recykling organiczny odpad w n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
recykling organiczny odpadów PowerPoint Presentation
Download Presentation
recykling organiczny odpadów

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 54

recykling organiczny odpadów - PowerPoint PPT Presentation


  • 653 Views
  • Uploaded on

recykling organiczny odpadów. kompostowanie metanizacja .

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'recykling organiczny odpadów' - Gabriel


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
recykling organiczny odpad w

recykling organiczny odpadów

kompostowanie

metanizacja

slide2
recykling organiczny - to obróbka tlenowa, w tym kompostowanie, lub beztlenowa odpadów, które ulegają rozkładowi biologicznemu w kontrolowanych warunkach przy wykorzystaniu mikroorganizmów, w wyniku której powstaje materia organiczna lub metan
slide3
zgodnie z krajowym planem gospodarki odpadami (KPGO), masa odpadów komunalnych

ulegających biodegradacji wytworzonych w Polsce w 1995 r. wynosiła ok. 4380 tys. Mg. Oznacza to, że dopuszczalne składowanie tych odpadów powinno wynieść:

• w 2010 r. - 3285 tys. Mg -75 % wagowo całkowitej masy odpadów kom. ulegających biodegradacji,

• w 2013 r. - 2190 tys. Mg - nie więcej niż 50 %,

• w 2020 r. - 1533 tys. Mg - nie więcej niż 35 %

biologiczne metody utylizacji kompostowanie
biologiczne metody utylizacji - kompostowanie

Rys historyczny

najstarsza metoda (ściśle związana z rolnictwem) znana ludzkości, przywracania wartości użytkowych odpadom, już w starożytnych Chinach gromadzono odpadki domowe, rolnicze i przerabiano je na kompost.

Wykorzystanie odpadków miejskich do użyźniania gleby datuje się w Europie od początku ubiegłego wieku. W Anglii rozdrabniano odpadki w londyńskiej dzielnicy Southwark i sprzedawano okolicznym farmerom.

przerabianie na skalę techniczną odpadów miejskich na nawóz organiczny tzw. kompost rozpoczęło się w latach trzydziestych XX w.

slide6
W Polsce pierwsze wskazówki racjonalnego kompostowania spotykamy w książkach z XVI w.:

Anzelm Gostowski z 1563r. "Gospodarstwo Rolne", Jakub Ham "Ekonomika Ziemiańska" z 1675r. Krzysztof Kluk "O Rolnictwie" z 1799r.

czym jest kompostowanie – w swej najprostszej pierwotnej formie (ogólnie)to tlenowy proces biologiczny, podczas którego materiały organiczne są przekształcane w kompost

współcześnie kompostowanie jest bardziej procesem biotechnologicznym ( zastosowanie różnych technologii) polegającym na rozkładzie substancji organicznych w warunkach tlenowych pod wpływem mikroorganizmów termofilnych promieniowców, bakterii i pleśni.

slide7
w kolejnych fazach procesu kompostowania zmieniają się dominujące mikroorganizmy

pleśnie i bakterie niezarodnikowe

bakterie zarodnikowe

promieniowce

cykl przemian w tworzeniu próchnicy

rozkład substancji organicznej

humifikacja

stabilizacja

charakterystyka poszczeg lnych etap w
Charakterystyka poszczególnych etapów

Rozkład substancji organicznej –(mineralizacji) utlenienia substancji organicznej do dwutlenku węgla, wody, azotanów, siarczanów, fosforanów i innych składników w najwyższym stopniu utlenienia. Są to reakcje egzotermiczne, które wywołują proces samozagrzewania się pryzm, temp. w początkowym okresie wzrasta nawet do ok. 70oC

humifikacja – synteza w rezultacie procesów biologicznych (przy udziale biokatalizatorów) wytwarza się próchnicaproces ten jest znacznie bardziej złożony niż proces mineralizacji (ma charakter przede wszystkim biochemiczny)

slide9
humifikacja substancji organicznej łączy się z rozkładem zawartych w nich związków, z syntezą połączeń przez mikroorganizmy, autolizą obumarłych komórek tych organizmów oraz ze zmianami fizykochemicznymi i chemicznymi związków bardziej odpornych na rozkład.

