Jak efektivně využít digestát?

V současné době převládá názor, že digestát z bioplynových stanic je výborné organické hnojivo. Toto tvrzení je ale přinejmenším velmi nepřesné. Proto je s podivem, že je ve své marketingové komunikaci používají nejen výrobci technologie BPS, ale objevuje se i v dokumentech některých vysokých škol a státních orgánů.

Digestát především není hnojivo organické, ale jen slabé hnojivo minerální. Sporné jsou také údaje o vysokém obsahu dusíku v sušině digestátu. Přesto může být v zemědělství efektivně využit.

 

Má-li být organická hmota označena jako organické hnojivo, musí splňovat základní požadavek – musí být snadno mikrobiálně rozložitelná, aby byla schopna uvolnit pro půdní mikroorganismy potřebnou energii. Část této energie z exothermního procesu mineralizace pak může být převedena do endothermního procesu humifikace. Dalším kladem jsou minerální živiny, uvolněné při rozkladu organické hmoty. Ale když se organická látka oxidačně nerozkládá, nemůže uvolnit minerální živiny.

 

A to je právě největší problém: nejlabilnější frakce organické hmoty krmiv využila zvířata, mírně labilní frakce výkalů spotřebovala anaerobní digesce a do půdy k hnojení přináší digestát už jen stabilní, špatně rozložitelnou organickou hmotu. A její stabilita je tím větší, čím dokonaleji BPS pracuje, čím vyšší je výtěžek bioplynu a hlubší degradace organické hmoty. Moderní BPS s mesofilním vyhníváním dávají z hlediska kvality organického hnojiva digestát mnohem horší, než zastaralé psychrofilní BPS zpracovávající městské kanalizační kaly v minulém století.

 

Výsledky výzkumu nás tedy vedly k překvapivému závěru, že kaly jako odpad z procesů anaerobní digesce jsou hnojivem spíše minerálním, než organickým a že z hlediska užití jako organické hnojivo jsou mnohem méně jakostním materiálem, než výchozí suroviny. O zušlechtění organického materiálu anaerobní digescí nelze mluvit a za hnojivo se spíše dá pokládat kapalná fáze, než fáze pevná.

 

Stabilní organická hmota pevné fáze digestátu je zejména výborným, pomalu se rozkládajícím prostředkem pro zlehčení těžkých půd a úpravu jejich vlastností. Zvýšení provzdušenosti takových půd může mít větší výnosový efekt, než intenzivní hnojení půdy se špatnými fyzikálními vlastnostmi. Digestátu však bude více, než spotřebují české těžké půdy. Co s tím? Ve světě se obrací pozornost k využití odpadů při výrobě bioplynu k výrobě pelet pevných paliv z fytomasy. Má to však své velké problémy:

1. Spalování fytomasy vůbec není ekologické, jak tvrdí někteří ortodoxní ekologové zcela bez důkazů. Obsahuje-li fytomasa chlór, a to i ve formě iontové, mohou při spalování v oblasti teplot 350 – 700 oC vznikat jedovaté a rakovinotvorné polychlorované dioxiny a dibenzofurany. Je tedy nutno z fytomasy odstranit chlór.

2. Obsahuje-li fytomasa draslík, síru a sodík, vytváří se při spalování silně korozivní spaliny a teplota tání popela se rychle snižuje. Dusík fytomasy zvyšuje kontaminaci atmosféry oxidy dusíku. Tyto látky je rovněž třeba z fytomasy odstranit.

 

Ideální by bylo převést tyto látky do kapalné fáze a tak zvýšit hnojivou hodnotu fugátu. Bylo by dokonce možné vyrábět bioplyn jen z lehce hydrolyzovatelných organických látek kapalné fáze – nesmírně by se ušetřilo na investicích v BPS a proces fermentace by byl rychlejší a dokonalejší. O to se už ve světě pokouší několik výzkumných skupin, ale s jednou společnou vadou – vymytí živin z fytomasy dále zřeďuje už tak neúnosně ředěný fugát.

 

Odpařovat fugát, jak navrhuje Biotechnologie lentikats (společnost PÖYRY) je ekonomická sebevražda, jak chápe jistě každý posluchač 1. ročníku chemické průmyslové školy.

Zajímavý je německými autory navržený postup IFBB – Integrated generation of Solid Fuel and Biogas from Biomass (Wachendorf et al. 2009) ke kombinovanému využití fytomasy k výrobě pevných biopaliv z pevné fáze a bioplynu z kapalné fáze silážované hmoty travních porostů extrakcí teplou vodou a následující separací pevné a kapalné fáze na šroubovém (šnekovém) lisu. To vede k obohacení kapalné fáze rozložitelnými organickými látkami, využitelnými při anaerobní digesci, i rostlinnými živinami K, Mg, P a N, které zlepšují agrochemickou hodnotu kapalné fáze po anaerobní digesci jako kapalného minerálního hnojiva.

 

Zjistili jsme, že postup IFBB lze aplikovat i na typický substrát čs. bioplynových stanic směs kejdy skotu, kukuřičné siláže a travní senáže. Postup IFBB u tohoto substrátu zlepšuje agrochemickou hodnotu fugátu z výroby bioplynu, převodem chlóru do kapalné fáze umožňuje využít pevnou fázi jako materiál k výrobě pevných biopaliv se sníženým nebezpečím vzniku polychlorovaných dioxinů a dibenzofuranů při spalování. Koncentrace minerálních živin v kapalné fázi při postupu IFBB po anaerobní digesci vlivem ředění vodou je však extrémně nízká, a proto její objemová hodnota je nepatrná.

 

Nyní pracujeme na technologii, jak ekonomicky efektivně fugát z procesu IFBB zkoncentrovat a získat tak průměrné kapalné minerální hnojivo.

 

Celý článek je uveřejněn v čísle 3/10 časopisu Energie 21.

Autor: Prof. Ing. Stanislav Kužel, CSc., prof. Ing. Ladislav Kolář, DrSc., Ing. Jiří Peterka, Ph. D., Jiřina Hřebečková, JČU České Budějovice

 

Komentáře ke článku 1

  • Roman Krištín

    Ja nechapem ako je mozne, ze tento ekologicky podvod ako su bioplynove stanice moze byt este centrom zaujmu.
    Uhlikova stopa ako z uholnych elektrarni,nicenie pody pestovanim biomasy,enormna spotreba nafty na vsetky potrebne suroviny pre BS, produkcia sklenikoveho plynu metanu,sirovodiku a digestatu a ktorym si nevie nikto rady tak ho legislativne upravi ako hnojivo aj ked je to nebezpecny odpad, ktory znecistuje zivotne prostredie neznesitelnym zapachom a podu tazkymi kovmi.
    Bioply je cesta do pekla a pekne draha

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *