UAB „Interag“ šiais metais Lietuvoje planuoja pastatyti ir paleisti į eksploataciją net dvi pirmąsias „Biolectric“ biodujų jėgaines. Mūsų ūkininkams ir žemės ūkio bendrovėms, šios biodujų jėgainės puiki išeitis ištisą parą gauti pigią elektrą, šilumą ir bekvapį digestatą su pagerintomis įsisavinimo dirvoje savybėmis.

Kodėl biodujų jėgainė?

Biodujos – tai dujos, kurios susidaro, skirtingoms mikroorganizmų grupėms skaidant organines medžiagas anaerobinėmis sąlygomis. Vertingiausias biodujų komponentas yra metanas, nuo kurio kiekio priklauso svarbiausios biodujų savybės – energetinė vertė (352,8 MJ/m3 arba 9,8 kWh/m3). 

Biodujų gamybai naudojamos įvairios organinės, bioskaidžios medžiagos, tačiau gyvulių mėšlas laikomas kaip viena didžiausių biodujų potencialą turinti žaliava. Todėl anaerobinis mėšlo perdirbimas laikomas prioritetine galimybe tvarkyti tokias atliekas ir tuo pačiu metu gaminti atsinaujinančią energiją bei organines trąšas. 

Biodujų gamybos iš gyvulių mėšlo plėtra gali teikti didelę naudą energetinio saugumo ir nepriklausomybės, ekonominio augimo, technologijų naujovių ir aplinkosaugos srityse.

Atsižvelgiant į tai, kad išvengiama nemalonių kvapų, sumažinamas iškastinio kuro poreikis ir galima pakeisti chemines trąšas, anaerobinio mėšlo perdirbimo technologijos yra ypač veiksmingos aplinkosaugos požiūriu. 

Biolectric mikrobiodujų jėgainės veikimo principai 

Tiek skystojo mėšlo užkrovimas (4–8 ciklai per dieną), tiek digestato (anaerobinio pūdymo atliekų) išsiurbimas (4–8 ciklai per dieną) vyksta automatiškai per siurblių sistemą ir sandarius vamzdynus, be tiesioginio žmogaus įsikišimo. 

Prieš pumpuojant šviežią mėšlą, būtina jį sumaišyti mėšlo duobėje arba tarpinėje talpykloje, kur yra srutų siurblys. Tokiu atveju gali prireikti darbuotojo įjungti išorinį maišytuvą arba perjungti siurblio funkciją iš siurbimo į maišymą. 

Pats srutų siurbimas vyksta automatiškai.

1 paveikslas. BIOLECTRIC NV jėgainių pasirinkimai

Anaerobinis fermentacijos procesas vyksta uždarame fermentacijos rezervuare (fermentatoriuje), 37–42 laipsnių temperatūroje. Fermentatoriaus dydis ir jėgainės galia parenkami atsižvelgiant į generuojam atliekų kiekį (1 paveikslas). BIOLECTRIC gaminiuose naudojamas vienas pratekantis fermentacijos rezervuaras. Rezervuarą dengia tampri, dujoms nelaidi membrana, kuri atlieka rezervuaro dangos ir biodujų kaupyklos funkciją. 

Fermentacijos rezervuare įrengta šildymo sistema ir maišytuvas. Bendra biodujų jėgainės technologinė schema pateikta 2 paveiksle. 

Substrato maišymas vyksta 4 ciklais po 5 minutes kas valandą. Digestatas pumpuojamas iš fermentatoriaus dugno, o šviežias substratas tiekiamas iš fermentatoriaus viršaus.

Substrato išlaikymo laikas yra nuo 21 iki 29 dienų, o tai reiškia, kad išnaudojamas visas biodujų potencialas ir didžioji dalis srutose nepageidaujamų elementų yra neutralizuojami (pvz., piktžolių sėklos, patogenai ir pan.). 

Po fermentacijos likęs digestatas netenka nuo 70 iki 80 % kvapą sukeliančių junginių ir labai skystos frakcijos (1-2 % sausosios medžiagos). Digestatas surenkamas ir saugomas uždaruose elastiniuose maišuose ar rezervuaruose, kuriuose buvo kaupiamos srutos.   Digestatas dažniausiai naudojamas tiesiogiai kaip organinės trąšos ir dirvožemio kondicionierius, kuriame dauguma maisto medžiagų yra neorganinės tirpios formos, todėl veiksmingumo požiūriu (elementų prieinamumu augalams) jis artimas mineralinėms trąšoms.

