ΑΝΑΕΡΟΒΙΑ ΧΩΝΕΥΣΗ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΩΝ. Γεράσιμος Λυμπεράτος Καθηγητής ΕΜΠ

Transcript

1 ΑΝΑΕΡΟΒΙΑ ΧΩΝΕΥΣΗ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΩΝ Γεράσιμος Λυμπεράτος Καθηγητής ΕΜΠ

2 Παραγωγή ελαιόλαδου στα τριφασικά ελαιουργεία Απαιτούνται μεγάλες ποσότητες καθαρού νερού Παράγονται στερεά απόβλητα (5 Kg/1 Kg ελαιόκαρπου) Παράγονται υγρά απόβλητα υψηλού ρυπαντικού φορτίου και φυτοτοξικότητας Κρύο νερό Ζεστό νερό Ζεστό νερό Ελιές ΠΛΥΣΙΜΟ ΣΠΑΣΙΜΟ-ΑΛΕΣΗ- ΜΑΛΑΞΗ ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΣ ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΚΟΣ ΔΙΑΧΩΡΙΣΤΗΡΑΣ cake (Στερεό υπόλειμμα) Ζεστό νερό ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΣΗ Οργανική φάση Υγρή φάση ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΣΗ Ζεστό νερό Ελαιόλαδο Υγρά απόβλητα Ελαιόλαδο Υγρά απόβλητα

3 Παραγωγή ελαιόλαδου στα διφασικά ελαιουργεία Εμφάνιση της «οικολογικής» διφασικής διαδικασίας: αρχές του 199 Δεν απαιτούνται ποσότητες καθαρού νερού Παράγεται μόνο ο ελαιοπολτός (75 Kg/1 Kg ελαιόκαρπου) (project TDC OLIVE, 24) Ελιές ΠΛΥΣΙΜΟ ΣΠΑΣΙΜΟ-ΑΛΕΣΗ- ΜΑΛΑΞΗ ΔΙΦΑΣΙΚΟΣ ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΚΟΣ ΔΙΑΧΩΡΙΣΤΗΡΑΣ Ελαιόλαδο ΕΛΑΙΟΠΟΛΤΟΣ Συλλογή και μεταφορά της υδαρής φάσης Σπασμένα κουκούτσια (εξαιρετικό καύσιμο) ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΤΟΥ ΔΕΥΤΕΡΟΤΑΓΟΥΣ ΕΛΑΙΟΛΑΔΟΥ Δευτεροταγές Ελαιόλαδο

4 Ο ελαιοπολτός Ημιστερεό παραπροϊόν: (Borja et al, 26) υψηλής υγρασίας υψηλής περιεκτικότητας σε στερεά υψηλού οργανικού φορτίου Μέγεθος % κατά βάρος Υγρασία 6-7 Λιγνίνη Κυτταρίνη- Ημικυτταρίνη 18-2 project TDC OLIVE, 24 project TDC OLIVE, 24 Υλικό βιολογικού χαρακτήρα υψηλής περιεκτικότητας σε υδατάνθρακες (Guillén et al, 1992) Ιδανικό υπόστρωμα για την παραγωγή αιθανόλης, υδρογόνου και μεθανίου (Ghosh,1997& Gavala et al,25 )

5 Μέθοδοι επεξεργασίας των στερεών αποβλήτων των ελαιουργείων Μηχανική επεξεργασίαπροεξεργασία Θερμική επεξεργασία Βιοχημική επεξεργασία Μηχανικός διαχωρισμός, ταξινόμηση, κοσκίνισμα, μηχανική πίεση, ξήρανση Πυρόλυση, αεριοποίηση, καύση λιπασματοποίηση, αναερόβια χώνευση Ο ελαιοπολτός είναι (Roig et al, 26) : σχετικά καινούργιο απόβλητο (κυρίως στην Ισπανία) μη επεξεργάσιμος στη υπάρχοντα πυρηνελαιουργεία δύσκολος στην μεταφορά και στον χειρισμό του Πραγματοποιούνται προσπάθειες αξιοποίησης του

6 Μέθοδοι επεξεργασίας του ελαιοπολτού ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ Ξήρανση και παραγωγή δευτεροταγούς ελαιολάδου (λίμνες εξάτμισης ή ξηραντήρες τύπου κινούμενης ρευστοστερεάς κλίνης (Arajon et al,1998_a,b & Arjona et al, 1999 & Krokida et al, 22) Δυναμικό για παραγωγή ενέργειας μέσω καύσης, πυρόλυσης ή αεριοποίησης (Masghouni et al, 2 & Caputo et al, 23 & Aragon et al, 2) ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΣ Μικροβιακή ζύμωση των στερεών στοχεύοντας στην αύξηση της συγκέντρωσης των πρωτεϊνών (Molina Alcaide and Nefzaoui, 1996 & Haddadin et al, 1999) publication RAC/CP, 2 Λιπασματοποίηση για σταθεροποίηση (Balis et al, 22 & Cayuela, 24 & Roig et al, 24) Αναερόβια χώνευση (Borja et al, 23_a & Borja et al, 26_a & Rincon et al, 26) publication RAC/CP, 2 publication RAC/CP, 2

7 Μέθοδοι επεξεργασίας του ελαιοπολτού ΑΠΕΥΘΕΙΑΣ ΔΙΑΘΕΣΗ ΣΤΟ ΕΔΑΦΟΣ Εδαφοβελτιωτικό στους ελαιώνες, λόγω μικρότερης φυτοτοξικότητας σε σχέση με τα υγρά απόβλητα (Thompson and Nogales, 1999 & Ordonez et al, 1999 & Saviozzi et al, 21) ΕΞΑΓΩΓΗ ΧΡΗΣΙΜΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ Παραγωγή πηκτινών (Cardoso et al, 23) Ανάκτηση χρήσιμων πολυφαινολών του ελαιοπολτού (Obied et al, 25) ΑΛΛΕΣ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ Απορροφητικό υλικό βαρέων μετάλλων στην επεξεργασία υδατικών διαλυμάτων (Pagnanelli et al, 22 & Pagnanelli et al, 23) Εδαφοβελτιωτικό στα γεωργικά χώματα (παρατείνει και ισχυροποιεί την απορρόφηση ζιζανιοκτόνων και εντομοκτόνων στο έδαφος) (Albarran et al, 24 & Cox et al, 24) Ανάμιξη του με θερμοπλαστικά πολυμερή, για την δημιουργία νέων υλικών για την κατασκευή containers (Siracusa et al, 21)

8 Ανάπτυξη διεργασίας για αναερόβια χώνευση αποβλήτων τριφασικών ελαιοτριβείων

9 Αναερόβια χώνευση Είναι η διεργασία κατά την οποία οργανική ύλη μετατρέπεται σε CH 4 και CO 2 (βιοαέριο) με την συνδυασμένη δράση μεικτού πληθυσμού αναερόβιων μικροοργανισμών, απουσία μοριακού οξυγόνου (Toerien and Hatting, 1969) ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ (McCarty, 1972): Οργανική ύλη + νερό CH 4 + CO 2 + NH 3 + H 2 S + νέα κύτταρα + θερμότητα CH 4 : 65-7 % CO 2 : 3-35 % NH 3, H 2 S, H 2 :.1-.5 %

10 Μετατροπή του οργανικού υλικού σε βιοαέριο κατά την αναερόβια χώνευση (McCarty and Smith, 1986) ΠΟΛΥΜΕΡΗ (Πρωτεΐνες, Υδατάνθρακες Λιπίδια) Υδρολυτικά ένζυμα Αμινοξέα, Σάκχαρα Οξεογόνα Βακτήρια Πτητικά λιπαρά οξέα, αλκοόλες, κετόνες Λιπαρά οξέα Οξεογόνα Βακτήρια Οξικογόνα Βακτήρια CH 3 COOH H 2 /CO 2 7 % Μεθανογόνα βακτήρια, χρήστες οξικού CH 4 3 % Μεθανογόνα βακτήρια, χρήστες υδρογόνου

11 Παράγοντες που επηρεάζουν την αναερόβια χώνευση Θερμοκρασία (ψυχρόφιλη, μεσόφιλη, θερμόφιλη περιοχή) (Maly and Fadrus, 1971) ph-αλκαλικότητα (βέλτιστη περιοχή 7-7.2) (Rittmann and McCarty, 21) Χημική σύσταση τροφοδοσίας (αναλογία C:N:P:S) (Kotze et al, 1969) Τοξικές ουσίες ενώσεις ή στοιχεία (O 2, NH 3, HCHO, Βαρέα μέταλλα, Αρωματικές ενώσεις κ.α (Chou et al, 1978 & USEPA, 1973) ενδιάμεσα μεταβολικά προϊόντα (Ανώτερα και Πτητικά λιπαρά οξέα) Υδραυλικός χρόνος παραμονής (15-35 ημέρες) (Bitton, 1994) Οργανική φόρτιση των χωνευτήρων Εγκλιματισμός της αναερόβιας καλλιέργειας (Toerien et al, 1967)

