Ugrás a tartalomhoz

Komposztálás, biogáztermelés

Dr. Kocsis István (2011)

Szent István Egyetem

II. rész - Biogáz

II. rész - Biogáz

Bevezetés

Az anaerob biodegradáció története az időszámításunk előtti X. századra vezethető vissza. Írásos dokumentációt találunk arról, hogy az akkori Asszír birodalomban biogáz elégetése során keletkezett hőt használták fel a fürdővizeik melegítésére. A későbbi Perzsiában is hasonló módszereket alkalmaztak.

Shirley 1677-ben felfedezte a mocsárgázt, amiről Volta 1776-ben megállapította, hogy éghető. Ebből Dalton 1804-ben kimutatta a metánt, s hogy ezt mikrobák állítják elő azt Pasteur fedezte fel. Ezen megfigyelések eredményeképpen, 1888-ban Gayton a Francia Tudományos Társaság ülésén saját maga által - trágyából és vízből, 35 °C-os hőmérsékleten - előállított biogázt égetett el. E módszer fejlődése igen gyorsnak bizonyult.

A világ első biogáztelepét az indiai Mantungában hozták létre 1856-ban, s egy lepratelepen helyezték üzembe. 1896-ban az angliai Exeterben a biogázt közvilágításra használták. 1920-30 között a szennyvíziszapok anaerob módon történő erjesztéséből biogázt állítottak elő, 1937-ben pedig már hét német nagyvárosban használtak biogázzal üzemelő szemétszállító járműveket. 1942-ben Ducellier és Ismann mezőgazdasági hulladékok anaerob erjesztésével jutottak biogázhoz.

A mai formában a II. világháború után kezdődött el az eljárás széles körű elterjedése, hazánkban a XX. század első felében kezdődtek el az ez irányú kutatások.

Mai viszonylatban a kisméretű, családi gazdaságokat ellátó, primitívnek mondható biogáz-reaktorok a legelterjedtebbek, melyekből világszerte 6-8 millió darabot számlálunk. Az itt termelt biogázt leginkább főzésre, világításra használják fel.

Világviszonylatban az anaerob biodegradáció területén Európának igen jó eredményeket sikerült elérnie a mezőgazdasági, ipari, városi hulladékok kezelése területén. A rendszer egyre nagyobb népszerűségnek örvendett a II. világháborút követően, egyre nagyobb ütemben terjedt, amikor is a hagyományos, addig használt energiahordozók nehezen voltak hozzáférhetők. Európában Dánia rendelkezik a legtöbb tapasztalattal a nagyléptékű biogáz fermentáció terén.

Az országban jelenleg 18 olyan telep üzemel, amely a vonzáskörzetében keletkező szerves hulladékokat dolgozza fel, sok esetben kofermentáció során (az ipari és kommunális szennyvíz az állati trágyával együtt kerül felhasználásra).

Az 1990-es évektől az ipari szennyvizek kezelésére szolgáló anaerob fermentációs rendszerek fejlődtek a legnagyobb mértékben. Jelen pillanatban a világon több mint 1000 ilyen rendszer létezik, vagy van építés alatt. Európában a teljes biogáz produkció 44%-át szennyvíziszapból állítják elő, míg Észak-Amerikában a biogáz rendszerek csak 14%-a ilyen üzem.

Mezőgazdasági tevékenységet folytató területeken a háztáji telepek a meghatározók. Számos példa ismert arra vonatkozóan, hogy anaerob fermentort (erjesztő tartály) használnak igen sokféle szerves szennyeződés (rostos anyagok, ételmaradék, hús, tej) előkezelésére, ily módon a végső kezelés költségeinek csökkentésében jelentős eredményeket érhetünk el.

A biogáz használata napjainkban rohamosan terjed, több okból is kifolyólag: az energiaszükségletek növekedésével a fosszilis tüzelőanyagok (szén, kőolaj, földgáz) csökkenése áll szemben; a világnak az energiaellátásban a korlátlanul rendelkezésre álló Nap energia (sugárzási energia) jut döntő szerephez.

A fotokémialag a biomasszában (mezőgazdasági hulladék) tárolt energiát anaerob fermentációval biogáz formájában felhasználhatóvá tehetjük. Az energianyerés másik útja, hogy szennyvíztisztításból és egyéb gazdasági tevékenységből (élelmiszer-ipar) származó hulladékok anaerob kezelésével biogázt állítunk elő. Csökkenti a végső elhelyezésre szánt iszap tömegét és térfogatát.

Az üzemanyag és a nem megújuló energiahordozó árak igen gyorsan emelkedtek az elmúlt évek során, egyre magasabb adókat is vetnek ki azokra, így a fogyasztóknak halmozottan növekednek a terhei. A világ energiaéhsége egyre nagyobb.

Nem csak hogy kellenek az energiahordozók, környezetkímélőnek is kell lenniük a fenntartható fejlődés érdekében. Éppen ezért fejlődik rohamosan a megújuló energiaforrások kutatása és felhasználása.

Követelmények:

  • Ismerje a biogáz-előállítás lehetséges alapanyagait!

  • Tudja a biogáz hasznosításának lehetőségeit!

  • Ismerje az anaerob fermentáció lényegét!

  • Tudja ismertetni a fermentációt befolyásoló paramétereket!