatim oprano u veš-mašini vodom iz česme. Oprano perje je ponovo podeljeno u gomile od po 100g a zatim sušeno na 45 ˚C. Nakon nekoliko nedelja, usitnjeno je do 4 mm pre nego što je ubačeno u digestore. Fizičko-hemijske osobine su date u sledećoj Tabeli 3:

Tabela 3. Fizičko-hemijske osobine živinskog perja

COD (w/w) 1.20 ± 0.02

Suvi ostatak (%) 94.7 ± 0.44

Sadržaj organske materije (%) 99.2 ± 0.69

Masti (%) 2.79 ± 0.032

Sirovi proteini (%) 92.0 ± 0.48

Keratin (%) 82.8 ± 0.51

3.2. Rad digestora

Osam prehodno opisanih Plexiglas anaerobnih digestora zapremine 42 L korišćeno je u ovom istraživanju. Svinjski otpad i mulj iz klanica, kao 100 % zapremine od po 35 L, korišćeni su kao materijali za inokulaciju. Fizičko-hemijske osobine podloge date su u Tabeli 4. Četiri digestora od 42 L sa istom podlogom, bilo svinjskim otpadom ili muljem, radila su paralelno. Usitnjeno perje je dodato u dva digestora, u duplikatu. Druga dva digestora, samo sa podlogama, korišćena su kao negativne kontrole. Svi digestori su radili u zatvorenoj prostoriji na 25˚C u periodu od 146 dana i materijal je temeljno mešan pomoću cirkularne pumpe.

Tabela 4. Fizičko-hemijske osobine podloge u anaerobnim digestorima

Promenljive (g/L osim pH) Svinjski otpad Mulj iz klanice

Ukupni COD 20.6 ± 4.2 20.2 ± 3.3

10

COD za rastvorna jedinjenja

7.18 ± 1.2 2.2 ± 0.09

Ukupni čvrst ostatak 21.6 ± 5.7 36.0 ± 5.9

Isparljive materije 11.5 ± 4.5 23.8 ± 3.6

Lako isparljive suspendovane materije

7.41 ± 3.4 12.0 ± 2.5

Sirćetna kiselina 0.030 ± 0.01 0.04 ± 0.01

Propanska kiselina 0.000 ± 0.000 0.005 ± 0.001

Butanska kiselina 0.030 ± 0.001 0.000 ± 0.000

Ukupan sadržaj azota 5.7 ± 1.7 4.5 ± 0.02

Amonijačni azot 4.8 ± 2.0 3.2 ± 0.02

pH 7.8 ± 2.2 7.8 ± 1.8

Alkalitet (CaCO3) 26.3 ± 5.8 8.7 ± 2.0

3.3. Analitičke metode

Sadržaj ukupnog čvrstog ostatka, isparljivih materija, ukupnih suspendovanih materija i ukupnih isparljivih materija određen je standardnim metodama. Slično tome, ukupni, rastvorni COD i COD sirovog perja određen je odgovarajućim kolorimetrijskim metodama, takođe opisanim u standardnim metodama. Sadržaj masti je određen tako što je perje ekstrahovano petroletrom (40-60˚C) 12h ekstrakcijom po Soxhletu, i izmeren je sadržaj ekstrahovane masti. Sastav biogasa (CH4, CO2, H2S, H2), pH, sadržaj azota određen Kjeldalovom metodom, sadržaj amonijačnog azota i rastvornih isparljivih masnih kiselina određen je propisanim metodama. Sastav biogasa je analiziran svake nedelje pomoću HachCarle 400 AGC gasnog hromatografa.

3.4. Dobijeni rezultati

11

Celokupan gas i CH4 profili iz digestora su dati u Grafikonu 1. U digestorima koji su koristili svinjski otpad i mulj dobijen iz klanice, prinos ukupnog gasa i metana veći je nego u kontrolama za 124% i 130% redom.

Grafikon 1. Prikaz metana i ukupnog gasa dobijenog u anaerobnim digestorima inokuliranim SM ili SS sa ili bez dodatka perja.

U oba slučaja, korišćenjem SM ili SS kao podloge/materijala za inokulaciju, pokazalo se da je dodatak perja povećao produkciju ukupnog metana i broj proteolitičkih mikroorganizama. Razlika u prinosu metana u digestorima sa SM i SS inokulantima i u digestorima koji su služili kao kontrola, u koje perje nije dodato, iznosi 96% odnosno 44%. Veća vrednost je dobijena u slučaju digestora gde je materijal za inokulaciju korišćen svinjski otpad.

