VILNIAUS GEDIMINO TECHNIKOS UNIVERSITETAS
APLINKOS APSAUGOS INSTITUTAS
Adresas:
Saulėtekio al. 11, 2R-2211, Vilnius LT-10223
Tel. 8 5 2744726, 8 5 2744724
Taikomojo mokslinio tyrimo darbo „Sukurto mažų gabaritų bioreaktoriaus modulinių variantų analizė, parinkimas ir
taikymas kaimo ūkiuose bei maisto pramonėje“
ataskaita
Užsakovas: Lietuvos Respublikos ūkio ministerija Vykdytojas: Vilniaus Gedimino technikos universitetas
Vilnius, 2010
2
VYKDYTOJŲ SĄRAŠAS
Pareigos, Vardas, Pavardė
Darbo vadovas: docentas dr. Alvydas Zagorskis, tel. 8 (5) 27 44 726, el. p.: [email protected], VGTU Aplinkos apsaugos institutas, Saulėtekio al. 11, Vilnius LT-10223
2. Magistr. Antonas Misevičius
3. Magistr. Rokas Vilniškis
3
TURINYS
Įvadas ................................................................................................................................................. 5
1. Biodujoms išgauti pasaulyje naudojamų mažų gabaritų bioreaktorių apžvalga ........................... 8
1.1. Biodujų gamybos technologijos ir panaudojimas ................................................................. 8
1.2. Europoje naudojami mažo našumo bioreaktoriai ............................................................... 13
1.3. Azijoje naudojami mažo našumo bioreaktoriai .................................................................. 20
1.4. Amerikoje naudojami mažo našumo bioreaktoriai ............................................................. 35
1.5. Biodujų jėgainių sudėtinės dalys......................................................................................... 37
2. Bioskaidžių atliekų kompostavimui naudojamų mažų gabaritų bioreaktorių apžvalga .............. 44
2.1. Kompostavimo technologija ir jos būdai ............................................................................ 44
2.2. Pasaulyje naudojami mažų gabaritų kompostavimo bioreaktoriai ..................................... 50
3. Smulkiuose kaimo ūkiuose ir maisto pramonės įmonėse susidarančios biologiškai skaidžios
atliekos bei jų specifika............................................................................................................... 59
3.1. Žemės ūkyje susidarančios biologiškai skaidžios atliekos ................................................. 59
3.2. Maisto pramonės įmonėse susidarančios biologiškai skaidžios atliekos............................ 62
3.3. Perdirbimui perduoti biologiškai skaidžių atliekų kiekiai .................................................. 65
3.4. Biologiškai skaidžių atliekų specifika ir panaudojimo galimybės biodujų gamybai .......... 68
4. Biologiškai skaidžių atliekų srautų susidarymo smulkiuose kaimo ūkiuose ir maisto pramonės
įmonėse kitimo prognozės .......................................................................................................... 73
4.1. Trumpas prognozių sudarymo metodikos aprašymas ......................................................... 73
4.2. Atliekų srautų kitimas 2005–2009 metais .......................................................................... 73
4.2.1. Žemės ūkyje susidarę atliekų srautai ....................................................................... 73
4.2.2. Maisto pramonės įmonėse susdarę atliekų srautai................................................... 75
4.3. Bioskaidžių atliekų srautų perdirbimas............................................................................... 81
4.4. Žemės ūkių ir maisto pramonės įmonių apklausos rezultatai tvarkant bioskaidžias
atliekas ir vertinant jų kitimo prognozes ........................................................................... 85
4.5. Žemės ūkiuose ir maisto pramonės įmonėse susidarančių bioskaidžių atliekų kitimo
prognozės........................................................................................................................... 89
5. Smulkių kaimo ūkių ir maisto pramonės įmonių kiekybinis ir kokybinis įvertinimas ir
suskirstymas pagal jų dydžius, susidarančias biologiškai skaidžias atliekas .............................. 93
5.1. Smulkių kaimo ūkių kiekybinis ir kokybinis įvertinimas lietuvoje .................................... 93
5.2. Smulkių kaimo ūkių suskirstymas pagal dydžius ir susidarančias biologiškai skaidžias
atliekas............................................................................................................................. 100
4
5.3. Ūkių pasiskirstymas pagal susidarančius atliekų kiekius ................................................. 103
5.4. Maisto pramonės įmonių vertinimas lietuvoje.................................................................. 105
6. Mažų gabaritų bioreaktoriaus modulio parinkimas pagal sąlyginį dydį ir susidarančias
biologiškai skaidžias atliekas .................................................................................................... 113
6.1. Biodujoms išgauti naudojamo bioreaktoriaus aprašymas ................................................. 113
6.2. Biodujoms išgauti naudojamo bioreaktoriaus parinkimas ir pritaikymas ūkiams ir
maisto pramonės įmonėms .............................................................................................. 114
6.3. Kompostavimui naudojamo bioreaktoriaus pritaikymas ūkiams ir maisto pramonės
įmonėms .......................................................................................................................... 120
7. Bioreaktoriaus modulių kaštų ir naudos analizė ........................................................................ 125
7.1. Ekonominio, socialinio ir aplinkosauginio efekto įvertinimas ......................................... 125
7.2. Gaunama nauda mažų gabaritų bioreaktorių naudotojams ............................................... 126
7.3 bioreaktorių panaudojimo potencialas lietuvoje ................................................................ 127
7.4. Mažų gabaritų bioreaktoriaus atsipirkimo laiko skaičiavimas.......................................... 131
7.4.1. Atsipirkimo laiko skaičiavimo metodika............................................................... 131
7.4.2. Bioreaktoriaus išlaidų – naudos vertinimas........................................................... 133
7.5. Kaštų ir naudos analizė įvertinant biologiškai skaidžių atliekų apdorojimo įrenginius ... 139
7.6. Veiksniai įtakojantys biodujų ir energijos gamybos projektų ekonominius rodiklius ...... 142
8. Parinktų bioreaktoriaus modulių įdiegimo ir įrengimo techninės sąlygos................................. 144
Išvados ........................................................................................................................................... 149
Rekomendacijos............................................................................................................................. 151
Literatūros sąrašas.......................................................................................................................... 152
5
ĮVADAS
Tiriamoji problema
Šalyje susidaro nemaži kiekiai žemės ūkio ir maisto pramonės organinių atliekų,
kurių energetinis potencialas nėra panaudojamas. Tai galvijų, paukščių mėšlas ir srutos,
sodo ir daržo žaliosios atliekos, buityje susidarančios nuotekos, virtuvės atliekos.
Biologiškai yrant organinėms atliekoms, į aplinkos orą išsiskiria dujos turinčios neigiamą
poveikį klimato kaitai. Jų sudėtyje yra metano, anglies dvideginio, vandenilio, sieros
vandenilio, susidaro nemalonūs kvapai. Be to, atliekose esantys neorganiniai junginiai, su
trąšomis patekę į dirvą, nepalankiai veikia dirvožemio struktūrą ir dažnai turi neigiamos
įtakos derlingumui. Jų tinkamai neapdorojant, kyla rimtų problemų: teršiami paviršiniai ir
gruntiniai vandenys, ligų sukėlėjai kelia pavojų žmonių ir gyvūnijos sveikatai, atsiranda
šiltnamio efektas (metanas, išsiskiriantis yrant organinėms atliekoms, daro aplinkai net 21
kartą didesnį poveikį, nei anglies dvideginis). Lietuva yra įsipareigojusi sumažinti
sąvartynuose deponuojamų biodegraduojančių atliekų kiekį. Šiuo metu
Pagal Lietuvos Valstybinį strateginį atliekų tvarkymo planą direktyva 1999/31/EB
Lietuvoje turi būti įgyvendinta laipsniškai. Nuo 2010 metų sąvartynuose šalinamos
biologiškai skaidžios atliekos turi sudaryti 75 %, nuo 2000 metais sąvartynuose pašalinto
kiekio, nuo 2013 metų – 50 %, nuo 2020 metų – 35 %. Pasiekti tokių rezultatų reikia imtis
efektyvių priemonių. Vienos iš tokių priemonių gali būti anaerobinis apdorojimas.
Anaerobinio ir aerobinio bioskaidžių atliekų apdorojimo technologijų taikymas įgalina
sumažinti sąvartynų plotus, atliekų kenksmingumą, jų neigiamą poveikį aplinkai. Šių
technologijų taikymas yra būtinas, prieš tai išvardintoms problemoms spręsti, nes
bioskaidžių atliekų kiekiai kiekvienais metais vis didėja. Šiuo metu ūkininkai ir maisto
pramonės įmonės nepakankamai yra susipažinusios su atliekų tvarkymo
biotechnologijomis.
Darbo aktualumas Apdorojant organines atliekas bioreaktoriuose, tuo pačiu metu sprendžiamos
ekologinės problemos, gaunama energijos (biodujų) bei geros kokybės ekologiškų trąšų.
Bioreaktorius yra pagrindinis įrenginys, kuriame nuolat ir periodiškai vyksta biomasės
hidrolizės, fermentacijos bei metano gamybos bei atliekų skaidymo procesai.. Jame
surenkamos išsiskyrusios biodujos, kurios vėliau kaupiamos dujų rezervuaruose bei
naudojamos energijos gamybai. Ir nors didelių gabaritų bioreaktorių sistemos gerai
6
žinomos, efektyvių mažo našumo įrenginių, skirtų nedideliems ūkiams ir maisto
pramonėms įmonėms, retai naudojamos. Sukurtas tokio įrenginio prototipas paskatins
mažo našumo bioreaktorių rinkų atsiradimą, naujus mokslinius tyrimus ir plėtrą. Mažų
gabaritų bioreaktorius galima panaudoti smulkiuose ūkiuose ir maisto pramonės įmonėse,
ten kur susidaro biologiškai skaidžios atliekos. Studijoje pateikta informacija išryškins
mažų gabaritų bioreaktorių teikiamą aplinkosauginį ir ekonominį efektą bei taikymo
galimybes Lietuvos ūkiuose ir įmonėse.
Tyrimų objektas Sukurto mažų gabaritų bioreaktoriaus modulinių variantų analizė, parinkimas ir
taikymas kaimo ūkiuose bei maisto pramonėje.
Darbo tikslas Šio taikomojo mokslinio tyrimo darbo tikslas yra suskirstyti smulkius kaimo ūkius
ir maisto pramonės įmones pagal sąlyginį dydį ir susidarančių biologiškai skaidžių atliekų
specifiką bei konkrečiam ūkiui pritaikyti atitinkamą bioreaktoriaus modulinį variantą.
Tikslui pasiekti keliami darbo uždaviniai:
1. Surinkti informaciją apie mažų gabaritų bioreaktorius pasaulyje, jų konstrukcijas, veikimo principus, pritaikomumą.
2. Surinkti informacija apie Lietuvoje esančius ūkius ir maisto pramonės įmones ir suskirstyti jas pagal sąlyginį dydį.
3. Surinkti informacija apie kaimo ūkiuose ir maisto pramonės įmonėse susidarančius bioskaidžių atliekų kiekius.
4. Suskirstyti smulkius ūkius ir pramonės įmones pagal dydžius ir susidarančių atliekų kiekius.
5. Parinkti tam tikro dydžio įmonei bioreaktorių ir ir atlikti jo išlaidų – naudos kaštų analizę
6. Aprašyti bioreaktorių įrengimo ir įdiegimo technines sąlygas.
Darbo praktinė vertė
Studija leis geriau įvertinti bioskaidžių atliekų susidarančius kiekius Lietuvoje.
Ištyrus atliekų srautus, nustatyta kiek efektyvi biodujų gamybos ar atliekų kompostavimo
biotechnologija naudojant įvairias biologiškai skaidžias atliekas ir jų mišinius
mezofilinėmis sąlygomis. Studija skatins bioreaktorių taikymo galimybes Lietuvoje. Ūkiai
ir maisto pramonės įmonės galės diegti šias biotechnologijas, gaudamos aplinkosauginę ir
ekonominę naudą. Taip pat bus šalinami bioskaidžių atliekų irimo metu išsiskiriantys
kvapai, mažės atliekų poveikis aplinkai ir klimato kaitai, perdirbtas substratas galės būti
panaudojamas dirvos tręšimui ar laistymui.
7
SANTRUMPOS
BA – Biologiškai skaidžios atliekos
BVP – Bendras vidaus produktas
TIPK - Taršos integruota prevencija ir kontrolė
ŽŪM – Žemės ūkio ministerija
ŽŪB – Žemės ūkio bendrovė
ŽŪIKVC – Žemės ūkio informacijos ir kaimo verslo centras
SĄVOKOS IR TERMINAI
Biologiškai skaidžios atliekos – bet kokios atliekos, kurios gali būti suskaidytos aerobiniu ar anaerobiniu būdu, pvz., sodo, maisto, gyvulinės kilmės atliekos, popierius ar kartonas.
Ekologinis žemės ūkis – tai harmoninga ūkininkavimo sistema, kurioje nenaudojant sintetinių cheminių medžiagų siekiama uždaro, tęstinio energijos ir maisto medžiagų apytakos ciklo, neteršiama gamta ir vartotojai aprūpinami sveikais maisto produktais.
Kompostavimas - tai biologiškai skaidžių atliekų tvarkymo būdas, kai dėl kompleksinio biologinio, biocheminio ir fizinio proceso, t. y. mikroorganizmų, dirvožemio gyvūnų ir jų išskiriamų fermentų poveikio, mineralizuojasi biologiškai skaidžios atliekos, išsiskiria biogeniniai elementai ir susidaro humusas. Mažų gabaritų bioreaktorius – tai įrenginys skirtas biodujų ir trąšų gamybai, kuriame mikroorganizmai organines medžiagas skaido anaerobinėse ir aerobinėse sąlygose ir kurio tūris neviršija 50 m3. 1 kategorijos medžiagos – tai didžiausią pavojų žmonių ir gyvūnų sveikatai keliančios medžiagos, kurioms priskiriama visi gyvūninės kilmės šalutiniai produktai, kildinami iš gyvūnų, užsikrėtusių užkrečiamosiomis spongiforminėmis encefalopatijomis, išskyrus tas, kuriomis serga žmonės, arba užsikrėtusių kitomis ligomis, kuriomis gali užsikrėsti žmonės ar kiti gyvūnai. 2 kategorijos medžiagos – tai mažesnį nei pirmos kategorijos pavojų keliantys gyvūninės kilmės šalutiniai produktai, kuriose yra tam tikrų, reglamento Nr. 1774/2002 penktame straipsnyje reglamentuojamų medžiagų, kurių tarpe yra, pvz. mėšlas ir virškinamojo trakto turinys. 3 kategorijos medžiagos – tai mažiausiai pavojingi gyvūninės kilmės šalutiniai produktai, kurie gali būti plačiausiai pakartotinai perdirbami ir panaudojami.
8
1. BIODUJOMS IŠGAUTI PASAULYJE NAUDOJAMŲ MAŽŲ
GABARITŲ BIOREAKTORIŲ APŽVALGA
1.1. BIODUJŲ GAMYBOS TECHNOLOGIJOS IR PANAUDOJIMAS
Biodujų gamyba iš bioreaktoriuose apdorotų organinių atliekų leidžia įmonei ar
dideliam ūkiui apsirūpinti šiluma bei elektros energija. Šiandien biodujų jėgainių
technologijos nesunkiai atsiperka. Todėl daugeliui įmonių tai yra perspektyvi alternatyva
gauti šilumai ir elektros energijai bei spręsti gamtosaugines problemas. Biodujų gamyba
visų pirma sprendžia ne elektros energijos ir šilumos problemas, o ekologines. Atliekų
sukaupimo vietose atsiranda nemalonūs kvapai, pradeda veistis graužikai ir įvairūs ligų
sukėlėjai. Atliekose sutinkami neorganiniai junginiai neretai patenka į dirvą ir neigiamai
veikia jos struktūrą bei derlingumą. Be to atliekos kelia pavojų paviršiniam ir gruntiniam
vandeniui (Baltrėnas ir kt. 2005).
Biodujų gamybai gali būti naudojamas įvairios žaliavos: gyvulių mėšlas, augalų
liekanos, maisto pramonės bei žemės ūkio atliekos, nuotekų dumblas, organinės
komunalinės atliekos, viešojo maitinimo įstaigų atliekos ir energetiniai augalai. Biodujos
taip pat gali būti surenkamos specialiais įrenginiais iš sąvartynų.
1.1 pav. Uždaras biodujų gamybos iš BA ciklas (Al Saedi 2001)
9
Vienos geriausių žaliavų biodujų gamybai yra galimybė naudoti „šlapią biomasę“,
kurios drėgnis didesnis nei 60-70% (pvz., nuotekų dumblas, gyvulių srutos ir pan.)
Pastaraisiais metais, vis daugiau energetinių augalų (grūdų, kukurūzų, rapsų), buvo
naudojami kaip žaliava biodujų gamybai tokiose šalyse kaip Austrija arba Vokietija. Be
energetinių augalų, biodujų gamybai gali būti panaudojamos visų rūšių žemės ūkio
atliekos, netinkami maistui augalai.
Biologiškai yrant organinėms atliekoms į aplinką išsiskiria dujos, kurių sudėtyje
daugiausiai yra metano (50-70%) ir anglies dvideginio. Metanas ir anglies dvideginis yra
šiltnamio efektą sukeliančios dujos (Zuokaitė ir Zigmontienė 2009; Kvasauskas ir
Baltrėnas 2009).
Vienas iš perspektyviausių metodų organinėms atliekoms paversti alternatyvia
energija ir gauti trąšų – anaerobinis atliekų skaidymas bioreaktoriuose (Kvasauskas 2008).
Nemalonus kvapas
Sandėliuojant ir naudojant gyvulių mėšlą ir daug kitų organinių atliekų sklinda
nemalonus kvapas ir privilioja muses. Anaerobinis biologiškai skaidžių (BA) perdirbimas
sumažina šiuos kvapus iki 80%. Substratas yra beveik bekvapis, o likusio amoniako kvapo
nebelieka netrukus po to, kai substratas yra panaudojamas tręšiant laukus (Baltrėnas ir
Kvasauskas 2008).
Bioreaktorių veikimo principas
Bioreaktorius – tai įrenginys skirtas biodujų gamybai, kuriame mikroorganizmai
organines medžiagas skaido anaerobinėse sąlygose. Norint užtikrinti anaerobines sąlygas,
būtina neleisti aplinkos orui sąveikauti su biorektoriuje esančia įkrova. Todėl bioreaktorius
turi būti hermetiškas (Mödinger F. 2009).
Bioreaktorius yra pagrindinis biodujų jėgainės įrenginys, kuriame nuolat ar
periodiškai vyksta biomasės hidrolizės, fermentacijos bei metano gamybos procesas.
Bioreaktorius turi būti sandarus, nes anaerobinės bakterijos yra jautrios deguoniui. Be to,
jame surenkamos išsiskyrusios biodujos, kurios vėliau kaupiamos dujų rezervuaruose bei
naudojamos energijos gamybai. Vidutinėje klimato zonoje reaktoriaus korpusą būtina gerai
termiškai izoliuoti, siekiant sumažinti šilumos nuostolius. Korpuso gamybai naudojamas
plienas, gelžbetonis, polietilenas, medis bei molis (Kennes and Veiga 2001; Beteta 1995).
10
Bioreaktoriaus darbą nusako trys pagrindiniai parametrai: temperatūra, substrato
išlaikymo trukmė, apkrova.
Temperatūra
Bioreaktoriuose turi būti palaikoma temperatūra, atitinkanti optimalias sąlygas
mezofiliniams arba termofiliniams mikroorganizmas vystytis. Pagal tai jie yra skirstomi į
mezofilinius ir termofilinius. Norint palaikyti reikiama substrato temperatūrą su
mažiausiomis energijos sąnaudomis, bioreaktorius turi turėti efektyvią šildymo sistemą, o
jo korpusas turi būti padengtas šiluminės izoliacijos sluoksniu.
Norint palaikyti vienodą temperatūra visame bioreaktoriaus tūryje, tuo pačiu
užtikrinti gerą kontaktą tarp mikroorganizmų ir organinių medžiagų, bioreaktorius turi
turėti substrato maišymo sistemą. Maišymas taip pat neleidžia susidaryti plutai įkrovos
viršuje, kuri trukdo susidariusioms biodujoms pasišalinti iš apdirbamos žaliavos.
Bioreaktorius taip pat turi turėti substrato pakrovimo ir iškrovimo sistemą. Ji turi
būti tokia, kad užtikrintų kuo mažesnius temperatūros ir koncentracijos pokyčius įkrovoje.
Apkrova
Kitas svarbus bioreaktoriaus parametras yra apkrova. Apkrova nusako per parą
įkraunamų į bioreaktorių sausų organinių medžiagų kiekį, tenkantį vienam bioreaktoriaus
darbinio tūrio kubiniam metrui. Jei apkrova maža, tai bakterijoms trūksta maisto, jų veikla
neintensyvi, todėl sulėtėja biodujų gamyba. Jei apkrova pernelyg didelė, bioreaktoriuje
pradeda kauptis daug lakiųjų riebalinių rūgščių. Mažėja pagaminamų biodujų kiekis, be to
didėja jose CO2 koncentracija. pH reikšmė pasidaro mažesnė už 6, o tai stabdo
metanogeninių bakterijų veiklą. Todėl svarbu tinkamai pasirinkti bioreaktoriaus apkrova
norint optimizuoti biodujų išgavimą iš žemės ūkio bioskaidžių atliekų.
Reikalingas sausos organinės medžiagos tūris per laiko vienetą apskaičiuojamas:
(1.1)
čia:
BR – organinė apkrova [kg/d·m3];
m – reikalingas substrato kiekis per parą [kg/d];
c – organinės medžiagos koncentracija [%];
VR - bioreaktoriaus tūris [m3].
11
Optimali apkrova karvių mėšlo yra apie 4,5-6 kgSOM/m3parą, kiaulių mėšlo – 3-4
kgSOM/m3parą, paukščių mėšlo – 1,5-2,5 kgSOM/m3parą (Savickas ir Vrubliauskas 1997).
Išlaikymo trukmė
Išlaikymo trukmė – tai substrato buvimo laikas bioreaktoriuje, matuojamas
paromis. Nepertraukiamo veikimo bioreaktoriuose išlaikymo trukmė, gaunama dalinant
bioreaktoriaus darbinį turį (tūrį užpildytą substratu) iš įkrovos kiekio, tiekiamo į reaktorių
per parą (Savickas ir Vrubliauskas 1997):
(1.2)
čia:
IT – išlaikymo trukmė, para.
Bendras bioreaktoriaus tūris dažniausiai priimamas 10% didesnis už darbinį tūrį.
Svarbu tinkamai pasirinkti bioreaktoriaus konstrukciją ir tipą, nes nuo to priklauso biodujų
gamybos efektyvumas. Bioreaktoriai skirstomi į du pagrindinius tipus:
• periodinio veikimo;
• nuolatinio veikimo.
Periodinio veikimo bioreaktoriai
Šie bioreaktoriai yra pakraunami ir iškraunami periodiškai. Visas jų darbinis tūris
yra iš karto užpildomas apdorojimui skirta įkrova. Pašildžius įkrovą, biodujų išsiskyrimas
prasideda tik po keleto dienų. Po įkrovos degazacijos, ji visa pakeičiama nauja ir procesas
kartojamas. Šio tipo bioreaktorių dujų išeiga nėra pastovi. Iš pradžių biodujų išeiga, laikui
bėgant, didėja, pasiekia maksimumą ir po to palaipsniui pradeda mažėti. Norint užtikrinti
kuo tolygesnį biodujų tiekimą, šio tipo bioreaktoriai sudaryti iš kelių talpų. Kiekviena talpa
yra užpildoma šviežiu substratu atitinkamais laiko intervalais viena po kitos. Visų talpų
biodujų atvamzdžiai yra sujungiami į vieną bendrą kolektorių. Šio tipo bioreaktorių
trūkumas – palyginti ilgas substrato išlaikymo bioreaktoriuje laikas bei mažas ir netolygus
biodujų išgavimas. Be to, keičiant įkrovą, su ja pašalinami ir mikroorganizmai. Pagrindinis
privalumas yra tas, kad juose labiau suskaidomos organinės medžiagos.
Nuolatinio veikimo bioreaktoriai
Nuolatinio veikimo bioreaktoriuose įkrova pašalinama ne visa iškarto, o
palaipsniui, nustatytomis dalimis: į bioreaktorių pridedama dalis paruošto naujo substrato,
12
tiek pat pašalinama degazuoto. Visa bioreaktoriaus įkrova pakeičiama per laiką lygų
išlaikymo trukmei (Savickas ir Vrubliauskas 1997).
Bioreaktorius pagal konstrukciją gali būti: su slankiojančia biodujų talpykla,
fiksuoto kupolo talpykla (1.2 ir 1.3 pav.).
1.2 pav. Bioreaktorius su slankiojančia dujų talpykla (Biogas...2007)
Pastaruoju metu Europoje paplito cilindro formos reaktoriai, kurie gali būti įrengti
horizontaliai arba vertikaliai (cilindrinė forma patogi gaminti ir eksploatuoti). Jų korpusai
gaminami iš plieno ar gelžbetonio. Perdirbamo substrato pašildymui reaktoriuje ar jo
išorėje įrengiamas šilumokaitis. Šio tipo reaktoriai veikia mezofilinėje arba termofilinėje
aplinkoje (Jagadish et al. 1998; Schutyser et al. 2000).
