O projekcie

Projekt konstrukcyjno-badawczy: „Analiza jakościowo-ilościowa biogazu w zależności od
składu substratów pozyskanych z organicznych odpadów komunalnych”
Czas realizacji: 15 stycznia 2014 – 15 października 2014
Kierownik projektu: Paweł Zalewski
W dużych aglomeracjach miejskich produkuje się znaczne ilości odpadów organicznych,
które mogą stanowić cenny substrat do produkcji paliwa czy energii elektrycznej. Poza
nielicznymi przypadkami kompostowania, odpady te trafiają na składowiska odpadów
komunalnych.
W 2008 roku w Krakowie funkcjonowało blisko 600 lokali gastronomicznych, a w 2012 roku
ogół biodegradowalnych odpadów komunalnych w województwie Małopolskim wyniósł 30
tysięcy ton. Projekt zakłada przeprowadzenie analizy jakościowo-ilościowej biogazu
w zależności od składu substratu uzyskanego z organicznych odpadów komunalnych w celu
sprawdzenia, czy biogazownia miejska jest w stanie być opłacalną inwestycją oraz
ewentualną jej popularyzację.
Celem projektu jest zbadanie wpływu składu odpadów organicznych na ilość i jakość
otrzymywanego w procesie fermentacji biogazu. Projekt zakłada wykorzystanie głównie
strumienia komunalnych odpadów organicznych. Próbki pobierane będą zarówno
z gospodarstw domowych jak również z miejsc żywienia zbiorowego (stołówki, restauracje,
pizzerie, cukiernie itd.). Do analiz wykorzystywane będą frakcje zawierające:
-resztki żywności
-tłuszcze z restauracji
-trawy i liście.
Resztki żywności pozyskane będą z kilku niezależnych źródeł, by w jak najdokładniejszym
stopniu oszacować ich średni skład.
Zadania do wykonania/metodyka badań. W pierwszym etapie badań przedmiotowe odpady
poddane zostaną analizie elementarnej na zawartość procentową węgla, wodoru i azotu. Do
tego celu wykorzystany zostanie analizator LECO CHN 628 będący na wyposażeniu Katedry
Techniki Cieplnej i Ochrony Środowiska.
Kolejnym etapem badań będzie pozyskanie reprezentatywnych próbek odpadów oraz ich
fermentacja ze stałym monitoringiem procesu na zaprojektowanym stanowisku badawczym.
Zbudowane zostanie stanowisko badawcze (rys.1) umożliwiające:
-ciągłe mieszanie próbek
-utrzymujące stałą temperaturę
-kontrolujące pH próbek
-kontrolujące ilość wydzielonego biogazu
-kontrolujące zawartość metanu w gazie za pomocą metanomierza
Stała temperatura zapewniona zostanie poprzez umieszczenie pojemnika (komory)
z odpadami w łaźni wodnej ogrzewanej grzałką elektryczną (z termostatem). Dodatkowo,
w komorze fermentacyjnej dokonywany będzie pomiar temperatury w 4 punktów. Do tego
celu wykorzystane zostaną termoelementy. W celu zapewnienia homogenizacji wsadu, badane
odpady będą mieszane w sposób ciągły. Pomiar strumienia objętościowego powstającego
biogazu dokonywany będzie za pomocą rotametrów. Do analizy stężenia gazów
w powstającym biogazie wykorzystany zostanie metanomierz oraz w sposób okresowy próbki
poddawane będą analizom chromatograficznym.
Rys.1. Schemat stanowiska badawczego do analizy jakościowo-ilościowej biogazu: 1-odpady
organiczne, 2-mieszadło, 3-grzałka z termostatem, 4-termoelementy do pomiaru temperatury,
5-woda, 6-biogaz, 7-rotametr do badania strumienia objętościowego biogazu, 8-metanomierz.
Uzyskane wyniki zostaną zebrane i złożone w algorytm, na podstawie którego napisany zostanie
program ułatwiający szacowanie ilości i jakości biogazu w zależności od składu surowca.