12 Γιατί αναερόβια χώνευση; Πλεονεκτήματα (Lettinga et al, 1979) Χαμηλή παραγωγή σταθεροποιημένης λάσπης (3-2 φορές λιγότερη από την αερόβια επεξεργασία) Παραγωγή ενέργειας υπό τη μορφή μεθανίου Χαμηλό λειτουργικό κόστος Κατάλληλη για ισχυρά αγροτοβιομηχανικά απόβλητα Υψηλή απομάκρυνση οργανικού φορτίου Μειονεκτήματα (Lettinga et al, 1979) Σχετικά μεγάλος χρόνος εκκίνησης της διεργασίας Μεγάλοι υδραυλικοί χρόνοι παραμονής Ευαισθησία σε μεταβολές των λειτουργικών παραμέτρων

13 Εφαρμογές αναερόβιας χώνευσης Αναερόβια Χώνευση: Μία από τις σημαντικότερες βιοχημικές διεργασίες μετατροπής της βιομάζας Βιομάζα: Υλικά βιολογικού χαρακτήρα, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή ενέργειας (Ghosh, 1997) Αναερόβια χώνευση βιολογικής ιλύος (Malina et al, 1992) Αναερόβια χώνευση της φυτικής βιομάζας οργανικών καλλιεργειών και των αποβλήτων (υγρών και στερεών) βιομηχανιών μεταποίησης αγροτικών προϊόντων (Tare et al, 1997 & Rieker et al, 1999) Αναερόβια χώνευση αστικών στερεών αποβλήτων (De Baere, 1999)

14 Χαρακτηριστικά ΥΑΕ ph ΟΑΣ (g/l) ΠΑΣ(g/l) ο-χαο (g/l) δ-χαο (g/l) 5, , , , , , Υψηλότερες τιμές Χαμηλότερες τιμές

15 Προεπεξεργασία Αφαίρεση στερεών με καθίζηση Εμπλουτισμός υπερκείμενου με (NH 4 ) 2 HPO 4 και ιχνοστοιχεία Αραίωση με νερό βρύσης (1:2)

16 COD (mg/l) Επεξεργασία σε CSTR 6 5 COD in the feed COD in the bioreactor HRT 3d Time (d)

17 Volatile Fatty Acids (mg/l) Πτητικά λιπαρά οξέα 2 15 Acetic acid Propionic acid Butyric acid HRT 3d Time (d)

18 Methane production rate (L/L/d) Παραγωγή βιοαερίου,8,7,6,5,4,3,2,1, HRT 3d Time (d)

19 Συμπέρασμα Με αραίωση 1:2 απαιτείται 3 d χρόνος παραμονής Μείωση ΧΑΟ 66-83% Απόδοση βιοαερίου,5 L/L/d

20 Ανοδική ροή Περιοδικός αναερόβιος αντιδραστήρας με ανακλαστήρες Κυκλική κατασκευή διαμερισμάτων Τ = 4 x 12 = 48 ώρες 2 ημέρες Εκροή Καθοδική ροή Εισροή

21

22 Προεπεξεργασία Αφαίρεση στερεών με καθίζηση Εμπλουτισμός υπερκείμενου με (NH 4 ) 2 HPO 4 και ιχνοστοιχεία Αραίωση με νερό βρύσης (1:1) (βασικό σενάριο)

23 ΠΛΟ (mg/l) ΔΙΑΛΥΤΟ ΧΑΟ (g/l) ΡΥΘΜΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΒΙΟΑΕΡΙΟΥ (l/l/d) ΧΑΟ ΕΙΣΡΟΗΣ (g/l) 8 7 #1 ΕΙΣΡΟΗ, ΕΚΡΟΗ 5, 4,5 ΒΙΟΑΕΡΙΟ, ΧΑΟ ΕΙΣΡΟΗΣ, #1 ΣΥΣΤΑΣΗ ΜΕΘΑΝΙΟΥ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΑΛΚΑΛΕΩΣ , 3,5 3, 2, % CH , ,5 1,, ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ), ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ) 5 45 ΟΞΙΚΟ, ΠΡΟΠΙΟΝΙΚΟ, ΒΟΥΤΙΤΙΚΟ, ΒΑΛΕΡΙΚΟ # d Χρόνος παραμονής 8-9% μείωση ΧΑΟ Σταθερή διεργασία ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ)