1.3 pav. Fiksuoto kupolo bioreaktorius (Biogas...2007)
13
Vertikalūs cilindriniai fiksuoto kupolo reaktoriai tinka tirštos konsistencijos atliekų
perdirbimui, todėl paplitę ūkininkų fermų biojėgainėse, perdirbančiose žaliąją biomasę,
paukščių mėšlą ir kitas tirštas atliekas (Fung and Mitchell 1995). Horizontalaus
bioreaktoriaus schema pateikta 1.3 pav.
Fiksuoto kupolo bioreaktoriai yra paplitę šiltesnio klimato šalyse, tokiose kaip
Kinija ar Indija (Preston and Rodríguez 2002). Vokietijoje, Danijoje jau seniai statomi
stačiakampio formos reaktoriai, kurie įrengiami po tvarto grindimis ir veikia kaip mėšlo
kauptuvas.
Tvarto išorėje jie dažniausiai įrengiami po žeme, sienas izoliavus šilumine
izoliacija. Tokių reaktorių korpusas gaminamas iš gelžbetonio. Dujų kaupimui reikalingas
papildomas rezervuaras. Reaktoriuje įrengiamas šilumokaitis bei substrato maišyklė.
Paprastai tokie reaktoriai dirba mezofilinėje aplinkoje (Gomez 2005).
1.2. EUROPOJE NAUDOJAMI MAŽO NAŠUMO BIOREAKTORIAI
JAV, Italijoje, Vokietijoje, Graikijoje ir kt. naudojami paprastos konstrukcijos ir
pigūs reaktoriai – plėvele uždengti mėšlo rezervuarai (lagūnos 1.4 pav.). Juose biomasė
savitaka slenka nuo papildymo taško iki iškrovimo. Rezervuaro danga praleidžia saulės
spindulius ir sulaiko biomasėje akumuliuotą šilumą bei išsiskyrusias biodujas. Biodujų
gamybos procesas paprastai vyksta psichrofilinėje aplinkoje. Norint palaikyti biodujų
gamybos procesą visus metus arba pervesti į intensyvesnį mezofilinį režimą rezervuaro
dugne įrengiamas šilumokaitis. Tokiu pačiu principu galima bioreaktorių įrengti
panaudojant cilindro formos rezervuarą, užpildytą mėšlu (Nagel et al. 2001; Botero and
Preston 1995).
1.4 pav. Lagūninis bioreaktorius (Lagoon...2010; Bhat et al. 2001)
14
Lagūnininis bioreaktorius yra nuolatinio veikimo. Jų darbinis tūris priklauso nuo
ilgio, pločio ir gylio. Šio tipo bioreaktoriuose darbinė temperatūra svyruoja nuo 15°C iki
25°C. Išsiskiriančių biodujų kiekis priklauso nuo bioreaktoriaus tūrio ir darbinės
temperatūros. Biodujos kaupiasi virš biomasės. Polieileninė danga neleidžia joms patekti į
aplinką. Biodujos kaupiamos pačiame bioreaktoriuje, todėl biodujų kaupimo talpa
priklauso nuo bioreaktoriaus parametrų.
1.1 lentelėje pateikta biodujų jėgainės kaina su 10 m3 lagūniniu bioreaktoriumi. Į šią
kainą įeina bioreaktoriaus, šildymo sistemos, biodujų jėgainės elementų kaina ir visos
biodujų jėgainės statybos darbai (betonavimas, vamzdžių monatvimas, kasybos darbai ir
kt.).
1.1 lentelė. Biojėgainės su 10 m3 lagūniniu bioreaktoriumi ekonominiai kaštai
Medžiagos ir įrengimo darbai Kiekis Kaina, Lt Bioreaktoriaus konstrukcija Betonas, (m3)
15 6 000
Biodujų kaupykla, (m3) 10 10 000 Kogeneracinis įrenginys 1 20 000 Termometras 1 30 Manometras 1 50 Siurblys 2 500 Vamzdžiai Ø50, (m) 10 150 Vamzdžiai Ø200, (m) 15 600 Šildymo sistema - 1400 Biodujų jėgainės įrengimo darbai - 10 000 Kitos išlaidos (10%) - 4 873 Biodujų jėgainės kaina: 53 603
10 m3 lagūninis bioreaktorius dibdamas mezofiliniu rėžimu, todėl per parą
pasigamins apie 10 m3 biodujų (metano koncentracija biodujose sudarys apie 50-60%).
Sunaudojus 10 m3 biodujų būtų galima pasigaminti 13 kWh elektros energijos ir 50 kWh
šilumos energijos (kogeneracinio įrenginio instaliuota elektinė galia 2 kW, o šiluminė galia
8 kW). 5 % pagamintos elektros energijos bus sunaudojama maišymo sistemai ir siurblių
darbui. O 1/3 šilumos energijos dalis bus sunaudota biomasės šildymui.
Pastaruoju metu Europoje paplito cilindro formos reaktoriai, kurie gali būti įrengti
horizontaliai arba vertikaliai (cilindrinė forma patogi gaminti ir eksploatuoti). Jų korpusai
gaminami iš plieno ar gelžbetonio. Perdirbamo substrato pašildymui reaktoriuje ar jo
išorėje įrengiamas šilumokaitis. Šio tipo reaktoriai veikia mezofilinėje arba termofilinėje
aplinkoje (Jagadish et al. 1998; Schutyser et al. 2000).
15
1.5 pav. Horizontalusis bioreaktorius (Fisher and Krieg 2008)
Horizontalūs cilindriniai reaktoriai (1.5 pav.) tinka tirštos konsistencijos atliekų
perdirbimui, todėl paplitę ūkininkų fermų biodujų jėgainėse, perdirbančiose žaliąją
biomasę, paukščių mėšlą ir kitas tirštas atliekas (Fung and Mitchell 1995).
Biomasė į bioreaktorių tiekiama per atvamzdį įrengtą viename bioreaktoriaus gale,
o kitame gale įrengta substrato pašalinimo anga. Biomasei pašildyti įrengta šildymo
sistema. Mechaninės maišyklės pagalba biomasė yra sumaišoma. O susidariusios biodujos
per biodujų išleidimo angą patenka į biodujų kaupyklą.
1.2 lentelė 10 m3 horizontalaus bioreaktoriaus ekonominiai kaštai
Medžiagos ir įrengimo darbai Kiekis Kaina, Lt Bioreaktoriaus konstrukcija Talpa, (m3)
10 2 000
Biodujų talpa, (m3) 30 25 000 Kogeneracinis įrenginys 1 20 000 Termometras 1 30 Manometras 1 50 Siurblys 2 500 Vamzdžiai Ø50, (m) 10 150 Vamzdžiai Ø200, (m) 6 250 Šildymo sistema - 1 400 Maišymo sistema - 1 500 Biodujų jėgainės įrengimo darbai - 10 000
Kitos išlaidos (10%) - 6 088 Biodujų jėgainės kaina: 66 968
Šio tipo bioreaktoriai yra nuolatinio veikimo ir jų darbinė temperatūra gali svyruoti
nuo 35°C iki 55°C. Darbinis tūris iki 150 m3. Biodujų kaupimo talpą galima pasirinkti
atsižvelgiant į susidarančių biodujų kiekį. Išsiskiriančių biodujų kiekis priklauso nuo
16
bioreaktoriaus darbinės temperatūros ir darbinio tūrio. Jei bioreaktorius dirba mezofiliniu
rėžimu tai biodujų išeiga gali siekti iki 200 m3 per parą, priklausomai nuo bioreaktoriaus
darbinio tūrio. Jei dirba termofiliniu rėžimu iki 500 m3 per parą.
1.2 lentelėje pateikta biodujų jėgainės kaina su 10 m3 horizontaliu bioreaktoriumi. Į
šią kainą įskaičiuota bioreaktoriaus, šildymo sitemos ir biodujų jėgainės elementų kaina ir
visi biodujų jėgainės statybos darbai (šildymo sistemos ir maišymo sistemos montavimas,
vamzdžių montavimas, biodujų saugyklos įrengimas ir kt.).
10 m3 horizontalus bioreaktorius veiks mezofiliniu rėžimu, todėl per parą
pasigamins apie 12 m3 biodujų (metano koncentracija biodujose sudarys apie 50-60%).
Sunaudojus 12 m3 biodujų būtų galima pasigaminti 16 kWh ekeltros energijos ir 64 kWh
šilumos energijos (kogeneracinio įrenginio instaliuota elektinė galia 2 kW, o šiluminė galia
8 kW). 5 % pagamintos elektros energijos bus sunaudojama maišymo sistemai ir siurblių
darbui, 1/3 šilumos energijos dalis bus sunaudota biomasės šildymui.
Jei 10 m3 horizontalus bioreaktorius veiktų termofiliniu rėžimu, per parą pagamintų
biodujų kiekis galėtų siekti apie 30 m3. Sunaudoju 30 m3 biodujų būtų galima pasigaminti
40 kWh ekeltros energijos ir 160 kWh šilumos energijos.
1.6 pav. Vertikalaus bioreaktoriaus schema (Fisher and Krieg 2008)
Vertikaliųjų cilindrinių reaktorių pagrindiniai technologiniai elementai yra
analogiški kaip horizontalių reaktorių, tačiau juose galima didesnė technologinių
sprendimų įvairovė. Jų šilumokaičiai gali būti įrengti reaktoriaus dugne, sumontuoti ant
vidinės sienelės, integruoti korpuse ir pan. Įvairiai montuojamos ir substrato maišyklės:
viršutiniame dangtyje, per išorinę sienelę (1.6 pav.), ant vidinio sienelės paviršiaus, dugne
ir pan. (Mitchell et al. 2006).
17
1.7 pav. Vertikalus bioreaktorius (JDV/Ralph B. Carter Anaerobic Digester 2010)
Šiuolaikiniuose bioreaktoriuose palaikoma temperatūra, atitinkanti optimalias
sąlygas mezofiliniams arba termofiliniams mikroorganizmams vystytis. Pagal tai jie
skirstomi į mezofilinius ir termofilinius. Vertikalūs bioreaktoriai taip pat kaip ir
horizontalūs bioreaktoriai yra nuolatinio veikimo. Jų darbinis tūris gali siekti iki 1000 m3.
Biodujos kaupiasi pačiame bioreaktoriuje, tai yra virš perdirbamos biomasės. Dvigubas
membranos stogas (1.6 pav.) neleidžia joms patekti į aplinką. Darbinė temperatūra gali būtį
nuo 35°C iki 55°C.
1.3 lentelė 10 m3 vertikalaus bioreaktoriaus ekonominiai kaštai
Medžiagos ir įrengimo darbai Kiekis Kaina, Lt Bioreaktoriaus konstrukcija Talpa, (m3)
10 2 000
Biodujų talpa, (m3) 30 25 000 Kogeneracinis įrenginys 1 20 000 Termometras 1 30 Manometras 1 50 Siurblys 2 500 Vamzdžiai Ø50, (m) 10 150 Vamzdžiai Ø200, (m) 6 250 Šildymo sistema - 1 400 Maišymo sistema - 1 500 Biodujų jėgainės įrengimo darbai - 10 000
Kitos išlaidos (10%) - 6 088 Biodujų jėgainės kaina: 66 968
10 m3 vertikalus bioreaktorius veiks mezofiliniu rėžimu, todėl per parą pasigamins
apie 12 m3 biodujų (metano koncentracija biodujose sudarys apie 50-60%). Sunaudojus 12
18
m3 biodujų būtų galima pasigaminti 16 kWh ekeltros energijos ir 64 kWh šilumos
energijos (kogeneracinio įrenginio instaliuota elektrinė galia 2 kW, o šiluminė galia 8 kW).
5 % pagamintos elektros energijos bus sunaudojama maišymo sistemai ir siurblių darbui. O
1/3 šilumos energijos dalis bus sunaudota biomasės šildymui.
Jei 10 m3 horizontalus bioreaktorius veiktų termofiliniu rėžimu, per parą pagamintų
biodujų kiekis galėtų siekti apie 30 m3. Sunaudoju 30 m3 biodujų būtų galima pasigaminti
40 kWh ekeltros energijos ir 160 kWh šilumos energijos.
Vokietijos įmonė Planet biogastechnik GmbH sukūrė mažų gabaritų bioreaktorius
(1.7 pav.), skirtus ūkininkams, maisto pramonės įmonėms, mokslinių tyrimų centrams,
universitetams ir kitoms pramonės šakoms.
1.7 pav. Planet biogastechnik GmbH įmonės bioreaktorius (Mini digester...2010)
Šiuos mažų gabaritų bioreaktorius siūloma naudoti kaip bandomuosius įmonėms,
kurios ateityje nori įsidiegti didelių gabaritų bioreaktorius. Su šiuo mažu bioreaktoriumi
biodujų gamybai galima išbandyti bei naudoti įvairių mišinių substratus: kukurūzų silosas,
žolės silosas, gyvulių srutos ir mėšlas, riebalai ir aliejaus atliekos, vaisių ir daržovių, pieno
produktu, grūdų, viešojo maitinimo įstaigose susidarančios biologiškai skaidžios atliekos,
dumblas iš valymo įrenginių, skerdyklų atliekos. Įmonė ieško visuomenės, pramonės ir
mokslinių tyrimų partnerių (Mini digester...2010).
Visų pirma šiuos bioreaktorius siūloma diegti ūkininkams ir įmonėms, kurių
veikloje susidaro organinės atliekos (pvz. maisto pramonės įmonės) ir paversti jas
19
naudingu kuru – biodujomis. Visų antra šis mažų gabaritų bioreaktorius gali būti kaip
bandomasis įmonėms kurios nori diegti didelių gabaritų bioreaktorius.
Šios įmonės bioreaktorius yra nuolatinio veikimo. Pagaminto gaminio darbinis tūris
siekia 1,5 m3. Bioreaktorije yra įrengtas mechaninis maišymas ie elektrinis maišymas.
Rekomenduojama darbinė temperatūra nuo 35 0C iki 50 0C. Išsiskiriančių biodujų kiekis
per parą gali siekti nuo 1,5 m3 iki 4,5 m3. Dujų kaupimo talpa 5 m3.
Per dieną šiame bioreaktoriuje galima perdirbti 50 kg kieto 50 litrų skysto substrato.
Kieti substratai pakraunami į bioreaktorių naudojant sraigtų sistemą, skysti substratai yra
pumpuojami siurbliu.
Šio tipo bioreaktorius yra naudojamas biodujų gamyklose bandymams atlikti
Vokietijoje, Jungtinėje Karalystėje, Kanadoje, Brazilijoje ir Afrikoje.
Medžiagos, jų kiekiai ir kaina pagaminti ir įrengti tokio tipo bioreaktorių Lietuvoje,
kaip Planet biogastechnik GmbH įmonės, pateikti 1.4 lentelėje.
1.4 lentelė. Planet biogastechnik GmbH įmonės bioreaktoriaus įdiegimo kaina Lietuvoje
Medžiagos ir įrengimo darbai Kiekis Kaina, Lt Bioreaktoriaus konstrukcija Talpa, (m3)
1,5 800
Biodujų talpa, (m3) 5 5 000 Kogeneracinis įrenginys 1 20 000 Termometras 1 30 Manometras 1 50 Siurblys 2 500 Vamzdžiai Ø20, (m) 10 30 Vamzdžiai Ø50, (m) 6 30 Šildymo sistema - 800 Maišymo sistema - 3 200 Biodujų jėgainės įrengimo darbai - 2 000
Kitos išlaidos (10%) - 3 244 Biodujų jėgainės kaina: 35 684
1,5 m3 bioreaktorius dirbdamas mezofiliniu režimu per parą pasigamina apie 1,5 m3
biodujų (metano koncentracija biodujose sudarys apie 50-60%). Sunaudojus 1,5 m3 biodujų
būtų galima pasigaminti 2 kWh elektros energijos ir 8 kWh šilumos energijos
(kogeneracinio įrenginio instaliuota elektinė galia 2 Wh, o šiluminė galia 8 Wh). 10 %
pagamintos elektros energijos bus sunaudojama maišymo sistemai, siurblių darbui ir
šildymo sistemai.
20
Jei 1,5 m3 horizontalus bioreaktorius veiktų termofiliniu režimu, per parą
pagamintų biodujų kiekis galėtų siekti apie 4,5 m3. Sunaudoju 4,5 m3 biodujų būtų galima
pasigaminti 6 kWh ekeltros energijos ir 24 kWh šilumos energijos.
1.3. AZIJOJE NAUDOJAMI MAŽO NAŠUMO BIOREAKTORIAI
Mažo tūrio bioreaktoriai labiausiai populiarūs yra rytų šalyse, tokiose kaip Kinija,
Indija, Nepalas. Bioreaktoriai yra nesudėtingos konstrukcijos, jų gamyba ir įrengimas yra
nesudėtingi, todėl jie yra pigūs. Vienas iš tokių bioreaktorių yra gaminami Kinijoje, juos
gamina PUXIN kompanija.
Puxin kompanijos bioreaktorius yra periodinio veikimo. Biomasė pakraunama į
bioreaktorių ir iš jos išgaunamos biodujos, kurios kaupiamos į biodujų kaupyklą. Iš čia
dujos keliauja į viryklę ir yra deginamos gaminat valgį. Kai biomasė perdirbama, ji
iškraunama ir įkraunama nauja biomasė.
1.8 pav. PUXIN kompanijos bioreaktorius (Puxin biogas plant 2009)
Produktas susideda iš anaerobinio fermentavimo rezervuaro, dujų laikymo krepšio,
dujų siurblio, saulės įkroviklio, taip pat dujotiekio ir prietaisų. Produktas turi šiuos
privalumus:
• Lengvai ir greitai įdiegiamas. Jį gali sukonstruoti patys vartotojai per dvi valandas;
• Patogus transportuoti, nes jos bendras svoris tik 80 kg;
• Medžiagos tinkamos naudoti bioreaktoriuje kaip įkrova: maisto atliekas, žolė, lapai.
Medžiagos, jų kiekiai ir kaina pagaminti ir įrengti tokio tipo bioreaktorių Lieuvoje,
kaip PUXIN kompanijos, pateiktos 1.5 lentelėje.
21
1.5 lentelė Puxin kompanijos bioreaktoriaus įdiegimo kaina Lietuvoje
Medžiagos ir įrengimo darbai Kiekis Kaina, Lt Bioreaktoriaus konstrukcija Talpa, (m3)
0,05 300
Biodujų talpa, (m3) 1 1 000
Bioreaktoriaus įrengimo išlaidos - 500
Iš viso: 1 800
Metano koncentracija biodujose sudarys apie 50% - 60%. Jos bus naudojamos
maisto gaminimui. Jei per parą iš susikaupusių 0,05 m3 biodujų būtų gaminama elektros
energija, tai jos pagamintas kiekis siektų 0,02 kWh (biodujų generatoriaus instaliuota galia
0,6 kW).
1.9 pav. Mažų gabaritų Pukxin kompanijos biodujų jėgainės sistema (Puxin biogas plant 2009)
Puxin kompanijos bioreaktoriaus parametrai: bioreaktorius yra periodinio veikimo,
darbinis tūris 0,05 m3. Įrenginio svoris 80 kg. Darbinė temperatūra apie 35 0C.
Išsiskiriančių biodujų kiekis gali siekti 0,8 m3/m3 biomasės. Biodujų kaupimo talpa yra
pasirenkama atsižvelgiant į biodujų išeigą.
Mažo tūrio bioreaktoriuose pagamintos biodujos tinkamos naudoti nedidelėms
reikmėms, tokioms kaip maisto gaminimui ir pan., nes jų kiekis nėra didelis.
22
Pateiktame 1.9 paveiksle yra pavaizduota Puxin kompanijos mažų gabaritų biodujų
jėgainės schema. Čia pavaizduota biodujų gamyba ir jos realizavimo būdai. Tai pat
pateiktos perdirbto substarto panaudojimo galimybės.
Sistema (1.9 pav.) yra padaryta taip, kad namų ūkyje susidariusios bioskaidžios
atliekos tiesiogiai patenka į bioreaktorių per biomasės tiekimo atvamzdį. Bioreaktoriuje
biomasė perdirbama ir išgaunamos biodujos, kurios kaupiasi biodujų kaupykloje. Iš
biodujų kaupyklos dujos tiekiamos į nusierinimo įrenginį. Nusierinimo įrenginyje iš
biodujų yra pašalinamas nepageidaujamas junginys sieros vandenilis. Po nusierinimo
reikiamas biodujų kiekis tiekiamas maisto gaminimui, elektros energijai gauti ir vandens
šildymui. Kita dalis patenka į biodujų saugyklas (Système d'usine...2010).
Perdirbtas substratas šalinamas per perdirbto substrato atvamzdį į specialią talpą iš
jos separatoriaus pagalba atskiriamos skystos ir kietos atliekos. Skystas ir kietas substratas
naudojamas laukų tręšimui ir kitur.
1.10 pav. Pukxin kompanijos bioreakriaus konstrukcija (Puxin biogas plant 2009)
1.10 paveiksle pavaizduotas bioreaktorius yra nuolatinio veikimo. Ši kompanija
gamina bioreaktorius nuo 6 m3 iki 10 m3. Darbinė temperatūra apie 35 0C. Bioreaktoriaus
korpusas pagamintas iš metalo. Galimas biodujų išsiskyrimas per parą iš 10 m3
bioreaktoriaus apie 12 m3. Biodujų kaupimo talpa pagaminta iš armuoto stiklo pluošto. Jos
tūris 1 m3. Išmatavimai: aukštis – 0,6 m, skersmuo – 1,6 m (Système d'usine...2010).
23
1.6 lentelė. Medžiagos ir jų keikiai reikalingi pagaminti Puxin kompanijos 10 m3 bioreaktorių Lietuvoje
Medžiagos ir darbo jėga Kiekis Kaina, Lt Armuoto stiklo pluošto biodujų kaupykla 1 500 Akmens skalda, (m3) 4 440 Smėlis, (m3) 3,5 300 Cementas, (kg) 1400 370 Plytos (60 x 120 x 240mm) 100 60 Plastikiniai vamzdžiai (Ø150 x 1800mm) 2 20 Betono juosta (Ø6), (kg) 8 100 Bioreaktorius įrengimo išlaidos - 10 000 Bioreaktoriaus korpusas, (m2) 40 1 000 Šildymo sistema 1 1 400 Kogeneracinis įrenginys 1 20 000 Kitos išlaidos (10 %) - 3 419 Iš viso: 37 609
10 m3 bioreaktorius veiks mezofiliniu rėžimu, todėl per parą pasigamins apie 10 m3
biodujų (metano koncentracija biodujose sudarys apie 50-60%). Sunaudojus 10 m3 biodujų
būtų galima pasigaminti apie 13 kWh ekeltros energijos ir 50 kWh šilumos energijos . 1/3
šilumos energijos dalis yra sunaudojama šildymo sistemai.
Indija
Indijoje plačiai paplitę mažo tūrio (nuo 1 iki 10 m3) bioreaktoriai. Tokius
bioreaktorius gamina PEDA kompanija. Šio kompanijos bioreaktorių tipai pateikti 1.7
lentelėje.
1.7 lentelė. Peda kompanijos bioreaktoriai
Nr. Bioreaktoriaus tipas Bioreaktoriaus
tūris
1 KVIC tipo biodujų jėgainė, kur bioreaktorius gaminamas iš plytų ar akmenų, ir kupolas yra slankiojantis.
1-10 kubinių metrų
2 KVIC tipo biodujų jėgainė, kur bioreaktorius gaminamas iš betono.
1-10 kubinių metrų
3 KVIC tipo biodujų jėgainė, kur dujų kaupykla pagaminta iš stiklo pluošto.
1-10 kubinių metrų
4 Murinis bioreaktorius, pagamintas iš gelžbetonio. 1-6 kubinių metrų
5 Bioreaktorius su fiksuotu kupolu. 2 ir 3 kubinių metrų
6 "Flexi" tipo bioreaktorius, pagamintas iš nailono audinio maišo. 1-6 kubinių metrų
24
1.11 pav. PEDA kompanijos biorektoriai: dešinėje – bioreaktorius su slankiojančiu kupolu, kairėje
–bioreaktorius pagamintas iš betono (National Biogas...2010).
Šio tipo bioreaktoriai yra nuolatinio veikimo. Galimas darbinis tūris gali siekti nuo
1 m3 iki 10 m3. Darbinė temperatūra priklauso nuo aplinkos sąlygų. Išsiskiriančių biodujų
kiekis gali siekti nuo 1 m3 iki 12 m3 per dieną, priklausomai nuo bioreaktoriaus darbinio
tūrio ir temperatūros. Biodujų kaupimo talpos korpusas gaminamas iš stiklo pluošto.
Biodujų kaupimo talpa įmontuota pačiame bioreaktoriuje, kuri priklauso nuo biorektoriaus
tūrio ir išsiskiriančių biodujų kiekio.
Žemiau pateiktoje 1.8 lentelėje pateikta tam tikro tūrio Peda kompanijos
bioreaktoriaus kaina.
1.8 lentelė. Peda kompanijos bioreaktorių kainos (National Biogas...2010)
Bioreaktoriaus tūris Galvijų mėšlas
reikalingas per parą, kg
Galvijų skaičius Numatoma kaina, Lt
1 m3 25 2-3 700 2 m3 50 4-6 900 3 m3 75 7-9 1050 4 m3 100 10-12 1250 6 m3 150 14-16 1500
Vivam Agrotech kompanija gamina mažų gabaritų bioreaktorius. Gaminamų
biodujų privalumai: gaunamos dujos tinkamos maisto ruošimui, naudojamas mėšlas kaip
pašalinis produktas, decentralizuota energijos gamyba, aplinkosaugos
balansas/kontroliuojama tarša.
Pagrindiniai parametrai: tai pirmas pasaulyje nešiojamasis bioreaktorius.
Bioreaktorius pagamintas iš polietileno medžiagos, medžiaga nėra toksiška, neteršia
25
aplinkos. Įrenginys chemiškai atsparus, nerūdijantis, tinka tiek mieste, tiek kaimuose
gaminti biodujas iš susidarančių skystų atliekų (Small Biogas ...2010).
1.12 pav. Vivam Agrotech kompanijos bioreaktorius (Small Biogas ...2010).
Pagrindinis sąvybės:
• Bioreaktorius vientisas bei sandarus;
• Lygus bei stiprus paviršius;
• Lengvas todėl paprasta transportuoti;
• Specialus korpusas, skirtas naudoti ant žemės ar po žeme;
• Paprasta konstrukcija, lengva remontuoti;
• Bioreaktorius juodos spalvos, todėl didelė šilumos absorbcija.
Vivam Agrotech kompanijos bioreaktorius (1.12 pav.) yra nuolatinio veikimo.
Galimas darbinis tūris yra nuo 0,3 m3 iki 1,2 m3. Darbinė temperatūra priklauso nuo
aplinkos sąlygų, nes bioreaktoriuje nėra įrengta šildymo sistema. Bioreaktoriaus korpusas
pagamintas iš polietileno medžiagos. Biodujų išeiga iš 2 kg žaliavos gali siekti 500 g
metano. Biodujų kaupimo talpa priklauso nuo bioreaktoriaus tūrio. Gali būti nuo 0,5 m3 iki
2,0 m3.
Bioreaktoriaus veikimo principas kaip ir visų nuolatinių bioreaktorių, biomasė
tiekiama į bioreaktorių iš jo pašalinama per atitinkamas angas, o pasigaminusios biodujos
iš bioreaktoriaus tiekiamos į biodujų kaupimo talpyklas. Šio tipo bioreaktoriuose nėra nei
maišymo, nei šildymo sistemos.
Bioreaktoriuose galima perdirbti galvijų mėšlą, spirito varyklų nuotekų dumblą,
kietąsias komunalines atliekas, miesto nuotekų dublą ir t.t. Pilnai substratas perdirbamas
per 40 parų.
26
Metanas dega mėlyna liepsna ir neišskiria jokių dūmų ar suodžių. Todėl tai
ekologiška ir švari maisto ruošimo sistema. Indijos kaimo vietovėse, moterys paprastai
degina tradicinį kurą, pavyzdžiui, žemės ūkio atliekos, medienos biomasę. Deginant šį kurą
išsiskiria dūmai, suodžiai ir anglies monoksidas (Small Biogas ...2010).
Vivam Agrotech kompanijos bioreaktoriai yra įrengti Aurangabade State Bank of
India treniruočių centre, Naujajame Mumbajuje personalo valgykloje.
1.9 lentelė Vivam Agrotech kompanijos bioreaktoriaus įdiegimo kaina Lietuvoje
Medžiagos ir įrengimo darbai Kiekis Kaina, Lt Bioreaktoriaus konstrukcija Talpa, (m3)
1,2 200
Biodujų talpa, (m3) 1 1 000 Manometras 1 50 Vamzdžiai Ø20, (m) 10 30 Bioreaktoriaus įrengimo kaina - 500 Kitos išlaidos (10%) - 178 Iš viso: 1 958
Bioreaktoriuje nėra nei šildymo, nei maišymo sistemos, todėl per parą gali išsiskirti
apie 0,5 m3 biodujų. Bioreaktoriuje pagamintos biodujos naudojamos maisto gaminimui.
Tačiau jeigu šias dujas deginti biodujų generatoriuje tai būtų galima gauti 0,4 kWh eketros
energijos.
2 galvijai /16 žmonių ekskrementų / 7 litrai maisto atliekų = 1,0 m3 biodujų; 1,0 m3
biodujų gali pakeisti 600 ml žibalo, 3,5 kg malkų, 1,5 kg medžio anglies, 400 g gamtinių
dujų arba 4,7 vienetus elektros energijos.
Samuchit Enviro Tech Pvt Ltd įmonė gamina ir prekiauja 2 tipų bioreaktorius.
Terrace modelio bioreaktoriui reikia apie 2-3 m2 ploto ir bioreaktorius turėtų būti
pastatytas gerai apšviestoje saulės vietoje, tam kad bioreaktoriuje būtų palaikoma
pakankama temperatūra gerai ir stabiliai biodujų gamybai (ARTI Biogas...2010).
27
1.13 pav. Samuchit Enviro Tech Pvt Ltd įmonės bioreaktoriaus vaizdas
Terrace modelio bioreaktorius yra nuolatinio veikimo ir su slankiojančiu kupolu,
kuriame kaupiasi biodujos. Darbinis tūris 1 m3, temperatūra priklauso nuo aplinkos sąlygų
(bioreaktoriuje temperatūra panaši į aplinkos temperatūrą). Bioreaktoriaus korpusas
plastikinis. Nei maišymo, nei šildymo sistemos nėra. Išsiskiriančių biodujų kiekis priklauso
nuo darbinės temperatūros. Biodujų talpa yra įmontuota pačiame bioreaktoriuje.
1.10 lentelė Samuchit Enviro Tech Pvt Ltd įmonės Terrace modelio bioreaktoriaus įdiegimo kaina Lietuvoje
Medžiagos ir įrengimo darbai Kiekis Kaina, Lt Bioreaktoriaus konstrukcija Talpa, (m3)
1,0 500
Biodujų talpa, (m3) 0,5 100 Manometras 1 50 Vamzdžiai Ø20, (m) 10 30 Bioreaktoriaus įrengimo kaina - 500 Kitos išlaidos (10%) - 118 Iš viso: 1 298
Šio tipo bioreaktoriuje (1.13 pav.) sudeginus susikaupusias biodujas vienam kartui
galima būtų pasidaryti pusryčius arba pasigaminti valgį. Pagamintos 1 kg biodujų galėtų
pakeisti 250 g gamtinių dujų.
28
Balcony modelio bioreaktoriaus charakteristikos:
• Dydis: 0,5 m3;
• Pagamintos 0,5 kg biodujų galėtų pakeisti 100 g gamtinių dujų.
Bioreaktorius nėra didelių gabaritų todėl jis gali būti laikomas balkone. Turint tokio
tipo bioreaktorių būtų galima pasidaryti arbatos ar užkandžių, sudeginus jame
pasigaminusias biodujas.
Balcony modelio bioreaktorius taip pat yra nuolatinio veikimo. Jo darbinis tūris yra
per pus mažesnis nei Terrace modelio bioreaktoriaus, siekia 0,5 m3. Darbinė temperatūra
priklauso nuo aplinkos sąlygų. Bioreaktoriaus korpusas plastikinis. Biodujų išeiga yra
nevienoda, nes priklauso nuo aplinkos sąlygų ir naudojamų žaliavų (ARTI Biogas...2010).
1.11 lentelė Samuchit Enviro Tech Pvt Ltd įmonės Balcony modelio bioreaktoriaus įdiegimo kaina Lietuvoje
Medžiagos ir įrengimo darbai Kiekis Kaina, Lt Bioreaktoriaus konstrukcija Talpa, (m3)
0,5 100
Biodujų talpa, (m3) 0,25 50 Manometras 1 50 Vamzdžiai Ø20, (m) 10 30 Bioreaktoriaus įrengimo kaina - 250 Kitos išlaidos (10%) - 48 Iš viso: 528
Balcony bioreaktoriaus modelio kaina 250 JAV dolerių arba 182 eurai, Terrace
bioreaktoriaus modelio kaina 500 JAV dolerių arba 364 eurai.
Sintex Industries Limited įmonė kuri gamina ir parduoda 2 tipų bioreaktorius, tai
plūduriuojančio tipo ir fiksuoto kupolo bioreaktoriai.
Plūduriuojančio tipo bioreaktoriaus charakteristikos:
• Bioreaktorius yra vientisas;
• Nesunku įdiegti, naudoti ir laikyti, prireikus nesunku išardyti;
• Galima laikyti ant žemės ir norimoje vietoje virš žemės;
• Lengva surinkti kambaryje;
• Nekyla jokių sunkumu dėl bioreaktoriaus išvalymo;
• Nesunku perkelti į norimą vietą.
29
1.14 pav. Plūduriuojančio tipo Sintex įmonės bioreaktorius (Bio Gas...2010).
Šio tipo bioreaktoriai kaip ir kiti Indijoje gaminami bioreaktoriai yra nuolatinio
veikimo. Biomasė tiekiama ir šalinama nuolat, nustatant tam tikrą laiką. Darbinis tūris gali
siekti nuo 0,2 m3 iki 2,0 m3. Užimamas bioreaktoriaus plotas gali siekti nuo 3 iki 6 m2.
Bioreaktoriaus korpusas plastikinis. Maišymo ir šildymo sistemos nėra. Biodujų išeiga
priklauso nuo temperatūros ir atliekų sudėties. Gali išsiskirti nuo 0,2 m3 iki 2,0 m3 biodujų
per parą. Biodujos surenkamos į tam skirtą talpą, kuri gali būti pasirenkama pagal
bioreaktoriaus tūrį. Šis bioreaktorius yra plūduriuojančio tipo (Bio Gas...2010).
1.12 lentelė Reikiamas atliekų ir vandens kiekis kg/dieną ir gautų biodujų naudojimo laikas Sintex bioreaktoriuose
Reikalingas atliekų kiekis
Virtuvės atliekos Bioreaktoriaus
Tūris, m3 Galvijų mėšlas Minimaliai Maksimaliai
Pagamintų biodujų naudojimo
laikas
0,2 2,5-3,5 kg +
2,5-3,5 l vandens
0,5 kg + 0,5 l vandens
1,0 kg + 1,0 l vandens
50 min.
0,5 5-6 kg + 5 l
vandens 1,0 kg + 1,0 l
vandens 2,0 kg + 2,0 l
vandens 1h
0,75 8 kg + 8 l vandens
1,5 kg + 1,5 l vandens
3,0 kg + 3,0 l vandens
1h ir 20 min.
1,0 10-12 kg + 10 l
vandens 2,0 kg + 2,0 l
vandens 4,0 kg + 4,0 l
vandens 1h ir 30 min.
1,5 15-17 kg + 15 l
vandens 3,0 kg + 3,0 l
vandens 6,0 kg + 6,0 l
vandens 1h ir 45 min.
2,0 20-22 kg + 20 l
vandens 4,0 kg + 4,0 l
vandens 8,0 kg + 8,0 l
vandens 2h
30
1.12 lentelėje pateikti duomenis apie reikiamą atliekų ir vandens kiekį, kurį reikia
tiekti į pasirinktą bioreaktoriaus tūrį. Taip pat lentelėje pateikta informacija kokį laiką
galima naudoti biodujas išgautas iš kiekvieno tūrio bioreaktoriaus.
1.13 lentelė Plūduriuojančio tipo Sintex įmonės bioreaktoriaus įdiegimo kaina Lietuvoje
Medžiagos ir įrengimo darbai Kiekis Kaina, Lt Bioreaktoriaus konstrukcija Talpa, (m3)
1,5 800
Biodujų talpa, (m3) 1,0 1 000 Manometras 1 50 Vamzdžiai Ø20, (m) 10 30 Smulkintuvas 1 250 Bioreaktoriaus įrengimo kaina - 500 Kitos išlaidos (10%) - 263 Iš viso: 2 893
Tokio tipo Sintex bioreaktoriaus kaina Indijoje siekia nuo 1200 Lt iki 2800 Lt.
Priedai prie bioreaktoriaus: vožtuvas, veržlės ir varžtai, bioreaktoriaus išplovimo įranga,
smulkintuvas. Gaminamas ir parduodamas tik juodos spalvos.
Fiksuoto kupolo bioreaktoriaus charakteristikos:
• Lengva surinkti, išardyti, įdiegti ir naudoti;
• Galima bioreaktorių laikyti ant žemės, virš žemės ir dalinai užkasta žemėje;
• Į bioreaktorių galima dėti šias įkrovas: karvių mėšlą, virtuvės atliekas, sodo atliekas
ar kitas žemės ūkio atliekas;
• Nesusidaro problemų dėl biodujų nuotekėjimo;
• Organinės trašos yra kaip šalutinis produktas ir naudojamos dirvožemiui tręšti.