Prieš panaudojant kogeneracinėje sistemoje, biodujos išvalomos: pašalinamas vandenilio sulfidas (H2S). Didžiausias leistinas lygis yra 200 ppm. Išvalytos biodujos deginamos stūmokliniuose vidaus degimo varikliuose, kurie, savo ruožtu, suka elektros generatorius. Tai vienas iš labiausiai paplitusių biodujų panaudojimo būdų. Jėgainės valdymo ir kogeneracinio įrenginio technologinė schema pateikta 3 paveiksle. 

3 paveikslas. Jėgainės valdymo ir kogeneracinio įrenginio technologinė schema

Visiškai automatizuotas jėgainės valdymas

BIOLECTRIC mikro biodujų jėgainės darbas yra beveik visiškai automatizuotas ir nereikalauja jokio specialaus pasirengimo ar papildomo darbuotojo įdarbinimo.

BIOLECTRIC NV sukūrė specializuotą programinę įrangą, kuri valdo funkcinių ir matavimo prietaisų sistemą, kurios bendras tikslas – sudaryti sąlygas optimaliam anaerobiniai srutų fermentacijos procesui. 

• Automatinis išlaikymo laiko ir fermentatoriaus apkrovos reguliavimas. Programine įranga valdoma siurblių sistema užtikrina tinkamą, valandinį ir kasdieninį srutų dozavimą bei pūdytuvo išsiurbimą.

• Automatinis fermentacijos masės maišymo ciklų reguliavimas fermentatoriuje. Maišant substratą, organinės medžiagos visame reaktoriaus tūryje yra paskirstomos tolygiau. Taip nesusidaro nuosėdos ir paviršiuje plaukiojanti pluta, palengvinamas dujų iškilimas į paviršių, o į reaktorių patekusios naujos medžiagos yra greičiau paskleidžiamos visame tūryje, todėl biodujas gaminančios bakterijos gali lengvai patekti prie substrato dalelių paviršiaus. Taip pat maišymo metu tolygiai išlaikoma substrato temperatūra.  

• Automatinis temperatūros reguliavimas fermentatoriuje. Normaliam biodujų susidarymo procesui reikalinga stabili darbo temperatūra, nes biodujų gamyboje dalyvaujančios bakterijos, kaip ir kiti gyvi organizmai, yra jautrūs aplinkos temperatūros pokyčiams. Metano gamyba galima labai plačiose temperatūros ribose: nuo 10 ºC iki 60 ºC. Tačiau kiekvienai procese dalyvaujančiai mikroorganizmų rūšiai yra tik jai būdinga optimali temperatūra. Mezofilinis režimas (37-42 ºC) yra geriausias sprendimas, derinant proceso efektyvumą, stabilumą ir energijos suvartojimą.

• Automatinis fermentatoriaus aeracijos proceso reguliavimas, leidžiantis tinkamai anaerobinėje aplinkoje auginti aerobines bakterijas, mažinančias vandenilio sulfido koncentraciją. Pats paprasčiausias ir vienas iš ekonomiškiausiu H2S šalinimo metodų iš biodujų yra 2–5 % oro/deguonies įleidimas į biodujų reaktorių. Įleidžiant oro virš substrato į biodujų reaktorių (iki 5 %), Sulfobakterijos, kurioms ir reikalingas deguonis, vartoja H2S paversdamos jį elementine siera. Praktikoje susidariusios sieros nuosėdos surenkamos ir sumaišomos su digestatu, siekiant pagerinti digestato trąšų savybes. 

• Nuolatinis vandenilio sulfido koncentracijos matavimas ir stebėjimas reaktoriuje, anglies filtruose ir varikliuose, varančiuose generatorius, o tai leidžia naudoti avarines procedūras ir palaikyti nuolatinę energijos gamybą. 

• Nuolatinis elektros ir šilumos gamybos, srautų ir atskirų procesų būklės matavimas ir stebėjimas. 

• BIOLECTRIC NV gaminiuose naudojamas elektroninis valdiklis, kuris reguliuoja sklandų biodujomis varomų variklių, varančių elektros generatorius, darbą. Šio įrenginio naudojimas leidžia nuolat veikti kogeneracinei sistemai su kintamais biodujų parametrais.

Plačiau apie BIOLECTRIC biodujų jėgaines sužinosite paskambinę tel. +370 672 82677 arba apsilankę www.interag.lt