stabilizacja- dojrzewanie wskaźnikiem dojrzałości jest stosunek C:N (<20)

czynniki wp ywaj ce na przebieg procesu kompostowania
Czynniki wpływające na przebieg procesu kompostowania

skład chemiczny materiału wyjściowego (wsadu), do przerobu najlepiej nadają się odpady bogate w substancje organiczne, oraz inne makroskładniki i nie zawierające substancji szkodliwych, optymalna zawartość azotu w mat. wyjściowym powinna się zawierać w granicach 0,8 – 1,7%

stosunek C:N jest istotnym czynnikiem procesu kompostowania (przebieg temp. straty azotowe), powinien wynosić 1:25-30, w dojrzałym kompoście C:N(<20)

slide11
Odczyn – optymalnym dla rozwoju mikroorganizmów oraz zabezpieczającym przed stratą azotu jest pH

6,5-7,5

wilgotność – optymalna w granicach 40-50%

napowietrzanie – istotny czynnik niezbędny dla rozwoju mikroorganizmów aerobowych

temperatura – pierwszy etap egzotermiczny (70-75oC), w dalszym etapie 45-500C (ok.10dni wystarcza by zniszczyć patogeny ?)

technologie kompostowania
Technologiekompostowania

Kompostowanie w warunkach naturalnych w pryzmach na otwartym powietrzu

bez wstępnej obróbki lub ze wstępnym rozdrabnianiem odpadów

Kompostowanie w warunkach sztucznych ze wstępną obróbką, w komorach - biostabilizatorach

Systemy kompostowania w pryzmach bez wstępnej obróbki to najstarsze, a równocześnie najprostsze technologicznie procesy, których reprezentantami są m.in.: "Indorc", "Van Maanen" oraz "Baden Baden".

Bardziej technicznie rozwinięte systemy (segregacja , rozdrabnianie) - "Dorr Oliver", "Bühler", "Tollemache"

wermikompost
wermikompost

Kompost uzyskany przy intensywnym współudziale dżdżownic nosi nazwę biohumusu (inne nazwy: kompost koprolitowy, wermikompost, kompost dżdżownicowy). Cechuje się on szczególnie korzystnymi właściwościami w porównaniu z kompostem otrzymywanym metodami tradycyjnymi. Uzasadnia się to tym, że biohumus zawiera w dużych ilościach enzymy i mikroorganizmy, związane z metabolizmem dżdżownic. Wprowadzenie takiego kompostu do gleby pobudza jej życie biologiczne, w rezultacie czego nawet toksyczne związki metali ciężkich przekształcane są w trudno przyswajalne przez rośliny połączenia chemiczne tych metali.

slide25
Kompostowanie w specjalnych komorach

Kompostowanie odpadów w komorach skraca proces do kilku dni, ale jednocześnie wymaga wysokich nakładów inwestycyjnych i eksploatacyjnych. Zasadniczy proces biochemiczny odbywa się w wydzielonej komorze, w sztucznie wytworzonych, optymalnych warunkach technologicznych, dotyczących wilgotności, temperatury i natlenienia przerabianej masy kompostowej.

slide26
kompostowanie w komorach

bez wstępnego rozdrabniania: DANO (Dania), MUT (Austria), PRAT(Francja)

ze wstępnym rozdrabnianiem: VENOD PIC, TRIGA, CAREL FOUCHE, BIOTONIC (Francja), MULTIBACTO (Szwajcaria), THOMAS FERTILLA (Włochy), LAWDEN, JOHN THOMPSON (Anglia), SCEBA-ECLIFESA (Hiszpania), METROWASTE, IDC, FAIRFIELD HARDY (USA), DYNACOMP (Niemcy).

wykorzystanie kompostu
Wykorzystanie kompostu

Kompost wyprodukowany w ramach własnego gospodarstwa należy traktować jako dobrej jakości nawóz organiczny i tak też stosować – nawożenie podobnie jak z obornikiem

