Elérhetőségeink
Biopsol Kereskedelmi, Gyártó és Szolgáltató Kft.
Cím: 1023 Budapest, Bécsi út 3-5.
Email: info@biopsol.hu
Biogáz üzemek hulladékmentes tervezése
Magyarországon egyre terjed - kormányzati célkitűzés is - a biogáz üzemek számának növelése. Sok esetben olyan technológiákat fogadtak el, amelyek nem törődtek az anaerob mikróbák, mikroorganizmusok fermentációja után visszamaradó - növényélettani szempontból toxikus - szennyvízzel, iszapokkal. Többnyire ezek nem is iszapok, mert a szárazanyag-tartalmuk 4-6 % körüli, így ezek nem komposztálhatóak, hasznosíthatóak, csak ésszerűtlenül sok lignocellulóz adalékkal, ahhoz viszont nem elég a N-tartalmuk.
Amennyiben egy megfelelő - végén is zárt - technológiát használnak(terveznek) a biogáz üzemek, és a biogáz előállítását követően megmaradó lebontási, vagy más néven fermentációs maradékok 12 % felettire besűrítésre kerülnének (igazán ideális 18 + %), akkor komposztálhatók, hasznosíthatók, mert a folyamat során megfelelő oltóanyaggal és technológiával kezelve ezek a metán-termelők által "otthagyott" biotikumok lebonthatók.
Általában még egy további probléma szokott adódni: többnyire állati eredetű hulladék is bekerül a biogáz rendszerbe, tehát a TPH - esetenként PAH vegyületekkel is számolni kell, de ez is kezelhető a megfelelő biológiai oltóanyaggal.
Tehát a biogáz üzemek fermentációs maradékát részben a benne megjelenő veszélyes anyagok miatt, részben a magról-kelőket megnyomorító toxikusság miatt nem célszerű közvetlenül kijuttatni, konkrét biológiai kockázatot hordoz. Ha mezőgazdasági kijuttatás - akkor jelen állapotban hulladék - így az 50/2001 rendelet szerint kell eljárni, ami várhatóan szigorodni fog, hogy elkerülhetővé váljanak a talajra, a felszíni és felszín alatti vizekre, valamint az emberek egészségére, a növényekre és az állatokra gyakorolt káros hatások. Tehátl itt még az idő- és térbeli korlátokkal is számolni kell.
Maga az "alapanyag" - ha megfelelő adalékanyaggal a lecsökkent széntartalmát visszapótoljuk (gázzal egy része távozik), akkor tápanyagbázis szempontjából megközelíti a szennyvíziszapokat, ami igazolt és több referencia helyen már bizonyított.
A paradoxon: egy árbevételt kapunk a biogázzal, de a második lehetőség (megfelelő kezeléssel előállított komposzt árbevétele) esetenként elvész, sőt a kezeletlen lebontási maradék eliminálása pénzbe kerül, kihelyezése kockázatos és költséges.
A biogáz-termelésre alkalmas hulladékok - ha hulladékként kezeljük őket - akkor környezet-terhelők. Amennyiben biogázt termelünk belőlük - mint elsődleges árbevételt - akkor csak egy lehetőséggel élünk. A biogáz termelés után visszamaradó - növényélettani szempontból toxikus - hulladékok megfelelő biológiai kezeléssel mentesíthetőek a toxikus metabolitoktól, és ez alapjában már maga a komposztálási ciklus kezdete, hiszen az anaerob folyamatok során az egyik mikroorganizmus megtermeli a toxinokat, az arra alkalmas másik elbontja.
Amennyiben a biogáz-termelési technológiát jól választják meg, azaz a végén "lezárják" egy fermentum-sűrítéssel (szárazanyag tartalom minimum 18 % az iszapban) akkor mezőgazdasági hulladékkal a szénforrások visszaállíthatóak, és jó technológiával - a 36/2006 rendeletet betartva - komposzt állítható elő belőle, így a biogáz kinyerésén kívül a második bevételi lehetőséggel is élhetünk.
