Porovnání produkce bioplynu na dvou bioplynových stanicích zpracovávajících různé suroviny

Bc. Petra Čechová

Master's thesis

Comparison of biogas production on two biogas stations processings materials of different origin

Abstract:

Tato diplomová práce v teoretické části popsala princip anaerobní digesce, její jednotlivé části, charakterizovala bioplyn a jeho složení. Definovala podmínky ovlivňující množství bioplynu a stabilitu procesu anaerobní fermentace. Charakterizovala bioplynové stanice v České republice, v evropském i celosvětovém kontextu a vstupní suroviny vhodné pro anaerobní digesci.Praktická část práce sledovala v období let 2017-2018 zemědělskou a komunální bioplynovou stanici a porovnávala parametry jako množství produkovaného bioplynu, obsah metanu v bioplynu, obsah amoniakálního dusíku, nižších mastných kyselin a hodnoty pH. Bylo zjištěno, že komunální bioplynová stanice byla ve výtěžnosti bioplynu variabilnější a vykazovala větší výkyvy v závislosti na složení vstupních materiálů, ve kterých byly zastoupeny ovoce se zeleninou, kukuřice s vojtěškou, výplach z trubek, tráva a travní odpad, kaly a minoritně syrovátka, odpady z tukového lapolu, obilí, řepy, pečiva, jatek, mlékárenského průmyslu, hnoje, masokostní moučka a granule. Průměrný měsíční výnos bioplynu v roce 2017 činil 165,77 m3/t OS (obsah metanu 54,8 %) a v roce 2018 dosahoval 146,06 m3/t OS (obsah metanu 56,0 %). U zemědělské bioplynové stanice byla vsázka složena z hnoje, kukuřice, brambor a dále ze žitné siláže a Triticale se šrotem. V roce 2017 dosahovala průměrná měsíční produkce bioplynu 115,82 m3/t OS (obsah metanu 49,6 %) a v roce 2018 činila 109,74 m3/t OS (obsah metanu 50,8 %). Proces anaerobní digesce probíhal u komunální bioplynové stanice stabilněji a koncentrace nižších mastných kyselin (318,2 mg/l v roce 2017 a 132,8 mg/l v roce 2018) byly nižší než u zemědělské bioplynové stanice, u které došlo v září 2017 k přetížení fermentoru, jež bylo dokumentováno vysokými koncentracemi kyseliny octové (1173 mg/l a 1119 mg/l) a hodnotami FOS/TAC 0,467 a 0,481. Koncentrace nižších mastných kyselin byla u zemědělské bioplynové stanice 576,5 mg/l v roce 2017 a 304,8 mg/l v roce 2018. U zemědělské bioplynové stanice bylo dáno doporučení na regulaci dávkování fermentoru a častější kontroly procesu anaerobní fermentace.

Abstract:

The theoretical part this thesis described the principle of anaerobic digestion, its individual steps, and characterized biogas and its composition. It defined the conditions affecting the amount of biogas and the stability of the anaerobic fermentation process. It characterized biogas plants in the Czech Republic, in European and worldwide context, and feedstocks suitable for anaerobic digestion.In the experimental part agricultural and municipal biogas station were investigated in the period 2017-2018, and parameters such as the amount of biogas produced, methane content in biogas, ammoniacal nitrogen content, lower fatty acids and pH were compared.It was found that the municipal biogas plant was more variable in the yield of biogas and showed greater fluctuations depending on the composition of the input materials, in which fruits with vegetables, corn with alfalfa, tube rinsing, grass and grass waste, sludges and minor whey, waste were represented fat lap, grain, beet, pastry, slaughterhouse, dairy, dung, meat-and-bone meal and granules. The average biogas yield in 2017 was 165.77 m3/t OS (methane content 54.8 %) and in 2018 it was 146.06 m3/t OS (methane content 56.0 %). In the agricultural biogas plant, the charge was composed of manure, maize, potatoes, as well as rye silage and Triticale with scrap. In 2017, the average monthly biogas production was 115.82 m3/t OS (methane content 49,6 %) and 109.74 m3/t OS (methane content 50,8 %). The anaerobic digestion process was more stable with the municipal biogas plant and the lower fatty acid concentrations (318.2 mg /L in 2017 and 132.8 mg/L in 2018) were lower than for the biogas plant, fermenter overload in September 2017, documented by high concentrations of acetic acid (1173 mg/L and 1119 mg/L) and FOS/TAC values of 0.467 and 0.481. The concentration of lower fatty acids was in the agricultural biogas plant 576.5 mg/L in 2017 and 304.8 mg/L in 2018. In the case of an agricultural biogas plant, a recommendation was made to regulate fermenter dosing and more frequent control of the anaerobic fermentation process.

Keywords

metan, vstupní suroviny, intenzita produkce, bioplyn, bioplynová stanice

Keywords

methane, feedstock, production intensity, biogas, biogas plant

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 4. 2019

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Pavel Tlustoš, CSc.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Conservation and Use of Natural Resources / Conservation and Use of Natural Resources