4. Tretman otpada iz klanica u anaerobnom digestoru sa stalnim mešanjem – Posledice promene protoka na produkciju biogasa [8]

Prvi rezultati biodegradacije čvrstog i tečnog otpada iz klanica su dobijeni pri upotrebi procesnog reaktora koji je ujedno činio i osnovu za konstrukciju reaktora sa stalnim protokom i mešalicom (CSTR7). Izvođena su razna istraživanja uticaja kodigestije i anaerobne digestije na prinos biogasa kao krajnjeg proizvoda. Među njima i uticaji temperature i pritiska na proces digestije ili predtretman što nije dalo poželjne rezultate. Zaključeno je da saponifikacija lipida tokom procesa predtretmana dovodi do poboljšanja u proizvodnji biogasa, a u nekim slučajevima i kinetici reakcija.

Cilj ovog ispitivanja bilo je utvrđivanje efekta protoka influenta na produkciju biogasa i dekontaminaciju čvrstog i tečnog otpada iz klanice uz korišćenje digestora tipa CSTR.

7 Continuous-flow sitrred-tank reactor eng.

12

4.1. Postupak

CSTR digestor se sastojao od rezervoara zapremine 6 L u koji je bio smešten anaerobni mulj dobijen iz fabrike za prečišćavanje kanalizacione vode. Digestor su činile sledeće komponente:

1) Primarni digestor/reaktor (tank sa mešalicom)

2) Sekundarni digestor (za uklanjanje gasa, degasifikator)

3) Kontrolni sistem

4) Oprema za pumpe

5) Sistem za zagrevanje

6) Rezervoar sa supstratom

7) Tok dovoda

8) Tok gasa

9) Tok mulja

10) Tok proizvedenog mulja

11) Uzorkovanje

4.1.1. Primarni digestor/reaktor (1)

Primarni digestor je CSTR tipa, sa sistemom za zagrevanje i mešanje. Ukupna zapremina mu je 6,2 l. Protok influenta se kontroliše pomoću pumpe ili odgovarajućim programom, i podešen je na konstantnu vrednost. Mešanje se vrši rekompresijom biogasa koji se proizvodi u procesu digestije. Dve velike prednosti ovakve postavke jesu mogućnost lakog čišćenja sistema i prilagođenost sistema digestorima različitih veličina. Količina biomase u digestoru se dalje prenosi prelivanjem do sledećeg digestora ili drugog krajnjeg cilja.

4.1.2. Sekundarni digestor/degasifikator (2)

Sekundarni digestor kapaciteta 6 l ima sledeće prednosti:

- Mogućnost lakog praćenja zapremine biogasa koji se generiše u pokretnom delu zvonastog oblika.

- Tečni sastav stvara neprobojnu barijeru koju biogas ne može da probije i time napusti sistem. Biogas iz pokretnog zvonastog dela

13

bezbedno se odvodi do sledećeg dela sistema, bez rizika od požara ili širenja neprijatnog mirisa.

- Postoji mogućnost sekundarne digestije tj. dobijanja novog efluenta. Postoji sistem čišćenja nakupljenog mulja i sistem za kontrolu nivoa mulja, analogno sistemu u primarnom digestoru.

4.1.3. Kontrolni sistem (3)

Sistem kontrole podrazumeva elemente koji kontrolišu sam influent, temperaturu i sisteme za mešanje.

4.1.4. Oprema za pumpanje (4)

Peristaltična pumpa odvlači gas iz digestora i gas cirkuliše mešajući se sa muljem u tanku, ili se odvodi do sekundarnog digestora u zvonasti deo gde se zatim gomila.

4.1.5. Sistem zagrevanja (5)

Digestor se zagreva sistemom sačinjenim od PTC keramičkih kertridža koji imaju jednoobrazne karakteristike. Takođe postoji i bezbednosni sistem koji zaustavlja zagrevanje preko 80˚C što bi pri nepravilnom rukovanju, između ostalog, dovelo do uništenja biomase.

4.1.6. Rezervoar sa supstratom (6)

Rezervoar za čuvanje supstrata je hermetički zatvoren stakleni cilindar, kapaciteta 3 l, sa stepenastom skalom za praćenje protoka. Opremljen je mehaničkom mešalicom za očuvanje homogenosti supstrata pre ulaska u primarni digestor.