Tokios konstrukcijos bioreaktorius taip pat gamina ir parduoda Vivam Agrotech
kompanija. Šio tipo bioreaktoriai gali būti nuo 0,5 m3 iki 2,0 m3 tūrio. Jis yra nuolatinio
veikimo. Darbinė temperatūra priklauso nuo aplinkos sąlygų. Bioreaktoriaus korpusas
plastikinis. Maišymo ir šildymo sistemos nėra. Biodujų išeiga gali siekti nuo 0,5 iki 2,0 m3,
priklausomai nuo atliekų sudėties ir darbinės temperatūros. Biodujų talpos dydis
pasirenkamas.
Šio modelio bioreaktorius pagal veikimo principą yra panašus į Vivam Agrotech
kompanijos bioreaktorių.
31
1.14 lentelė. Sintex Industries Limited kompanijos bioreaktorių tipai ir tūris
Bioreaktoriaus kodas Tūris, m3 Reikalingas gyvūnų
skaičius DBGP 50-01 0,5 1
DBGP 100-01 1,0 2 DBGP 150-01 1,5 3 DBGP 200-01 2,0 4
Tinytech Plant įmonė gamina ir parduoda nuolatinio veikimo bioreaktorius.
Bioreaktoriaus charakteristikos:
• Pagamintas iš stiklo pluošto ir sutvirtintas plastiku;
• Nekyla problemų dėl rudžių, todėl įranga ilgiau tarnauja;
• Gaminamas ir parduodamas 2 spalvų raudonas ir mėlynas;
• Bioreaktoriuje susikaupusias dujas sudeginus galima pagaminti valgį 5 asmenų
šeimai;
• Bioreaktoriaus tūris 1,2 m3, dujų kaupimo talpa 0,8 m3;
• Kasdien gaunama 10 litrų perdirto supstarto, kuris naudojams tręšimui.
1.15 pav. Tinytech Plant įmonės bioreaktorius
Tinytech Plant įmonės bioreaktorius kaip ir daugelis Indijos įmonių gaminamų
bioreaktorių yra nuolatinio veikimo. Jo darbinis tūris yra 1,2 m3. Darbinė temperatūra
priklauso nuo aplinkos sąlygų. Priklausomai nuo naudojamos žaliavos jame gali išsiskirti
iki 1,5 m3 biodujų. Dujų kaupimo talpos tūris – 0,8 m3, korpusas pagamintas iš plastiko
(Bio Gas Plants...2010).
32
1.15 lentelė Tinytech Plant įmonės bioreaktoriaus įdiegimo kaina Lietuvoje
Medžiagos ir įrengimo darbai Kiekis Kaina, Lt Bioreaktoriaus konstrukcija Talpa, (m3)
1,2 250
Biodujų talpa, (m3) 0,8 100 Manometras 1 50 Vamzdžiai Ø20, (m) 10 30 Bioreaktoriaus įrengimo kaina - 500 Kitos išlaidos (10%) - 93 Iš viso: 1023
Į bioreaktorių galima dėti daržovių atliekas, pasenusį maistą, vaisių atliekas,
aliejinių augalų sėkų išspaudas ir taip pat žalę, lapus. Šio tipo bioreaktorius gali būtį
įdiegtas gyvenamuosiuose pastatuose, jis neužima daug vietos, o bioreaktoriuje pagamintos
biodujos gali būti naudojamos savo reikmėms. Naudojant organines atliekas, kaip
bioreaktoriaus įkrovą, mažiau bus teršiama aplinka. Tai užtikrins mažesnę naštą įmonėms,
surenkančioms šias atiekas, o perdirbtas substartas gali būti naudojamas kaip trąša (Bio
Gas Plants...2010).
CH Four Energy Solutions Indijos kompanija projektuoja ir gamina bioreaktorius
pagal užsakymą. Įrenginiai gali būti diegiami komercinėse įstaigose ir gyvenamuosiuose
namuose. Šios kompanijos pagamintuose biorektoriuose gali vykti keitimas nuo 50 iki
500 kg biomasės per dieną, keitimas priklauso nuo bioreaktoriaus tūrio. Dėl aukštos
kokybės šie bioreaktoriai gali būti įrengti ir efektyviai veikti viešbučiuose ir restoranuose,
prekybos centruose, valgykluose, centralizuotose virtuvėse, studentų valgyklose, būsto
bendrovėse ir kalėjimo įstaigose. Pagamintos biodujos gali būti naudojamos maisto
gaminimui ir elektros gamybai (Biogas Plant...2010).
1.16 pav. CH Four Energy Solutions kompaijos bioreaktorius (CH Four...2010)
33
Šios kompanijos bioreaktorių privalumai: kompaktiškas dydis, pigus, nereikalauja
didelių statybos darbų, lengva įdiegti ir naudoti, lengva perkelti, nedidelės priežiūros
išlaidos.
Taip pat nuolatinio veikimo bioreaktorius gamina CH Four Energy Solutions
kompaija. Jų darbinis tūris svyruoja nuo 1,5 m3 iki 20 m3, o rekomenduojama darbinė
temperatūra siekia 35 0C. Korpusas – metalinis. Įrengtas mechaninis maišymas ir elektrinis
šildymas. Išsiskiriančių biodujų kiekis per parą gali siekti nuo 2 m3 iki 30 m3, priklausomai
nuo pasirinkto bioreaktoriaus tūrio ir atliekų sudėties. Biodujų kaupimo talpa priklauso nuo
bioreaktoriaus tūrio.
1.16 lentelė CH Four Energy Solutions kompanijos bioreaktoriaus įdiegimo kaina Lietuvoje
Medžiagos ir įrengimo darbai Kiekis Kaina, Lt Bioreaktoriaus konstrukcija Talpa, (m3)
20 3000
Biodujų talpa, (m3) 30 25 000 Kogeneracinis įrenginys 1 20 000 Termometras 1 30 Manometras 1 50 Siurblys 2 500 Vamzdžiai Ø50, (m) 10 150 Vamzdžiai Ø200, (m) 6 250 Šildymo sistema - 2 000 Maišymo sistema - 2 000 Biodujų jėgainės įrengimo darbai - 15 000
Kitos išlaidos (10%) - 6 798 Biodujų jėgainės kaina: 74 778
20 m3 vertikalus bioreaktorius veiks mezofiliniu režimu, todėl per parą pasigamins
apie 20-25 m3 biodujų (metano koncentracija biodujose sudarys apie 50-60%). Sunaudojus
20-25 m3 biodujų būtų galima pasigaminti 26-33 kWh ekeltros energijos ir 106-133 kWh
šilumos energijos (kogeneracinio įrenginio instaliuota elektrinė galia 2 Wh , o šiluminė
galia 8 Wh). 5 % pagamintos elektros energijos bus sunaudojama maišymo sistemai ir
siurblių darbui. O 1/3 šilumos energijos dalis bus sunaudota biomasės šildymui.
Jei 20 m3 horizontalus bioreaktorius veiktų termofiliniu režimu, per parą pagamintų
biodujų kiekis galėtų siekti apie 60 m3. Sunaudojus 60 m3 biodujų būtų galima pasigaminti
80 kWh ekeltros energijos ir 320 kWh šilumos energijos.
34
Nepalas BSP įmonė gamina ir parduoda vieno tipo bioreaktorius, tai fiksuoto kupolo
bioreaktoriai, visas jų korpusas įregiamas po žeme.
BSP įmonės bioreakorių charakteristikos:
• Fiksuotas kupolas (GGC 2047 modelis);
• Tūris: 2, 4,6 ir 8 kubinių metrų;
• Naudojamos įkrovos: galvijų mėšlas ir vanduo, žmogaus išmatos;
• Gali būti įrengtas individaulių namų ūkyje;
• Galima panardinti net iki 2,1 metrų gylį;
• Modifikuotas GGC-2047, su kompostavimo techniką rekomenduojama įkasti net
iki 3 metrų gylį.
BSP įmonės bioreaktoriaus yra nuolatinio veikimo. Darbinis tūris gali siekti 2,0 m3,
4,0 m3, 6,0 m3 ir 8,0 m3. Darbinė temperatūra priklauso nuo aplinkos sąlygų. Nuolatinio
bioreaktoriaus konstrukcija ya gelžbetoninė. Maišymo ir šildymo sistemos nėra.
Išsiskiriantis biodujų kiekis per parą siekia nuo 2 m3 iki 10 m3, priklausomai nuo pasirinkto
bioreaktoriaus tūrio ir žaliavų. Biodujų kapimo talpa priklauso nuo bioreaktoriaus tūrio
(Biogas Technology...2010).
1.17 pav. BSP įmonės bioreaktoriaus brėžinys, pjūvis ir vaizdas iš viršaus (Nepal Biogas...2010)
Šios įmonės bioreaktoriai yra nuolatinio veikimo su fiksuotu kupolu. Veikimo
principas: paruoštas substratas paduodamas per padavimo atvamzdį, o perdirbtas substratas
35
pašalinamas per išleidimo angą. Biodujos kaupiasi fiksuotame kupole, kuris yra
sumontuotas kartu su bioreaktoriumi ir jo tūris priklauso nuo bioreaktoriaus tūrio.
Sudeginus per parą pasigaminusias biodujas (nuo 2 iki 10 m3) kogeneraciniame
bloke, būtų pagaminta nuo 2,6 kWh iki 13 kWh elektros ir 10,6 – 53,3 kWh šilumos
energijos. Dalį pagamintos šilumos reikėtų sunaudoti biomasės pašildymui.
1.4. AMERIKOJE NAUDOJAMI MAŽO NAŠUMO BIOREAKTORIAI
Minesota Minesotoje buvo įvykdytas projektas anaerobinių sistemų taikymas vidutinio
dydžio karvių ūkiuose, kuriuose karvių skaičius svyruoja nuo 100 iki 300. Projekte pateikti
šeši anaerobinių sistemų įdiegimo variantai. Dokumente pateikta kiekvieno įrenginio
schema, paaiškinti bioreaktorių veikimo principai, nauda aplinkai, kapitalinės ir
aptarnavimo išlaidos per metus.
Anaerobinė sistema ir jos posistemiai:
• Mėšlo kaupykla;
• Bioreaktorius ir biodujų saugykla;
• Boilerio sistema ir šilumokaitis;
• Mėšlo separatoriaus sistema;
• Skysto subtrato laikymo talpa;
• Komposto aikštelė.
Bioreaktoriaus parametrai: skersmuo – 3,15 m, aukštis – 4,8 m, konstrukcija
gelžbeiatoninė. Per dieną siurbliu surenkama 7,2 m3 biodujų, ūkyje laikant 100 karvių. Šio
tipo bioreaktoriuose substrato išlaikymo trukmė siekia 7 dienas. Per dieną iš perdirbamo
substrato būtų galima išgauti apie 70 m3 biodujų (biodujų sudėtis: 40% anglies dioksido ir
60% metano). Pagamintos biodujos yra naudojamos katilo vandens šildymui. Siekiant
išgauti daugiau šilumos, antras katilas, kuris kurenamas propano dujomis, yra sujungtas
nuosekliai ir veikia kartu su biodujų katilu. Perdirbta skysta substarto dalis tiekiama į
ilgalaikio saugojimo rezervuarą, o kieta – naudojama kompostavimui (New
Digester...2010).
36
1.18 pav. Mažo našumo biodujų jėgainės schema (New Digester...2010) Šio tipo mažo našumo biodujų jėgainės veikimo principas paremtas tuo, kad
gyvulių laikymo vietoje susidaręs mėšlo kiekis tiekiamas į specialias talpas iš kurių mėšlas
patenka į separatorių, kuriame atskiriama sausa ir skysta dalis. Sausa dalis šalinama į
kompostavimo aikštelę, kurioje sukompostuojama ir gaunama trąša. Skysta dalis pašildoma
iki reikiamos temperatūros ir tiekiama į bioreaktorių, kuriame vyksta biodujų gamyba.
Perdirbtas substratas pašalinamas į ilgalaikio saugojimo aikštelę (1.18 pav.). Pagamintos
biodujos yra deginamos biodujų katiluose. Pagaminta šilumos energija naudojama savoms
reikmėms ir stabiliam technologiniam procesui palaikyti.
1.17 lentelė. Biodujų jėgainės įdiegimo kaštai 100 karvių ūkiui
Elementai Sąnaudos ir naudos
Bioreaktorius Bioreaktorius talpa ir kitos medžiagos; Pastatas;
Katilas ir šilumokaičiai.