24 ΠΛΟ (mg/l) ΔΙΑΛΥΤΟ ΧΑΟ (g/l) ΡΥΘΜΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΒΙΟΑΕΡΙΟΥ (l/l/d) ΧΑΟ ΕΙΣΡΟΗΣ (g/l) 8 7 #1 ΕΙΣΡΟΗ, #2 ΕΚΡΟΗ 5, 4,5 ΒΙΟΑΕΡΙΟ, ΧΑΟ ΕΙΣΡΟΗΣ, #1 ΣΥΣΤΑΣΗ ΜΕΘΑΝΙΟΥ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΑΛΚΑΛΕΩΣ # , 3,5 3, 2, % CH , ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ) 1,5 1,,5, ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ) ΟΞΙΚΟ, ΠΡΟΠΙΟΝΙΚΟ, ΒΟΥΤΥΡΙΚΟ, ΒΑΛΕΡΙΚΟ #1 # ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ) Απόπειρα επεξεργασίας χωρίς αραίωση Αργή συσσώρευση ΠΛΟ και ΧΑΟ, μείωση βιοαερίου Παρεμποδισμός διεργασίας

25 ΠΛΟ (mg/l) ΕΞΥΓΙΑΝΣΗ ΔΙΑΛΥΤΟ ΧΑΟ (g/l) ΕΞΥΓΙΑΝΣΗ ΡΥΘΜΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΒΙΟΑΕΡΙΟΥ (l/l/d) ΕΞΥΓΙΑΝΣΗ ΧΑΟ ΕΙΣΡΟΗΣ (g/l) 8 7 #1 ΕΙΣΡΟΗ, #2 ΕΚΡΟΗ #3 5, 4,5 ΒΙΟΑΕΡΙΟ, ΧΑΟ ΕΙΣΡΟΗΣ, #1 ΣΥΣΤΑΣΗ ΜΕΘΑΝΙΟΥ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΑΛΚΑΛΕΩΣ #2 # , 3,5 3, 2, % CH , ,5 1,, ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ), ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ) ΟΞΙΚΟ, ΠΡΟΠΙΟΝΙΚΟ, ΒΟΥΤΙΤΙΚΟ, ΒΑΛΕΡΙΚΟ #1 #2 #3 Εξυγίανση (αφαίρεση 2/3, εμβολιασμός) Επαναφορά συστήματος 8-9% Μείωση ΧΑΟ ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ)

26 ΠΛΟ (mg/l) ΕΞΥΓΙΑΝΣΗ ΔΙΑΛΥΤΟ ΧΑΟ (g/l) ΕΞΥΓΙΑΝΣΗ ΡΥΘΜΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΒΙΟΑΕΡΙΟΥ (l/l/d) ΕΞΥΓΙΑΝΣΗ ΧΑΟ ΕΙΣΡΟΗΣ (g/l) 8 7 #1 ΕΙΣΡΟΗ, #2 ΕΚΡΟΗ #3 #4 5, 4,5 ΒΙΟΑΕΡΙΟ, ΧΑΟ ΕΙΣΡΟΗΣ, #1 ΣΥΣΤΑΣΗ ΜΕΘΑΝΙΟΥ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΑΛΚΑΛΕΩΣ #2 #3 # , 3,5 3, 2, % CH , ,5 1, 2 2 1, ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ), ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ) ΟΞΙΚΟ, ΠΡΟΠΙΟΝΙΚΟ, ΒΟΥΤΙΤΙΚΟ, ΒΑΛΕΡΙΚΟ #1 #2 #3 #4 ΥΧΠ 8.75 d 8% Μείωση ΧΑΟ ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ)

27 ΠΛΟ (mg/l) ΕΞΥΓΙΑΝΣΗ ΔΙΑΛΥΤΟ ΧΑΟ (g/l) ΕΞΥΓΙΑΝΣΗ ΡΥΘΜΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΒΙΟΑΕΡΙΟΥ (l/l/d) ΕΞΥΓΙΑΝΣΗ ΧΑΟ ΕΙΣΡΟΗΣ (g/l) 8 7 #1 ΕΙΣΡΟΗ, #2 ΕΚΡΟΗ #3 #4 #5 5, 4,5 ΒΙΟΑΕΡΙΟ, ΧΑΟ ΕΙΣΡΟΗΣ, #1 ΣΥΣΤΑΣΗ ΜΕΘΑΝΙΟΥ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΑΛΚΑΛΕΩΣ #2 #3 #4 # , 3, , 2,5 5 4 % CH , ,5 1,, ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ), ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ) 5 45 ΟΞΙΚΟ, ΠΡΟΠΙΟΝΙΚΟ, ΒΟΥΤΙΤΙΚΟ, ΒΑΛΕΡΙΚΟ #1 #2 #3 #4 # d ΥΧΠ 6-8% Μείωση ΧΑΟ ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ)

