Využití potravinářských odpadů formou anaerobního zpracování

Abstract

Předložená disertační práce pojednává o možnostech využití potravinářských bioodpadů, zejména „Surovin nevhodných k lidské spotřebě nebo zpracování“ (katalogová čísla odpadů (02 03 04, 02 06 01) a „Odpadu z praní, čištění a mechanického zpracování surovin“ (katalogové číslo 02 07 01) dle Katalogu odpadu formou anaerobního zpracování na energeticky využitelný bioplyn a tekutý produkt digestát, vhodný zejména pro hnojení zemědělské půdy. Cílem disertační práce bylo ověřit možnosti kofermentace vybraných potravinářských bioodpadů s hovězí kejdou včetně stanovení hmotnostního zastoupení ve směsích s ohledem na maximální výtěžnost procesu. Pozornost byla zaměřena na získání poznatků o procesu jednostupňové mezofilní anaerobní kofermentace při přídavcích 10 % a 20 % hm. bioodpadu do vstupní hovězí kejdy. Procesy anaerobní digesce (fermentace a kofermentace) byly studovány na laboratorních modelových aparaturách (několik shodných fyzikálních modelových fermentorů, každý o reakčním objemu 0,06 m3, s příslušenstvím), přičemž byly regulovány zejména materiálové toky, případně intenzita kontaktu účastněných komponent. Vybrané laboratorní výsledky byly následně ověřeny na poloprovozním zařízení zahrnujícím jednostupňový fermentor o reakčním objemu 2,0 m3. Vzhledem k nemožnosti realizace provozního ověřovacího měření původně zamyšleného na bioplynové stanici Pustějov byl na dvou fermentorech o objemu 60 dm3 simulován provoz fermentoru této stanice v běžném režimu a v režimu s nahrazením z části vsázky biskvitovou moučkou EKPO-EB. Veškeré modelově připravené digestáty byly hodnoceny dle vyhlášek MZe č. 271/2009 Sb., o stanovení požadavků na hnojiva [1] a dle vyhlášky č. 341/2008 Sb., [2] a o změně vyhlášky č. 294/2005 Sb., o podmínkách ukládání odpadů na skládky a jejich využívání na povrchu terénu a změně vyhlášky č. 383/2001 Sb., o podrobnostech nakládání s odpady (vyhláška o podrobnostech nakládání s biologicky rozložitelnými odpady).

The presented PhD thesis concerns the possibilities of using biowaste from food industry, especially "Materials unsuitable for human consumption or processing" (catalog numbers (02 03 04, 02 06 01) and "Waste from washing, cleaning and mechanical reduction of raw materials" (catalog number 02 07 01) according to Waste Catalogue. The use of biowaste can be used for anaerobic treatment to energetically usable biogas and liquid product (digestate), suitable for fertilization of agricultural land. The aim of this work was to verify the possibilities of co-fermentation of selected biowaste with beef cattle manure including the determination of weight percentages in mixtures with respect to the maximal yield of the process. The attention was focused on obtaining the knowledge about the process of single-stage mesophilic anaerobic co-fermentation with addition of 10 wt % and 20 wt % of biowaste to beef cattle manure. The processes of anaerobic digestion (fermentation and co-fermentation) were studied in laboratory apparatuses (several identical physical model fermenters, each has a reaction volume 0.06 m3, with accessories) and material flows or the intensity of contact of participating components were mainly regulated. Selected results from laboratory experiments were subsequently verified on pilot plant facility including single-stage fermenter having a reaction volume 2.0 m3. It was impossible to realize the verification measurements originally intended for a biogas station Pustějov. Therefore, the operation of the biogas station was simulated on two fermenters with volume 60 dm3 in a normal mode and in a mode while the part of batch was replaced by biscuit meal EKPO-EB. All prepared digestates were evaluated according to the Decree No. 271/2009 Coll., on fertilizer requirements [1] and according to Decree No. 341/2008 Coll., [2] and amendments to Decree No. 294/2005 Coll., on the conditions of depositing waste in landfills and its use on the surface of the ground and amendments to Decree No. 383/2001 Coll., on details of waste management (decree on the details of biodegradable waste management).