125 000 Lt 13 000 Lt 21 000 Lt
Kapitalinės išlaidos
Iš viso: 159 000 Lt
37
1.17 lentelės (tęsinys) Atliekų atskirimo įranga
Separatorius; Kompostavimo įrenginys;
Pastatas ir įranga.
122 000 Lt 13 000 Lt 24 000 Lt
Iš viso: 159 000 Lt
Skysto substrato saugojimo vieta Projektavimas ir kt. 106 000 Lt Bendra kaina 424 000 Lt
Amortizacinės išlaidos 42 000 Lt Kasmetinės eksploatacinės išlaidos
Priežiūra, remontas, darbas, draudimas, ataskaitos ir kt.
42 000 Lt
Iš viso: 508 000 Lt Metinė nauda Substarto, kaip trašos pardavimas ir kt.
Aplinkosauginių mokesčių sumažėjimas 40 000 Lt 40 000 Lt
Metinės išlaidos vienai karvei
50 Lt
1.17 lentelėje pateiktos kapitalinės, kasmetinės eksploatacijos išlaidos, kurios
reikalingos diegiant ir eksploatuojant tokio tipo biodujų jėgainę 100 karvių ūkiui. Taip pat
pateikta metinė nauda, kuri siekia 80 000 Lt. Metinės išlaidos vienai karvei per metus
siektų 50 Lt.
1.5. BIODUJŲ JĖGAINIŲ SUDĖTINĖS DALYS
Žemės ūkio atliekų biodujų jėgainių veikla susideda iš keturių etapų:
• Transportavimas, saugojimas ir išankstinis žaliavos apdorojimas;
• Biodujų gamyba;
• Perdirbto substrato saugojimas, išlaikymas ir panaudojimas;
• Biodujų saugojimas ir panaudojimas.
Paveiksle 1.19 pavaizduota supaprastinta žemės ūkio jėgainės schema.
1. Pirmas proceso etapas (sandėliavimo, transporto ir substrato pakrovimo)
apima mėšlo talpyklą (2), biodegradavusių atliekų konteinerius (3),
įvažiuojamas BA saugyklas (4) ir kietųjų atliekų pakrovimą (5).
2. Antrasis proceso etapas yra biodujų gamyba bioreaktoriuje (6).
3. Trečias etape perdirbtas substratas laikomas talpose (9) ir naudojimas laukų
tręšimui (10).
38
4. Ketvirtasis proceso etapas (biodujų saugojimo ir panaudojimo) apima
biodujų talpyklą (7) ir šilumos bei elektros gamybą (8).
1.19 pav. Žemės ūkio atliekų biodujų jėgainės schema (Al Saedi et al. 2008)
Perdirbtas substratas yra pumpuojamas iš bioreaktorių į perdirbto substrato talpas.
Šie rezervuarai turi būti uždengti, siekiant palengvinti biodujų surinkimą, kurios po
skaidymo vis dar išsiskiria aplinkos temperatūroje.
Įkrovos paruošimo, tiekimo ir šalinimo iš bioreaktoriaus įrengimai
Prieš tiekiant įkrovą į bioreaktorių, reikia ją atitinkamai paruošti. Paruošimo metu
substrate esančias priemaišas reikia pašalinti arba susmulkinti. Siekiant efektyvesnės
biodujų gamybos įkrova gali būti pašildoma.
Nepertraukiamo veikimo bioreaktoriuose vienodais laiko tarpais nustatytas
panaudotas biomasės kiekis yra pašalinamas iš bioreaktoriaus, tuo pat metu pridedant tokį
patį kiekį šviežios biomasės. Tiekiama siurbliu, o atitinkama dalis degazuotos įkrovos tuo
metu yra pašalinama per persipylimo įtaisą (Savickas ir Vrubliauskas 1997).
Bioreaktoriaus šildymo sistema
Šiluma bioreaktoriuje sunaudojama tiekiamam substratui pašildyti ir šilumos
nuostoliams į aplinką per sieneles kompensuoti. Šilumnešiu naudojamas vanduo, o šilumos
mainų paviršiai gali būti bet kokie standartiniai šilumokaičiai. Siekiant sumažint nuosėdų
39
susidarymą ant šilumokaičio sienelių, juos reikia įrengti arčiau maišyklių, tada efektyviau
pašildoma biomasė ir periodiškai pašalinamos nuosėdos nuo jų paviršiaus.
1.21 pav. Šilumokaičių išdėstymo bioreaktoriuose schemos (Savickas ir Vrubliauskas 1997):
l – bioreaktoriaus korpusas; 2 – šilumokaitis; 3 – biomasės maišyklė; 4 – cirkuliacinis siurblys;
5 – trieigis ventilis
1.22 pav. Šilumokaičiai bioreaktoriaus viduje (Agrinz 2008)
Pastovi temperatūra bioreaktoriuje yra viena iš svarbiausių sąlygų norint užtikrint
stabilų darbą ir aukštą biodujų išeigą. Temperatūros svyravimai turi būti kaip galima
mažesni.
Galimos temperatūros svyravimų priežastys:
• Naujų žaliavų papildymas;
• Nepakankama izoliacija, neveiksminga šildymo sistema arba nepakankamas
maišymas;
• Netinkamas įrengti kaitinimo elementai;
• Ekstremalios lauko temperatūros vasarą ar žiemą.
40
Maišymo sistema
Bioreaktoriuose substratas maišomas kelis kartus per dieną, sumaišant seną
substratą su naujai įkrautu. Maišymas neleidžia substrato paviršiuje susidaryti plutai ir
nuosėdoms, palengvina mikroorganizmų kontaktą su naujai įkrauta žaliava ir tolygiai
paskirsto maistines medžiagas visame substrate.
Pagal sukimosi greitį maišyklės gali būti greito, vidutinio arba lėto maišymo.
1.23 pav. Kabanti (kairėje) ir panardinama (dešinėje) maišyklė (Agrinz 2008)
Pasirenkant maišymo sistemą reikia atsižvelgti į tai, kad ji turi sunaudoti kuo
mažiau energijos, tuo pačiu užtikrinant efektyvų įkrovos maišymą.
Biodujų saugyklos
Biodujų tiekimas turi išlikti stabilus ir pastovus. Bioreaktoriuje, biodujos
gaminamos netolygiai. Kompensuojant šiuos netolygumus, būtina laikinai saugoti
pagamintas biodujas. Tam tikslui įrengiamos biodujų talpyklos.
1.24 pav. Biodujų saugyklos (Biodujų saugyklos...2010)
Biodujų saugyklos yra kelių tipų. Paprasčiausias sprendimas yra bioreaktoriaus
uždengimas hermetiška membrana, kurioje ne tik saugomos biodujos, bet ir neleidžiama į
41
bioreaktorių patekti deguoniui. Kitas biodujų saugojimo būdas yra biodujų maišas. Biodujų
saugyklos gali būti žemo, vidutinio arba aukšto slėgio.
Mikroturbinos Kogeneracinės jėgainės, gaminančios šilumą ir generuojančios elektros energiją, yra
gerokai efektyvesnės už klasikines. Jų bendras naudingumo koeficientas, esant vardinei
apkrovai, siekia 80–90 proc. Tokius rodiklius įmanoma pasiekti, kai visiškai sunaudojama
ir pagaminta šiluma, ir elektros energija. Todėl tokio tipo jėgaines sudaro keli įvairios
galios moduliai, įjungiami pagal energijos poreikį. Tokiu būdu palaikoma optimali atskirų
agregatų apkrova, priklausomai nuo šiluminės energijos poreikio.
1.25 pav. Mikroturbina 65 kW
Palyginti su kitų konstrukcijų varikliais, dujų turbinose nedaug besisukančių dalių,
galima naudoti įvairų kurą, nedideli matmenys, didelė lyginamoji galia, trumpas paleidimo
laikas. Didžiojoje energetikoje jos naudojamos galiai generuoti piko metu. Tai ypač svarbu
nedideliuose energetiniuose objektuose. Be to, tokių turbinų valdymas lengvai
automatizuojamas. Pagrindinis kuras dujų turbinoms yra gamtinės dujos, bet gaminami
įrenginiai, naudojantys biodujas, krosninį kurą, lengvąją naftą, biodyzeliną. Dėl tokio dujų
turbinų universalumo jos jau seniai naudojamos karinės paskirties transporto ir kovinėje
technikoje.
Palyginti su aviacinėmis dujų turbinomis, kogeneracinio bloko konstrukcija daug
paprastesnė, nes skirta dirbti atmosferinio slėgio sąlygomis. Degimui įsiurbiamas oras kartu
aušina ir generatorių. Jam valyti naudojami specialūs filtrai. Paleidimo metu generatorius
atlieka starterio funkciją – turbina įsukama iki paleidimui reikiamo greičio. Kintamo aukšto
dažnio įtampa gaunama iš vidinio keitiklio. Turbinai pasiekus darbinį režimą, generatorius
42
perjungiamas darbui su pramoninio dažnio keitikliu. Visas procesas vyksta automatiškai
(Energetiniai įrenginiai...2010).
Esant dideliam galios poreikiui, lygiagrečiam darbui galima sujungti iki 20 blokų.
Juose sumontuota visa reikalinga valdymo įranga ir ryšio prievadai nuotoliniam valdymui.
Prijungti juos prie energetinio tinklo nereikia jokių papildomų įrenginių, o įtampos
generavimas reguliuojamas pagal tinklo parametrus. Vienas 65 kW elektros galios blokas
gali tiekti iki 130 kW šiluminę galią patalpoms ir vandeniui šildyti. Jo masė – apie 1 200
kg. Minėti galios parametrai leistini, esant iki 27 °C aplinkos temperatūrai. Kai aplinkos
temperatūra didesnė, generuojama elektrinė galia nežymiai mažėja. Tokių energinių blokų
akustinė tarša gerokai mažesnė negu su vidaus degimo varikliais. Tipinis triukšmo lygis 65
decibelai (Energetiniai įrenginiai...2010).
1.18 lentelė Mikroturbinos
Parametrai C30 (30kw) C65 (65kw) Elektros galingumas, kW 30 65 Elektrinis naudingumo koficientas, % 26 29 Bendras naudingumo koficientas šilumos gavimo atveju, %
80 80
Darbinės įtampos diapazonas (voltai) 380-480 380-480 Maksimali srovė fazėje, A 46 100 Srovės dažnis, Hz 50 50 Svoris, kg 578 1121 Išmatavimai, mm 1516x761x2110 1956x762x2110 Kuras dujos,žibalas,
dyzelinas dujos,žibalas,
dyzelinas Kuro spaudimas padavime (bar) 0,3-3,8 5,2-5,6 Kuro sanaudos prie nominalaus apkrovimo, m3
12 23
Išmetamūjų dujų temperatūra, °C 275 309 Šiluminės energijos išeiga kdj/h 30 500 591 000 Kenksmingų medžiagų išmetimas prie 15% O2
43
1.26 pav. Biodujų generatorius
Kogeneracinis įrenginys
Kogeneracinėse jegainėse vienu metu gaminama ir elektros energija, ir šiluma.
Elektros ir šilumos energijai gauti yra naudojami vidaus degimo varikliai, dyzeliniai arba
Stirlingo varikliai. Naudojamas skystas kuras (dyzelinis kuras), kietas kuras, dujos -
gamtines, biodujos, medžio drožlės arba granulės. Pagaminta elektros energija perduodama
tiesiogiai į vietinį ar bendrą elektros tinklą. Variklio išskiriama šiluma ir išmetamųjų dujų
šiluma per šilumokaitį naudojama pastato šildymui (Kogeneracinės jėgainės...2010).
1.27 pav. Kogeneracinis įrenginys
Elektrinis galingumas: 2-9 kW (± 5%). Šiluminė galia: 8-26 kW. Tipas: 2 cilindrų, 90° V-Stirling jėgainė. Elektros tinklas: 400 V, 50 Hz, 3 fazės. Dujų slėgio linija: 50+15/-5 mbar. Bendras efektyvumas(sudegusių degalų išnaudojimas): 92-96 %. Dujų sąnaudos: 1,5-5,5 m³/h. CO (prie 5% O2) – 50 mg/m³ Nox – 80 mg/m³ Matmenys: 1280 x 700 x 980 mm. Svoris: 460 kg.
44
2. BIOSKAIDŽIŲ ATLIEKŲ KOMPOSTAVIMUI NAUDOJAMŲ
MAŽŲ GABARITŲ BIOREAKTORIŲ APŽVALGA
2.1. KOMPOSTAVIMO TECHNOLOGIJA IR JOS BŪDAI
Pagrindiniai organinių atliekų perdirbimo tikslai – mažinti deponuojamų atliekų
kiekį, siekiant sumažinti pavojų žmonių sveikatai ir įtaką aplinkos taršai, gaminti
naudingus produktus ir kiek įmanoma juos panaudoti.