Skład kompostu zależy od:

Rodzaju kompostowanego materiału (proporcje, ilość, rejon, sezonowość)

Azot (N) ok. 1,3 %

Fosfor (P2O5) ok. 2,2 %

Potas (K2O) ok. 0,4 %

Substancja organiczna ok. 60 %

metanizacja
metanizacja

powstawanie biogazu

Jest to proces biologiczny - z masy organicznej w wyniku fermentacji metanowej powstaje mieszanina gazów, tak zwany biogaz.

w przyrodzie jest to proces szeroko rozpowszechniony – odbywający się np. na: torfowiskach, dnie mórz, w gnojowicy itp.

utworzona mieszanina gazów w około dwóch trzecich składa się z metanu i w około jednej trzeciej z dwutlenku węgla, oprócz tego w biogazie znajdują się jeszcze niewielkie ilości wodoru, siarkowodoru, amoniaku i innych gazów

etapy metanizacji
etapy metanizacji

hydroliza - rozkład złożonych związków materiału wyjściowego (np. węglowodanów, białek, tłuszczy) na proste związki organiczne (np. aminokwasy, cukier, kwasy tłuszczowe), uczestniczące w tym procesie bakterie uwalniają enzymy, które rozkładają materiał na drodze reakcji biochemicznych.

slide38
faza zakwaszania (fermentacja kwasowa) – przy udziale bakterii kwasotwórczych powstają kwasy tłuszczowe (kwas octowy, propionowy i masłowy) oraz dwutlenek węgla i wodór, oprócz tego powstają niewielkie ilości kwasu mlekowego i alkoholu, produkty te w następnej fazie „tworzenia się kwasu octowego”, przy udziale bakterii zamieniają się w substancje poprzedzające powstanie biogazu (kwas octowy, wodór i dwutlenek węgla)

metanogeneza (fermentacja metanowa)- okres działania bakterii metanowych, wykorzystujących wodór i kwas octowy do produkcji metanu i dwutlenku węgla

czynniki wp ywaj ce na proces metanizacji
czynniki wpływające na proces metanizacji

tlen - bakterie metanowe należą do najstarszych organizmów żyjących na ziemi, powstały przed trzema lub czterema miliardami lat, zanim na ziemi wytworzyła się atmosfera, z tego powodu bakterie te również dzisiaj zdane są na warunki życia, w których nie występuje tlen (anaeroby), niektóre z tych bakterii już przy niewielkich ilościach tlenu giną

slide40
temperatura – na ogół reakcje chemiczne przebiegają tym szybciej, im wyższa jest temperatura otoczenia, w przypadku biologicznych procesów rozkładu i przemiany zależność ta sprawdza się tylko pod pewnymi warunkami, należy uwzględnić że, każdy rodzaj bakterii biorących udział w procesach przemiany materii potrzebuje innej temperatury jeżeli dane zakresy temperatur zostaną przekroczone, może dojść do zahamowania lub nawet do nieodwracalnego uszkodzenia bakterii bakterie uczestniczące w procesie rozkładu, ze względu na wymagania temperaturowe, możemy podzielić na trzy grupy:

