Biogazownie i oczyszczalnie. Polscy naukowcy chcą je ulepszyć

Niewielkie oczyszczalnie w Polsce mają problem z zagospodarowaniem osadów, które są efektem biologicznego oczyszczania ścieków. Sam proces oczyszczania jest często energochłonny, co jest odczuwalne dla budżetów przedsiębiorstw, jeśli wziąć pod uwagę wysokie ceny energii. Z tego względu naukowcy z Politechniki Gdańskiej przyjrzeli się kwestii tego typu obiektów i ich potencjalnych usprawnień.

Naukowcy podjęli się budowy i testowania demonstratora systemu, który ma zapewnić poprawę efektywności energetycznej niewielkich oczyszczalni i biogazowni rolniczych. Opracowany system ma na celu umożliwienie osiągnięcia kilku celów, wśród których wymienić należy:

• bardziej wydajną produkcję biogazu z osadu czynnego (poddanego wcześniej procesowi dezintegracji niskotemperaturowej), także współfermentowanego z lokalnymi odpadami biodegradowalnymi;
• odzysk i zagospodarowanie ciepła odpadowego/procesowego z udziałem technologii opartej o pompy ciepła;
• odzysk wody z pofermentu do irygacji pól, a także zastosowanie pofermentu jako nawozu płynnego bogatego w biogeny (azot i fosfor), po wcześniejszym jego podczyszczeniu.

- Dzięki naszemu pomysłowi, będzie można zwiększyć wydajność produkcji biogazu, skuteczniej odzyskiwać ciepło procesowe i jednocześnie zmniejszać ilość osadów nadmiernych wymagających zagospodarowania. To będą wymierne korzyści dla oczyszczalni - tłumaczy prof. Jan Wajs z Instytutu Energii Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa, kierownik projektu.

System opracowany na Politechnice Gdańskiej składa się z trzech podsystemów. Pierwszy z nich to prototypowa instalacja niskotemperaturowej dezintegracji i komora fermentacji. Tu uwagę skupia się przede wszystkim na poprawie funkcjonalności rzeczonych procesów, przede wszystkim w zakresie zwiększenia produkcji biogazu i odzysku produktów na potrzeby rolnictwa.

- Masa pofermentacyjna, która jest wytwarzana w procesie fermentacji, jest bogata w składniki odżywcze i można ją stosować jako nawóz. Może być alternatywą dla znacznie droższych nawozów mineralnych, jednak poferment oraz wody (odcieki) z jego odwadniania muszą być odpowiednio przygotowane, żeby były bezpieczne dla środowiska przed ich ostatecznym zagospodarowaniem. Jeden z testowanych elementów naszego systemu ma to zapewnić w przyszłości - wyjaśnia prof. Sylwia Fudala-Książek.

Drugi podsystem obejmuje instalację grzewczo-chłodzącą, która dedykowana jest procesom dezintegracji osadu czynnego i fermentacji, wraz z układem odzysku ciepła procesowego, dzięki czemu poprawiona jest efektywność energetyczna procesów. Oznacza to potencjalną redukcję zapotrzebowania na energię elektryczną w oczyszczalni.

Trzeci podsystem, który został opracowany na Politechnice Gdańskiej to instalacja odzysku wody z wykorzystaniem zaawansowanego utleniania elektrochemicznego, które pozwala na dezynfekcję i usunięcie mikrozanieczyszczeń.

- Ta technologia jest przyjazna środowisku i nie wymaga dozowania reagentów. Odzyskana woda będzie bezpieczna mikrobiologicznie i pozbawiona mikrozanieczyszczeń, będzie bogata w składniki odżywcze i będzie mogła zostać bezpiecznie wykorzystana do celów rolniczych, przede wszystkim do nawadniania, jak i uzupełniania bądź zastępowania nawozów mineralnych - zaznacza prof. Fudala-Książek.