Biogáz fermentációs maradékkal kapcsolatos köztudat és tények
A világhálót és különböző sajtóközleményeket böngészve összegyűjtöttük a legáltalánosabb kérdéseket és azokra adott válaszokat. Mindezeket növényélettani, biológiai, mikrobiológiai és tápanyag- gazdálkodási szempontok alapján elemeztük, eseteként költői kérdéseket tettünk fel(álláspontunk döntött szedéssel jelölve).
Mi lesz a biogáz üzem maradékával?
A biogáz termeléséből származó fermentációs maradék - szokás "biogáztrágyának" is nevezni - homogén, patogénektől és csíraképes gyommagvaktól mentes, szagtalan szerves trágya, amelynek számos kedvező tulajdonsága van a szerves almos vagy hígtrágyával szemben: a szerves vegyületekben lekötött nitrogén egy része szervetlen vegyületekbe, mineralizált formába megy át, ebből következően a lebontási maradék a növények számára könnyen felvehető tápanyagot tartalmaz.
Tény, hogy van nitrogén, de nem több, mint bármelyik trágyában, vagy kommunális iszapban. A többi igen fontos, valódi tulajdonságok mellett - ami ügyesen kimarad a válaszból - nem számottevő tény. Tehát így álatlánosan kijelentve, hogy a növények számára előnyös a felhasználás finoman szólva marketing csúsztatás.
A szárazanyag tartalom csökkenése miatt a lebontási maradék sűrűsége alacsonyabb, egyenletesebb (homogén) szerkezetű, gyorsan felszívódik a talajban, így lényegesen csökken a szag- és savártalom, amely a hagyományos trágyázás velejárója.
Pont azt a tulajdonságot emeli "kedvezővé", ami éppen hátrány; a szaghatás - trágyával szemben - irreleváns, savártalom megkérdőjelezhető. A probléma pontosan a híg léből ered, ami a most szigorítás előtt álló hulladék-kijuttatás körébe tartozik. A rendeletben szabályozott nehézfémek, TPH, PAH kritériumok nem megkerülhetőek, az érvelés ezt kerüli meg, hagyja figyelmen kívül.
A lebontási maradékkal történő tápanyag-utánpótlás esetén csökkenteni lehet a nitrogén- kálium- és foszfortartalmú műtrágyák felhasználását a mezőgazdaságban.
Igen, valamennyire csökkenthető, de a kálium-tartalom nem számottevő, és a híg lében az össz. tápanyag-tartalom csekély, ha komolyabb dózissal számolnánk - mint valós igénnyel -, akkor hektáromként 35-50 m3-t kell kivinni. A megnövekedett műveleti költségről, veszélyes összetevőkről, kedvezőtlen - toxikus - anaerob anyagcsere-termékekről, hatóanyag hiányról nem esik szó.
Az anaerob biodegradáció alacsony hőmérsékleten, pszikrofil körülmények között is végbemegy (25°C alatt), mindezek ellenére a hagyományos anaerob fermentorok a legtöbb esetben mezofil hőmérsékleten (30-35°C) illetve termofil hőmérsékleten (50-55°C) működnek. Ezen ténynek két fő oka van: Magasabb hőmérsékleten a reakciók gyorsabban játszódnak le, ezáltal adott idő alatt nagyobb mennyiségű szerves anyag betáplálásra van lehetőség, tehát csökken a retenciós idő, végeredményben növelhető a fermentor kapacitása. A másik ok pedig az, hogy magasabb hőmérsékleten a patogén mikroorganizmusok túlélési esélye jelentősen csökken.
Igaz, de tápanyag-gazdálkodási szempontból ez irreleváns. Ha nem komposztálom a maradékot, akkor a kedvezőtlen hatások közül nem a patogenitás a legfontosabb, hanem a toxikusság, nehézfémek és a TPH tartalom. Ha komposztálom (megfelelő technológiával és oltóanyaggal), akkor az anyag alkalmas tápanyag-gazdálkodásra, mert ezeket a kedvezőtlen tulajdonságokat - vele a patogenitást is - eliminálom. Az alacsonyabb hatóanyag-tartalom - még komposztálás esetén is - a dózis növelésével kompenzálható.