bakterie psychrofilowe,

mezofilowe

termofilowe

odczyn ph
Odczyn pH
  • Jeżeli chodzi o odczyn pH, to obowiązują podobne zależności, jak w przypadku temperatury. Bakterie uczestniczące w poszczególnych etapach procesu posiadają różne wymagania odnośnie odczynu pH, zapewniające ich optymalny wzrost.
  • Optymalny odczyn pH bakterii hydrolizujących i kwasotwórczych wynosi od 4,5 do 6,3 .
  • mogą przeżyć również przy nieco wyższym odczynie pH, wtedy jednak ich aktywność będzie znacznie mniejsza. Inaczej wygląda rzecz w przypadku bakterii produkujących kwas octowy i metan. Odczyn pH musi posiadać dokładnie wartość między 6,8 a 7,5 . Jeżeli proces fermentacji odbywa się tylko w jednym fermentatorze, to odczyn pH musi być ustalony w tym zakresie.
sk adniki pokarmowe
Składniki pokarmowe
  • wykorzystywane podłoża muszą przede wszystkim zapewniać jak największą produkcję metanu, to oprócz tego tak samo ważne jest występowanie pierwiastków śladowych i składników pokarmowych, takich jak żelazo, nikiel, kobalt, selen, molibden i wolfram, niezbędnych do wzrostu i przetrwania bakteri
  • Ostateczna ilość metanu dająca się uzyskać z używanych podłoży jest określona poprzez zawartość białek, tłuszczy i węglowodanów Ponadto o stabilnym przebiegu procesu decyduje również stosunek C/N w używanym położu. Jeżeli jest za wysoki (dużo C i mało N), nie może dojść do całkowitej przemiany węgla, a tym samym nie można uzyskać możliwego potencjału metanu. W odwrotnym przypadku, przy nadmiarze azotu może dojść do powstania amoniaku (NH3), który już w niewielkich stężeniach hamuje wzrost bakterii i może doprowadzić nawet do zniszczenia całej populacji
podzia technologii metanizacji
podział technologii metanizacji
  • • technologie jednostopniowe
  • • technologie dwustopniowe
  • • proces mokry (<20% s.m.)
  • • proces suchy (>20% s.m.
  • • proces mezofilowy (34-37 oC)
  • • proces termofilowy (55-60 oC)
  • • wtryskiwanie gazu
  • • mieszadło
  • • przepompowywanie/recyrkulacja
  • • komora pionowa
  • • komora pozioma
  • • przepływ ciągły
  • • przepływ stopniowy
przyk ady stosowanych technologii
przykłady stosowanych technologii
  • technologia VALORGA jest rozwijana od 1981r. przez firmę Valorga International S.A.S. Na skalę przemysłową proces beztlenowy został wprowadzony we Francji w połowie lat 80-tych w zakładach w La Buisse i Amies, gdzie przetwarzaniu biologicznemu poddawano mechanicznie przygotowane odpady komunalne. Proces został nastawiony na wykorzystanie zmieszanych odpadów komunalnych, segregowanych u źródła odpadów kuchennych oraz frakcji organicznej w pozostałości po segregacji u źródła.
slide45
Odpady mieszane są z wodą do zawartości suchej masy 25-35%. Fermentacja jest przeprowadzana jednostopniowo w mezofilowym lub termofilowym zakresie temperatur przez 18-25 dni.

Komora fermentacyjna to pionowy cylindryczny zbiornik pozwalający na grawitacyjne opróżnienie. Mieszanie biomasy odbywa się opatentowanym sposobem polegającym na wtrysku biogazu pod wysokim ciśnieniem co 15 minut przez sieć dysz ulokowanych u nasady komory

slide47
Szwajcarska technologia Kompogas została opracowana pod koniec lat 80-tych w 1991r. w Rümlang w Szwajcarii rozpoczął działanie pierwszy zakład wykorzystujący suchą jednostopniową fermentację termofilową. nastawiona jest na przetwarzanie odpadów z pielęgnacji terenów zielonych oraz odpadów organicznych segregowanych u źródła, dzięki czemu produkuje oprócz biogazu również wysokiej klasy kompost. Proces fermentacji trwa 15-20 dni, po czym rozłożona biomasa jest wypychana z reaktora i poddawana odwodnieniu.
slide49

Fermentacja sucha odpadów zielonych Kompogas, Klingnau(Szwajcaria), foto proGEO

slide52
silniki spalinowe napędzające generatory prądotwórcze przyszłościowo istnieje możliwość stosowania biogazu w mikroturbinach gazowych, ogniwach paliwowych oraz silnikach Stirlinga

do opcjonalnych możliwości zastosowania biogazu należą także zastosowanie go jako paliwa do napędzania pojazdów spalinowych lub zasilania przy jegopomocy sieci gazu ziemnego