4.1.7. Tok dovoda (7)

Supstrat u digestor ulazi pomoću peristaltičke pumpe. Ovaj proces je programiran tako da se dnevno u zavisnosti od tempiranja i protoka dozira količina influenta. Supstrat ulazi u digestor kroz neoprensku cev koja je povezana sa pumpom.

4.1.8. Tok gasa (8)

Deo dobijenog biogasa u digestoru upumpava se nazad u digestor dok se drugi deo čuva u sekundarnom digestoru u zvonastom delu. Sve instalacije su od PVC-a.

4.1.9. Tok mulja (9)

Tok mulja se može postaviti između prelivanja iz prvog u drugi digestor pomoću PVC cevi.

4.1.10. Tok proizvedenog mulja (10)

14

Degradirani mulj iz oba digestora prolazi kroz instalacije za prelivanje.

4.1.11. Uzorkovanje (11)

Slavine na donjem delu primarnog i sekundarnog digestora omogućavaju uzorkovanje. Optimalan sastav supstrata pri kojem ne bi došlo do inhibicije u biodigestoru jeste ukoliko supstrat čine 84% otpadna voda, 10% purini i 6% čvrste supstance. Nakon svakog eksperimenta, digestor bi postigao početno stanje. U svakom eksperimentu merena je koncentracija supstrata.

4.2. Dobijeni rezultati

Na osnovu proba je zaključeno da se može dobiti 0.690 m3 biogasa po kilogramu COD, sa koncentracijom metana u iznosu od 74%. Stoga bi optimalan protok iznosio 350 ml/dan. Dobijena energija se može koristiti za zagrevanje ili se može pretvoriti u električnu. Tečna frakcija se može koristiti kao tečno đubrivo ili se može dodatno prečistiti i ispustiti u površinski vodeni tok.

Slika 4. Šematski prikaz sistema za kontinualnu anaerobnu digestiju

15

5. Zaključak

Anaerobna digestija organske materije je široko primenjivana tehnologija za uspešan tretman otpada organskog porekla, a ujedno predstavlja i obnovljivi izvor zelene energije kroz proizvodnju biogasa.

Klanice proizvode meso i druge produkte namenjene ljudskoj ishrani, zagađujući čvrst otpad i druge nusproizvode (kožu, mast i kosti) kao i određenu količinu otpadne vode. Otpad iz klanica se pokazao kao idealan supstrat za anaerobnu digestiju od kojeg se može dobiti gas sa visokim sadržajem metana. Vrednost COD se može umanjiti i do 90%. Lipidi za ovakav proces čine važnu frakciju organske materije u otpadu iz klanice.

Pogotovo u današnje vreme, kada količina organskog otpada koji čovek svakodnevno stvara neprestano raste, treba shvatiti da taj isti otpad ujedno prestavlja i nepresušni izvor energije. Otpad će uvek nastajati i predstavljati opasnost po životnu sredinu. Jedino pravo rešenje koje bi omogućilo održivi razvoj ljudske zajednice jeste korišćenje biomase i bogasa dobijenog tretmanom otpada iz raznoraznih fabrika širom sveta.

16

REFERENCE:

[1] http://www.clarke-energy.com/gas-type/biogas/

[2] http://www.biogas-renewable-energy.info/biogas_composition.html

[3] http://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Methanogens

[4] Waste management, Anaerobic digestion and co-digestion of slaughterhouse waste (SHW): Influence of heat and pressure pre-treatment in biogas yield, M.J.Cuetos, X. Gómez, M. Otero, A. Morán p. 1780, 1781

[5] Bioresource Technology, Profiles of fatty acids and triacylglycerols and their influence on the anaerobic biodegrability of effluents from poultry slaughterhouses, A.B.G. Vallãdao, A.G. Torres, D.M.G. Freire, M.C. Cammarota p. 7043, 7044

[6] Bioresource Technology, Anaerobic digestion of slaughterhouse waste: Main process limitations and microbal community interactions, J. Palatsi, M. Viñas, M. Guivernau, B. Fernandez, X. Flotats, p. 2219, 2220

[7] Waste Management, Anaerobic digestion of chicken feather with swine manure or slaughterhouse sludge for biogas production, Yun Xia, Daniel I. Massé, Tim. A. McAllister, Carole Beaulieu, Emilio Ungerfeld

[8] Fuel processing technology, Environmental treatment of slaughterhouse wastes in a continuously stirred anaerobic reactor: Effect of flow rate variation on biogas production, A. Marcos, A. Al-Kassir, F. López, F. Cuadros, P. Brito

17