A fermentáció után visszamaradt anyag sokkal jobban alkalmazható talaj szerves anyag utánpótlás biztosítására, mint az istállótrágya, mert:
- az anaerob kezelés során az értékes nitrogén tartalom megőrződik,
ezzel nem tudunk egyet érteni;
- az elfolyó anyag savassága csökken, a pH értéke 7-ről 8-ra emelkedik,
nincs releváns szerepe;
- istállótrágya esetében a C/N arány 30-50%-kal csökken, tehát a keletkező termék alkalmas közvetlen mezőgazdasági alkalmazásra,
ezzel nem tudunk egyet érteni;
- a folyamatban a foszfor és kálium tartalom a növények számára könnyen felvehető állapotba kerül,
kálium alacsony, a foszfor azonos;
- a gyommagvak csírázóképessége mezofil folyamatban csökken, termofil folyamatban gyakorlatilag megszűnik,
igaz, de adott esetben nem ez lesz a kérdés, hanem toxikusság, nehézfémek és a TPH tartalom
- a termék sokkal kevesebb kellemetlen szaganyagot tartalmaz és könnyen vízteleníthető.
igaz, a víztelenítés az igazi lényeg;
A fermentáció eredményeként a hulladék elhelyezéssel járó közegészségügyi problémák csökkennek, mert:
- az anaerob fermentáció során az emberre veszélyes patogén baktériumok jelentős része elpusztul (termofil folyamatban teljes fertőtlenítés következik be),
igaz;
- a termék térfogata számottevően csökken, tehát könnyebben és biztonságosabban tárolható,
csak akkor igaz, ha víztelenítik, besűrítik 18-28 % szárazanyag tartalomra
- a környezetet szennyező anyagok koncentrációja csökken az anaerob fermentáció után
nem igaz: a nehézfémek még koncentráltabbak lesznek (tömegveszteség - anyagmegmaradás) a TPH-PAH pedig nem bomlik le,csak a patogénekre igaz.
A biogáz-generátorba mindenféle szerves hulladék, trágya, konyhai és élelmiszeripari hulladék, vágóhídi és kommunális szennyvíz, mezőgazdasági hulladék konvertálható biogázzá.
Igaz, de ebben is van egy veszélyforrás: TPH-PAH és az ellenőrizhetetlen hulladékok. A végellenőrzés és a közel azonos arányú anyagbevitel fontos a végtartalom miatt.
A biogáz képződése közben a patogén szervezetek elpusztulnak, ami közegészségügy szempontból igen jelentős.
Igaz
A visszamaradó komposzt minden értékes ásványi anyagot megőriz, és kitűnő szerves trágyaként használható.
Nem egészen igaz. Az ásványi anyagok zömmel megőrződnek, a szén-tartalom viszont csökken, a hatóanyagok is részben, - de a megmaradó baktériumtestekben - tényleg sok megőrződik. Azonban az, hogy komposztként van aposztrofálva, az helytelen.
Összességében az mondható el: amennyiben a biogáz üzem jól van tervezve (sűrítés), és egy jó komposztálási folyamattal az anaerobok által termelt toxikus biotikumokat lebontják, és beállítják a szénforrásokat és ugyancsak a komposztálási folyamat során a TPH-PAH vegyületeket is lebontják, akkor a komposzt tápanyag-gazdálkodásra alkalmas. A kezelés sikerétől függően hulladékként (tábla-szintű talajvizsgálat, szakvélemény, esetenkénti engedély, elhelyezési költség - azaz ráfordítás, 50/2001 rendelet) vagy termékként (36/2006 rendelet szerint engedélyeztetés, ezt követően új árbevétel) korlátozás nélküli felhasználás, kereskedelmi lehetőséggel. Amennyiben szennyvízként akarják felhasználni, úgy a hátrányok és környezeti terhelés fokozott.
