Technologie bioplynové stanice Rapotín obsahuje některá řešení, která jsou v České republice unikátní

• Foto

Stavba začala přesně v první polovině roku 2015 a stavebně a technologicky byla dokončena k 31. 12. 2015. Spuštění stanice do provozu, včetně komplexních zkoušek, probíhalo v první polovině roku 2016, technologie byla dle smlouvy o dílo s prokázáním výkonu zákazníkovi předána dne 30. června 2016. Zkušební provoz byl v roce 2016 úspěšně ukončen a nyní je zařízení v plném provozu.

POPIS TECHNOLOGIE

Jedná se o dvoustupňovou (mokrou) anaerobní fermentaci o instalovaném elektrického výkonu 905 kW, pro max. 30 000 tun vstupních odpadů za rok. Příjem odpadů probíhá v uzavřené hale vybavené odsávací vzduchotechnikou zakončenou na biofiltru s pračkou vzduchu s kapacitou max. 10 000 m³/hod. vzduchu. Příjmová linka stanice je rozdělena na dvě části. První částí je příjem bioodpadů, vyžadujících hygienizaci podle nařízení EP č. 1069/2009. Těmi jsou např. prošlé potraviny, odpady ze supermarketů, jateční odpady, čistírenské kaly a podobně, k příjmu dochází ve stavebně oddělené části haly, ve které se nachází automatická drtící a třídící linka umožňující odstranit z odpadů obalový materiál, dále skladovací boxy, podzemní nádrž 115 m³ na kapalné odpady a jemné drcení. Druhá část haly je pak určena pro odpady nevyžadující hygienizaci, tedy např. odpadní trávu, zelenou hmotu a hnůj. Zde se nachází příjmové silo s míchacími a řezacími šneky.

Vně příjmové haly pak leží dvojice pasterizačních tanků o velikosti 2 × 20 m³ a vlastní fermentační část stanice.

ANAEROBNÍ FERMENTACE

Anaerobní fermentace je nastartována nejdříve ve vyhřívané hydrolýzní nádrži o objemu 393 m³, kam se sbíhají vstupy z obou příjmových linek. Nádrž je vybavena velkokapacitním pádlovým míchadlem a pomocnými vrtulovými míchaly pro zajištění optimální homogenizace vstupní hmoty. Fermentovaný kal je následně přečerpán do dvojice fermentačních nádrží o objemu 2 a 2 408 m³, které mohou pracovat v sériovém i paralelním zapojení. Nádrže jsou vybaveny nasazenými membránovými plynojemy o velikosti 2 × 410 m³ a míchání je řešeno pádlovými a vrtulovými míchadly. Vytápění fermentačních nádrží je zajištěno nerezovým topením instalovaným na jejich vnitřní straně. Zfermentovaný kal je odváděn následně do míchaného koncového skladu o objemu 6 005 m³ s nasazeným plynojemem o objemu 1 560 m³. Provozovatel má možnost provádět rovněž separaci kalu na instalovaném šnekovém separátoru.

Produkovaný bioplyn je odváděn přes chladící jednotku a záchytný filtr na aktivní uhlí redukující nečistoty v plynu na dvojici kogeneračních jednotek MAN o elektrickém výkonu 500 a 405 kW umístěných ve zdvojeném kontejneru. Primární odsíření bioplynu je prováděno dávkováním vzduchu do všech fermentačních nádrží. Instalován je rovněž systém umožňující dávkování chemického odsiřovadla a odpěňovadla do fermentačního prostoru pro zlepšení stability provozu.

SPECIFIKA, ZAJÍMAVOSTI …

Jedná se o moderní odpadovou bioplynovou stanici, umožňující zpracování široké škály vstupních odpadů. Z tohoto důvodu je celá příjmová část hermeticky uzavřena v hale s odsáváním na velkokapacitní biofiltr s pračkou vzduchu. Tímto je eliminován případný únik zápachu do okolí, neboť nejbližší obytná zástavba se nachází ve vzdálenosti pouze 160 metrů od záměru.