Kompostavimas specialiuose bioreaktoriuose ir yra vienas iš būdų kaip galima
efektyviai panauditi organines atliekas ir tuo pačiu nekelti pavojaus žmonių sveikatai ir
aplinkai (Baltrėnas ir Kvasauskas 2009).
Kompostavimas - tai biologiškai skaidžių atliekų tvarkymo būdas, kai dėl
kompleksinio biologinio, biocheminio ir fizinio proceso, t. y. mikroorganizmų, dirvožemio
gyvūnų ir jų išskiriamų fermentų poveikio, mineralizuojasi biologiškai skaidžios atliekos,
išsiskiria biogeniniai elementai ir susidaro humusas (Neklyudov et al. 2006).
Organinės atliekos aerobinės bakterijos nauja ląstelė + CO2 + H2O + NH3 + SO4
Tai yra vienas iš būdų kaip galima atsikratyti biologiškai skaidžių atliekų.
Kompostavimas namų ūkyje yra puikus biologiškai skaidžių atliekų tvarkymo būdas.
Sukompostuotos medžiagos yra itin vertinamos dėl savo gebėjimų pagerinti dirvos kokybę
ir augalų augimą bei slopinti patogenų ir augalų ligas (Ahmad et al. 2007). Kompostavimo
metu organinės medžiagos sugrąžinamos atgal į medžiagų apykaitos ratą. Komposte vyksta
tie patys procesai kaip ir dirvoje, tačiau daugelį kartų greičiau ir efektyviau. Kaip ir atliekų
vengimas, šis metodas padeda mažinti atliekų surinkimo bei šalinimo kaštus ir turi būti
skatinamas (Kompostavimas…2010).
Kiekvienas žemės savininkas iš sodo ir daržo atliekų nesunkiai gali pasigaminti
vertingo komposto. Kai atliekos sukraunamos į krūvą, kurioje pakankamai deguonies ir
drėgmės bei tinkama temperatūra, veikiama mikroorganizmų žalioji masė yra. Pridėjus
mineralinių trąšų, gaunamas vertingas kompostas, tinkantis gėlėms ir daržovėms auginti.
Tinkamos arba nenaudojamos kompostui atliekos yra pateiktos 2.1 lentelėje.
45
2.1 lentelė. Kompostui naudojamos ir nenaudojamos atliekos (Kompostavimas…2010)
Kompostui tinkamos atliekos Kompostui nenaudojama Virtuvės atliekos Sodo atliekos Riebalai
Vaisių ir daržovių gabaliukai
Augalų lapai Kaulai
Vaisių ir daržovių žievės Nupjauta žolė Pieno produktai
Kiaušinių lukštai Jaunos piktžolės (be subrendusių sėklų).
Plastikinės arba sintetinės atliekos
Arbatos pakeliai Sena vazonų žemė Stiklas
Kavos tirščiai bei jų filtrai Triušių, vištų, arklių, karvių mėšlas
Metalas
Suplėšytas popierius Smulkios šakos Piktžolės, turinčios subrendusias sėklas
Mėsa Šunų bei kačių fekalijos Žuvis Sergantys augalai Skerdienos atliekų Kompostui naudoti taip pat galima ir nuotekų dumblą
Iš 2.1 lentelėje pateiktų duomenų matyti, kad kompostui netinkamos yra tos
biologiškai skaidžios atliekos, kurios gali pabloginti jo kokybę, sukelti itin nemalonius
kvapus arba pūdamos nepilnai suyra.
Norint pagaminti pilnavertį kompostą, reikia atsižvelgti į šiuos parametrus:
• Temperatūra;
• Drėgmės kiekis;
• Deguonis;
• C/N santykis;
• pH;
• Biocheminė sudėtis ir struktūra.
Temperatūra. Kompostavimo procesas yra egzoterminis procesas ir vyksta dėl
temperatūros pakitimų: 1) psichrofilinė stadija – nuo 15 iki 20ºC; 2) mezofilinė stadija –
nuo 25 iki 35ºC; 3) termofilinė stadija – nuo 50 iki 60ºC.
Geriausi rezultatai pasiekiami, kai termofilinė stadija tęsiasi keletą dienų, ir
kompostas palaikomas esant šiai temperatūrai. Aukštesnė temperatūra nei termofilinis
optimumo diapazonas slopina biologinį aktyvumą, bet gerina komposto higieninę būklę.
Jeigu esant 55ºC temperatūrai komposte patogeninis užkratas žūva per dvi savaites, tai
esant 70ºC – per 1 valandą (Spruogis ir Jaskeliavičius 2000).
Drėgmės kiekis. Optimalus drėgmės kiekis 50 – 60 %. Esant mažiau 20% drėgmės,
biodegradacijos procesas nutrūksta. Kai drėgmės daugiau nei 50 %, vanduo užpildo
tuštumas tarp dalelių, kliudo deguoniui prasiskverbti, sukelia temperatūros sumažėjimą,
46
anaerobinę būklę ir ima skleisti nemalonius kvapus. Jeigu dėgmės kiekis mažėja, turi būti
papildomai tiekiamas vanduo.
Deguonis. Nustatyta, kad aerobiniam kompostavimo procesui vykti reikia
vidutiniškai 7 % deguonies (Baltrėnas ir Jankaitė 2008). Kai deguonies yra mažiau,
kompostavimo procesas lėtėja. Kartu su deguonies lygio mažėjimu gali prasidėti
anaerobinis procesas, o tuo pačiu atsirasti nemalonus kvapas. Komposto vartymas ir
ventiliavimas arba struktūrinės medžiagos, (šiaudai, lapai, šakos, žievės ir t.t.) leidžia
gerinti aeracijos procesą ir išsaugoti pakankamą deguonies kiekį (Budrys 2006).
C/N santykis. Paruoši gerą kompostą taip pat reikia parinkti tinkamą
kompostuojamų medžiagų santykį. Bioskaidžias atliekas paverčiant kompostu, aktyviai
dalyvauja dirvos mikroorganizmai ir sliekai. Kad mikroorganizmai galėtų ardyti organines
medžiagas, kompostuojamose medžiagose turi būti tam tikras anglies ir azoto santykis.
Tinkamiausios sąlygos gyventi dirvos mikroorganizmams susidaro tada, kai šis santykis yra
nuo 15:1 iki 30:1, t. y. 15 – 30 dalių anglies ir viena dalis azoto. Kompostuojamos
medžiagos turėtų būti gerai sumaišomos (Nuotekų… 2010).
pH. Optimalus pH lygis komposte yra tarp 6 – 8. Pirmosiomis dienomis pH
sumažėja iki 5 (formuojasi organinės rūgštys), po to pH pakyla (šios rūgštys suvartojamos
termofilinėje stadijoje). Anaerobinis procesas prasideda kai pH nukrenta žemiau 4,5.
Biocheminė sudėtis ir struktūra. Atliekų sudėtis turi įtakos proceso greičiui. Kai
kurios atliekos yra lengviau yrančios: augalai, mėšlas, nuotekų dublas, virtuvės atliekos.
Šiaudai, mediena, lapai, gatvių atliekos ir popierius, turintis daug lignino, biodegraduoja
lėtai. Masės struktūra daro įtaką procesui dėl kintamo paviršiaus ploto, kaip
mikroorganizmų terpės, ir jų sugebėjimo sulaikyti drėgmę bei deguonį.
Kompostavimo aplinkosauginiai aspektai
Aplinkosauginiams kompostavimo parametrams svarbu: sunkieji metalai, kvapas,
sterilizacija, inertiniai teršalai.
Sunkieji metalai. Priklausomai nuo perdirbamų atliekų užterštumo sunkiaisiais
metalais, gaunami kompostai tinkami be apribojimų naudoti žemės ūkyje ar techniniai
kompostai tinkami karjerų rekultivacijai, energetinio miško tręšimui ir kt. (Budrys 2006).
Kvapas. Kvapas yra įprastas dalykas kompostuojant biologiškai skaidžias atliekas,
jis dažniausiai būna nevėdinamose sistemose. Oras iš komposto gali būti nukreiptas į
47
biofiltrus. Atvirose sistemose, apdengtuose kaupuose arba tradicinėse pradalginėse eilėse
su stabilizuotu kompostu kvapas sumažėja (Spruogis ir Jaskeliavičius 2000).
Sterilizacija. Kenksmingumas pašalinamas esant termofilinei temperatūrai (55 –
60°C) 2 – 3 savaites. Esant aukštesnei temperatūrai, sterilizacija pasiekiama per trumpesnį
laiką, tačiau procesas galutinai nesibaigia ir gali įvykti patogeninis atgimimas.
Inertiniai teršalai. Rūšiuojant atliekas, labai svarbu, kad stiklo, metalo ir gumos
atliekų nepatektų į kompostą.
Kompostavimo technologijos Kompostavimo technologijas pagal perdirbamų atliekų kiekį galima suskirstyti į dvi
grupes: namų ūkio ir pramoninės. Namų ūkio atliekų kompostavimui pakanka nedidelio
įrenginio – statinės, medžio dėžės ar krūvos. Šiuo atveju kompostuojamos sodo, daržo ir
maisto atliekos, gyvūnų mėšlas, fekalijos ir pan. Tokia technologija paprastai būna
ekstensyvi – kompostavimo procesas nevaldomas, jo aktyvumas priklauso nuo medžiagų
sudėties, aplinkos temperatūros, kritulių kiekio ir pan. Nors namų ūkio kompostavimo
įrenginiai būna mažo našumo, tačiau juos plačiai taikant galimi gana ženklūs rezultatai:
sumažinami atliekų surinkimo ir transportavimo kaštai, nereikalingi brangūs ir daug vietos
užimantys įrenginiai, pagamintas kompostas sunaudojamas savoms reikmėms,
pagerinamos dirvos savybės, sumažinama aplinkos tarša ir kvapų emisijos. Taigi namų
ūkio ir nedidelių įmonių atliekų kompostavimas yra patraukli ir visuomenei naudinga
veikla.
Pramoninių kompostavimo įrenginių tikslai – sumažinti atliekų kiekius, pagaminti
aukštos kokybės kompostą, valdyti kompostavimo proceso parametrus, mažinti aplinkos
taršą. Pramoniniuose kompostavimo įrenginiuose kompostuojamos išrūšiuotos
komunalinės atliekos, žemės ūkio ir maisto pramonės įmonių atliekos. Šio tipo
įrenginiuose perdirbami didesni kiekiai atliekų, kurios būna įvairiarūšės ir tiekiamų srautų
cheminė sudėtis nuolatos kinta. Tai apsunkina proceso kontrolę ir valdymą. Taip pat į
mišrias ar pramonines atliekas pakliūva priemaišų, kurios bakterijoms gali būti nuodingos.
Pagal kompostavimo technologiją ir įrenginių konstrukciją, juos galima skirstyti į
dvi grupes: kompostavimas kaupuose ir uždaruose reaktoriuose (2.1 pav.). Atvirose
aikštelėse kompostuojamos atliekos gali būti supilamos į statinius arba nuolat permaišomus
kaupus. Kompostavimas atviruose kaupuose yra pats populiariausias, nes naudojama
paprasta technologija, galima kompostuoti didelius kiekius ir įvairios sudėties atliekas.
48
2.1 pav. Kompostavimo įrenginių klasifikacija (Organinių atliekų...2010)
Kompostuojant aikštelėse atliekos supilamos į 2-jų metrų aukščio ir 2,5–3 metrų
pločio ilgus trapecinius kaupus (2.2 pav.). Kaupai formuojami specialiais įrenginiais
nuolatos didinant jo ilgį. Visame kaupo ilgyje vyksta skirtingos kompostavimo proceso
fazės, nes gaunamas skirtingas kompostuojamos medžiagos ir mikroorganizmų amžius.
Panašiai galima kompostuoti ir gelžbetoninėse tranšėjose (Organinių atliekų...2010).
2.2 pav. Atviro kompostavimo aikštelės schema (Organinių atliekų...2010)
Uždaros kompostavimo sistemos yra tiksliau valdomos, sumažėja kvapų emisijos,
sutrumpėja proceso trukmė, gaunamas geresnės kokybės kompostas. Jie naudojami mišrių
ar pramoninių atliekų kompostavimui, kai atliekų kiekiai yra nedideli, o kompostuoti
kaupuose neįmanoma dėl jautrių aplinkos sąlygų. Uždari kompostavimo įrenginiai yra
sudėtingesni ir brangesni už atviruosius, tačiau juose labai sutrumpėja atliekų perdirbimo
trukmė iki 10–20 dienų. Uždaras kompostavimo įrenginys pagal jų konstrukciją gali būti
konteineris, tunelis ar besisukantis būgnas. Pagal atliekų judėjimo kryptį jie skirstomi į
vertikalius, horizontalius, nuožulnius, nejudančius.
Kontein
Top Related