A biogáz előállítás után tápanyagban gazdag fermentációs maradék, azaz biotrágya keletkezik.
Mitől bio? Mennyi a szárazanyag-tartalom? Ténylegesen mennyi a hatóanyag-tartalom egységnyi mennyiségben? Vizsgálati eredmények megtekinthetőek?
Megvalósítható az egyre jobban elterjedő teljes értékű biokulturás növénytermesztés.
A Biokultúra egyesület - de az EU sem - engedélyezi a szennyvíz- és szennyvíz-iszap biotermesztésben való használatát.
A tárolt növényi tápanyagot a kereskedelembe kapható trágyaszóró berendezésekkel lehet a művelt területre kijuttatni. A növényi tápanyag egy termelési ciklusban hasznosuló anyag, szemben a trágya 4 éves lebomlásával, és a műtrágya közismert környezetkárosító hatásával.
Erőteljes marketing. A konzisztencia nem tisztázott, így a kijuttatási forma sem. Beltartalmi értékek, hatás-kísérlet nélkül szépen hangzó reklám. Kezelés nélkül a toxikusság magról kelők esetében bizonyított.
Az anyag hagyományos módon trágyaszóró berendezéssel kiszórható. Az egyes növényfajtákhoz tartozó tápanyag igény az alábbi értékek alapján meg tervezhető és bedolgozható. Az anyag összetétele ciklusonként azonosnak tekinthető és a következő.
Szárazanyag tartalom 18,5 % 1000 gr anyagra vetítve.
Calcium 15,06 gr nem releváns
Foszfor 6,307 gr elfogadható
Kálium 5,393 gr alacsony, napraforgó,kukorica,repce,cukortermelőknek kevés
Magnézium 3,301 gr igen jó
Nyomelemek:
Cink 51,03 mgr elfogadható
Réz 14,38 mgr nem releváns
Vas 1000,0 mgr elfogadható
Mangán 158,6 mgr sok, amúgy káros
Nátrium 239,3 mgr sok
Bór 15,23 mgr elfogadható
A fenti elemzés meglepően részletes, azonban kimaradtak a 50/2001 (IV.3.) Korm. rendelet által előírt kritikus paraméterek, vagy a 36/2006 rendelethez való kompatibilitás: Al, As, Cd, Cr, Hg, Ni, Pb, Se. összes TPH, PCB, PAH, összes sótartalom.
Az 50/2001 (IV.3.) Korm. rendelet ide vonatkozó részei a teljesség igénye nélkül:
3. § A rendelet alkalmazásában
kezelt iszap (a továbbiakban: szennyvíziszap): biológiai, kémiai, illetve hőkezeléssel vagy más megfelelő eljárással (így különösen szennyvíziszap felhasználásával történő biogáz előállítás, komposztálás révén)....
4. § (1)A mezőgazdasági területen csak az e rendeletnek megfelelő szennyvíz, szennyvíziszap és szennyvíziszap komposzt használható fel.
(2) A szennyvíz, szennyvíziszap és szennyvíziszap komposzt mezőgazdasági felhasználása engedélyhez kötött tevékenység, amit a Mezőgazdasági Szakigazgatási Hivatal illetékes területi szerve talajvédelmi hatósági jogkörben (a továbbiakban: talajvédelmi hatóság) engedélyez.
11. § (1) Tilos a szennyvíz vagy szennyvíziszap mezőgazdasági felhasználása, ha azokban a mérgező (toxikus) elemek vagy káros anyagok koncentrációja meghaladja a 4-5. számú mellékletekben közölt határértékeket.
(2) A szennyvíziszap komposztban megengedhető mérgező (toxikus) elem, káros anyag határértékeket az 5. számú melléklet tartalmazza. Amennyiben a mérgező (toxikus) elem, valamint káros anyag koncentrációja meghaladja az 5. számú melléklet határértékeit, úgy a szennyvíziszap komposzt mezőgazdasági felhasználására a szennyvíziszap felhasználására meghatározott előírások vonatkoznak.63
(3) Tilos a szennyvíziszap komposzt mezőgazdasági felhasználása, ha az nem felel meg az 5. számú melléklet szerinti talaj higiénés mikrobiológiai előírásoknak.