Technologie obsahuje některá řešení, která jsou v České republice unikátní a umožňují lepší zpracování odpadů a řízení celého procesu, jsou to např.:

• Automatická linka na rozdrcení vstupních odpadů a vytřídění obalových materiálů s kapacitou 10 až 20 tun odpadů/hod. Tato linka zahrnuje vstupní zásobník o objemu 25 m³ a třídící kladivový drtič, který na separačním sítě odděluje biokaši od obalového materiálu. Vhodné je to např. pro odpady ze supermarketů, kuchyňské odpady a podobně, které obsahují velké množství nečistot. Obalový materiál je následně vynášen do kontejneru a biokaše vtéká do příjmové jímky, kde je míchána s dalšími vstupy.
• Příjmová jímka je vybavena topením pro rozpouštění tuků, aby nedocházelo k jejich sedimentaci, tvoření krust a podobně.
• Předřazená hydrolýzní nádrž o objemu 393 m³ s dobou zdržení až cca 5 dní, ve které dochází k nastartování fermentačního procesu, důkladné homogenizaci materiálu. K tomu slouží speciálně navržené horizontální pádlové míchadlo kónického tvaru postihující kolísání hladiny kalu vlivem plnění a prázdnění nádrže.
• Systém čerpání chemického odsiřovadla a odpěňovadla do fermentačních nádrží pomáhá udržovat stabilitu fermentačního procesu a kvalitu bioplynu v případě zpracování problematičtějších vstupních odpadů.

VNITŘNÍ SPOTŘEBA

Při plném výkonu kogenerace by se měla elektrická spotřeba tohoto zařízení pohybovat kolem 15 %, tepelná spotřeba by pak měla činit cca 27 % z výroby. Při nižším provozním výkonu kogenerace se toto číslo bude zvyšovat.

HLAVNÍ KOMPONENTY

Nejdůležitějšími komponenty ovlivňujícími provoz takového zařízení je především funkční linka pro drcení a separaci vstupních odpadů od firmy Huning. Dále je to schopná a spolehlivá míchací technika, která se opírá o pádlová míchadla Steverding a ponorná míchadla Eisele. Akumulaci plynu pak zajišťují dvoumembránové plynojemy společnosti BAUR. Jedná se o komponenty, se kterými jsou dlouhodobé kladné provozní zkušenosti.

Toto zemědělské zařízení by mělo umět zpracovat co největší možnou škálu dostupných produktů zemědělského charakteru (statková hnojiva, cíleně pěstovaná biomasa). Do budoucna se totiž složení vstupů může měnit s ohledem na posílení živočišné výroby, změny v produkci kukuřice a podobně. Proto je taková stanice v podstatě univerzální.

U odpadových stanic se jedná o více individuální řešení respektující požadavky a možnosti provozovatele, např. na typ hygienizace odpadů, jejich předpřípravu, drcení apod. Zároveň je nutné individuálně řešit otázky příjmu odpadů, dispozice zařízení, bezzápachového provozu a podobně.

PROBLEMATIKA PROVOZU BPS

Pokud pomineme špatný projekční návrh bioplynové stanice, který např. nevhodnou velikostí fermentačního objemu způsobí problémy se zápachem a stabilitou procesu, tak největší problémy s provozem bioplynových stanici může podle našeho názoru způsobit špatný míchací a vytápěcí systém, který nezajistí dostatečné prohřátí a homogenizaci hmoty. Výsledkem může být tvorba krust o mocnosti až několika metrů, což vyžaduje otevření nádrže a složité a nákladné odstraňování hmoty. U vytápění je zase rizikem stabilita biologického procesu s možným zápachem výstupního digestátu, pěnění a podobně. Podstatný vliv na provoz bioplynové stanice má její kvalifikovaná obsluha. Tedy respektování platných předpisů, provozních řádů a zásad při provozu, což dokáže eliminovat naprostou většinu problémů.

Autor

• Ing. Cieslar Stanislav