Časopis BIOM, články a sborníky | Domovská stránka     

Hlavní trendy ve výrobě bioplynu z domovního bioodpadu ve vyspělých státech

Antonín SLEJŠKA

ODPADY 3/1998, s.17.

Ubývání fosilních zdrojů energie, globální oteplování, stále výrazněji pociťovaná nedokonalost současných technologií zpracování organických odpadů a další pohnutky vedou zpracovatele odpadů po celém světě k vyvíjení stále dokonalejších technologií biologické úpravy bioodpadů zejména působením aerobní či anaerobní fermentace.

Ve velmi hrubém rozlišení je možno rozeznávat dva nejdůležitější trendy ve zpracování organického odpadu pomocí anaerobní fermentace, a to výrobu bioplynu z organické frakce komunálního odpadu vytříděné na třídících linkách a z bioodpadu "čistého" - tříděného přímo u zdroje.

Fermentace organické frakce komunálních odpadů

Typický příklad této technologie je kalifornský závod umístěný ve věznici Folson(1). Zde se nejdříve velmi důkladně třídí komunální odpad na nebezpečné složky, nadrozměrné objekty, středněhrubou frakci (která je dále tříděna na papír, sklo, plasty, kovy, organické odpady atd.) a jemnou frakci, která je po odtřídění těžkých částí společně s organickými odpady ze středněhrubé frakce a s recyklovanou odpadní vodou, rozdrcena, promíchána a následně plněna do fermentoru. Po 30-ti dnech anaerobní fermentace jsou ke zfermentovanému materiálu přidány piliny, po čemž následuje aerobní sušení a kompostování. Kompost je určen k prodeji či k distribuci. Bioplyn je čištěn, a poté spalován ve 2 MW-ovém palivovém článku, čímž je získáváno teplo pro ohřev bioreaktoru a elektřina. Na třídírně pracují vězňové, kteří za to dostávají 55 centů na hodinu a za každý odpracovaný den je jim trest zkrácen o jeden den.

Na podobném principu je založen závod v městečku Bassum v Německu(2), kde se ovšem neprovádí kompostování a výsledný materiál se ukládá na skládku, jelikož kompost by nesplňoval požadavky Německých norem.

Problémem tohoto postupu je velká pravděpodobnost kontaminace materiálu cizorodými látkami - zejména těžkými kovy např. z vyteklých monočlánků. Cílem tohoto procesu může tedy být pouze snížení objemu odpadu a jeho stabilizace, což znamená zneškodnění patogenních organismů, zlepšení manipulovatelnosti s materiálu, minimalizace zápachu, zamezení tvorby skládkového plynu apod. V podmínkách ČR by používání takto vyrobeného kompostu pro zemědělské účely, jak se to děje v USA a některých dalších zemích, nebylo v souladu se v současné době platnou ČSN 46 5735.

Výroba bioplynu z "čistého" bioodpadu

Mnohem perspektivněji se jeví fermentace "čistého" bioodpadu. Jedním z typických příkladů této technologie je závod v Salzburgu (Rakousko)(3), kde se přivezený bioodpad nejprve ručně zbavuje náhodných nečistot, pak je drcen v kladivovém mlýně a proséván na sítu s okem 40 mm. Materiál propadnuvší sítem je zbaven kovových předmětů, a po ohřátí je plněn do fermentoru Dranco, kde je fermentován tři týdny při teplotě 55°C (teplota většiny anaerobních fermentorů navržených pro tento účel). Bioplyn je spalován v plynovém motoru za produkce horké vody a elektřiny. Fermentovaný materiál je odvodněn na 50%-ní sušinu a po přimíchání porózního materiálu (např. zelené štěpky) je kompostován. Kompost je prodáván jako přídavek do hrnkových substrátů a jako organo-minerální hnojivo.

Obdobná technologie je provozována v belgickém Brechtu(4). Bioodpad je tam svážen i z okolních vesnic, a s ohledem na jejich roztroušenost je svážen pouze jednou za dva týdny, což zapříčinuje v teplejších letních měsících vznik nepříjemného zápachu.

Velice zajímavý je projekt nově budovaného sídliště v německém Lübecku(5), ve kterém je navržen decentralizovaný systém zpracování všech odpadních vod ze sídliště, a zároveň i bioodpadu. Systém se skládá z těchto hlavních komponentů:

- vakuové záchody a kuchyňské drtiče organického odpadu se společným shromažďováním a anaerobní fermentací, využívání zfermentovaného materiálu v zemědělství, spalování bioplynu ve spalovacím motoru produkujícím elektřinu a teplo či přídavek bioplynu k jiným palivům (zemnímu plynu);

- decentralizované čištění šedé odpadní vody (z koupelen, praček a kuchyní) pomocí biofilmového procesu;

- sbírání dešťové vody, její skladování a infiltrace společně s vyčištěnou šedou odpadní vodou;

- dále budou na všech domech umístěny pasivní solární panely;

- a předpokládám, že sídliště bude vybaveno také sběrným systémem ostatních recyklovatelných odpadů.

Myslím si, že s ohledem na zkušenosti, které máme v ČR s problematikou nakládání s kaly z centrálních ČOV, je tento přístup velice perspektivní, jelikož předchází smíchávání odpadních vod znečištěných cizorodými látkami s odpadními vodami "čistými". Navíc má tento systém oproti centralizovanému čištění odpadních vod další nezanedbatelné výhody: - nižší spotřeba vody a energie;

- vracení živin zpět do půdy;

- snížení emisí skleníkových plynů, apod.

Technologie anaerobní fermentace komunálního bioodpadu vyžadují v první řadě existenci efektivní infrastruktury sběru bioodpadu a v řadě druhé, což je v poměrech ČR asi největší problém, značné investiční prostředky. Např. závod v belgickém Brechtu, zpracovávající 8000 tun bioodpadu ročně, stál po přepočtu přibližně 140 milionů KČ. I když započteme nižší cenu pracovní síly v ČR a některých dalších vstupů, sotva můžeme uvažovat o ceně podobného typu bioplynové stanice nižší než 100 milionů KČ. Pokud bychom se chtěli vyhnout takto vysokým investicím, museli bychom stavět stanice nižší kategorie, bez náročné měřící a regulační techniky a některých dalších komponentů. Dokud se nenajde cesta, jak překonat překážku vysokých počátečních investic, bylo by zajisté prospěšné, začít v co možná největším měřítku provádět sběr domovního bioodpadu, ze kterého je prozatím možno vyrábět kvalitní kompost, jak to dělají např. v Nové Pace.

Literatura:

1. WICHERT,B.; WITTRUP, L. a ROBEL R.: Biogas, compost and fuel cells. Biocycle. pp. 34-36, August 1994.

2. RIGGLE, D.: Anaerobic digestion for MSW and industrial wastewater. Biocycle. pp. 77-82, November 1996.

3. LUTZ, W.: Anaerobic-aerobic system in Salzburg. Biocycle. p. 60, June 1994.

4. SINCLAIR, R. a KELLEHER, M.: Anaerobic digestion for household organics. Biocycle. pp. 50-53, April 1995.

5. OTTERPOHL, R.; GROTTKER, M. a LANGE, J.: Sustainable water and waste management in urban areas. Wat. Sci. Tech. Vol. 35, No. 9. pp. 121-133, 1997.

Klíčová slova:

bioodpad, bioplyn, cizorodé látky, fermentace aerobní a anaerobní, odpady komunální a organické.