Megjegyzés: Ismétlődő vizsgálatok, tervek, költségek, függelmi viszonyok a talaj tulajdonosától, határértékek betartása bizonytalan(biológiai kockázat) kihelyezési költségek!!!
13. §
2) A felhasználás módját, gyakoriságát, a felhasználható szennyvíz, valamint a szennyvízzel kiadható mérgező (toxikus) elemek és károsanyagok mennyiségét a talaj legfeljebb 25 cm-es művelési mélységére elvégzett terhelhetőségi számítások alapján a talajvédelmi tervben kell rögzíteni.
50/2001. (IV. 3.) Korm. rendelethez
4.sz mellékletben szerepel a szennyvízben megengedhető mérgező elemek és káros anyagok határértékei mezőgazdasági felhasználás esetén az alábbi elemekre:
Al, As, B, Ba, Cd, Co, SCr, CrVI, Cu, Fe, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Zn, Cl
Állati és növényi eredetű zsiradé
(szerves oldószer extrakt)
Anionos felületaktív anyag
EPAH
EPCB
TPH
5. sz mellékletben szerepel a szennyvíziszapban és szennyvíziszap komposztban megengedett mérgező elemek és káros anyagok határértékei mezőgazdasági felhasználás esetén
As, Cd, Co, ECr, Cr VI., Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Se, Zn, EPAH, EPCB, TPH
Humán parazita bélféreg peteszám
Salmonella sp.
Fekál coliform
Fekál streptococcus
Megoldás javaslat a biogáz üzemek lebontási maradékára
Az új hulladéktörvény rendelkezik a hulladékstátusz megszűnésének feltételeiről (9.§) is, amelyek teljesülése esetén a hulladék elhagyhatja a hulladékkört (8.§), hogy alap-, vagy adalékanyaggá váljon, valamint bevezeti a "melléktermék" fogalmát. Így meghatározott kritériumok alapján a hulladékból újra hasznos, emberi szükségleteket kielégítő anyag lehet.
36/2006 (V.18) rendelet szerinti egyszeri engedélyeztetési eljárással korlátozás nélküli forgalomba-hozatali engedély, így állami ellenőrzési (NÉBIH) és eljárási garanciáról beszélhetünk. Ehhez az üzem tervezésénél végén is „lezárt” technológia és 18% feletti szárazanyag tartalomra történő sűrítés és jól megválasztott mikrobiológiai technológia szükséges.
Inputanyag függetlenség
A biogáz üzem tervezésénél érdemes az inputfüggőséget is minimalizálni és az üzemhez saját területen igazoltan hasznos - gazdaságilag, termelési szempontok miatt indokolt további szerves anyag helyett -, saját termelésű, vagy termeltetett jelentős energiahozam növelést biztosító input növények (Óvári Gigant) ültetése.
Így a növénytermesztésbe a kezelésen átesett fermentációs maradék is visszaforgatható, tudva, hogy ezek a növények a magas energetikai hozamképesség, a gyors és intenzív fejlődés miatt nyilván magas tápanyagigénnyel rendelkeznek. Egy ilyen logikai elven tervezett biogáz üzem - ami rendelkezik saját inputanyag termeléssel, komposztáló technológiával és térrel - terméket tud előállítani a fermentációs maradékából és egyéb zöldhulladékból, már jó eséllyel hulladékmentes, biztonságos, megtérülő és gazdaságos működéssel üzemelhet.
Egy optimálisan kialakított biogáz üzem: saját szilfium termeléssel minimalizálja az inputanyag függőségét, miközben maximalizálja az gáztermelést. A saját komposztáló terülen megfelelő biológiai eljárást alkalmazásával a fermentációs maradékát kezeli, visszaforgatja és felhasználja.