28 ΠΛΟ (mg/l) ΕΞΥΓΙΑΝΣΗ ΔΙΑΛΥΤΟ ΧΑΟ (g/l) ΕΞΥΓΙΑΝΣΗ ΡΥΘΜΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΒΙΟΑΕΡΙΟΥ (l/l/d) ΕΞΥΓΙΑΝΣΗ ΧΑΟ ΕΙΣΡΟΗΣ (g/l) 8 7 #1 ΕΙΣΡΟΗ, #2 ΕΚΡΟΗ #3 #4 #5 #6 5, 4,5 ΒΙΟΑΕΡΙΟ, ΧΑΟ ΕΙΣΡΟΗΣ, #1 ΣΥΣΤΑΣΗ ΜΕΘΑΝΙΟΥ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΑΛΚΑΛΕΩΣ #2 #3 #4 #5 # , 3,5 3, 2, % CH , ,5 1,, ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ), ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ) ΟΞΙΚΟ, ΠΡΟΠΙΟΝΙΚΟ, ΒΟΥΤΙΤΙΚΟ, ΒΑΛΕΡΙΚΟ #1 #2 #3 #4 #5 #6 ΥΧΠ 3.75 d 6-8% Μείωση ΧΑΟ ΧΡΟΝΟΣ (ΗΜΕΡΕΣ)

29 Φιλτρόπρεσσα

30 Μονάδα αντίστροφης όσμωσης

31 Αντίστροφη όσμωση Εγκάρσια πίεση 3 bar Παροχή διηθήματος 25-3 L/h Το διήθημα περιείχε αμελητέα ποσότητα οργανικού υλικού (ΧΑΟ:.1 g/l) και απουσία αιωρούμενων στερεών

32

33 Παραγωγή μεθανίου ή/και υδρογόνου από ελαιοπολτό διφασικών ελαιοτριβείων

34 Χαρακτηρισμός του ελαιοπολτού Ακατέργαστος ελαιοπολτός Υγρασία 71.5 ±.4 % Ολικά Στερεά (w/w) Πτητικά Σττερεά (w/w) Πυκνότητα (g/ml) Σπασμένα Κουκούτσια (w/w) 28.4 ±.4 % 26.2 ±.2 % ±.3 %

35 Πειραματική διάταξη αντιδραστήρων συνεχούς λειτουργίας

36 Μεσόφιλος αναερόβιος χωνευτήρας Θερμοκρασία : 35 C Λειτουργικός όγκος : 3 λίτρα Τροφοδοσία: Αραιωμένος με νερό ελαιοπολτός (1:4), χωρίς κουκούτσια, με προσθήκη θρεπτικών (NH 2 CONH 2, K 2 HPO 4 ) Ημέρες λειτουργίας CH 4 -CSTR_1 1 η η 643 η η 767 η η HRT (d) 2 1 5

37 Θερμόφιλος αναερόβιος χωνευτήρας Θερμοκρασία : 55 C Ωφέλιμος λειτουργικός όγκος : 3 λίτρα Τροφοδοσία: Αραιωμένος με νερό ελαιοπολτός (1:4), χωρίς κουκούτσια, με προσθήκη θρεπτικών (NH 2 CONH 2, K 2 HPO 4 ) Ημέρες λειτουργίας CH 4 -CSTR_2 1 η η 628 η η 752 η -88 η 89 η η 856 η - 86 η HRT (d)

38 Χαρακτηριστικά κοινής τροφοδοσίας τους Αραίωση 1:4 Παράμετρος Τιμή pη 5.45 ±.2 g/l Ολικά αιωρούμενα στερεά 39.3 ± 5.9 Πτητικά αιωρούμενα στερεά 38.8 ± 5.7 Ολικό ΧΑΟ 78.8 ± 9.1 Διαλυτό ΧΑΟ 16.8 ±.2 Ολικοί υδατάνθρακες 13.4 ±.9 Διαλυτοί υδατάνθρακες 6.9 ±.4 Πτητικά λιπαρά οξέα <.1 Αλκαλικότητα (gcaco 3 /l).55.65

39 Συνεχής λειτουργία μεσόφιλου και θερμόφιλου αντιδραστήρα Λίτρα/Λίτρα ενεργού όγκου χωνευτήρα Ημέρα Διαλυτό Χημικά Απαιτούμενο Οξυγόνο (g/l) HRT = 1 d HRT = 5 d Λίτρα/Λίτρα ενεργού όγκου χωνευτήρα Ημέρα Διαλυτό Χημικά Απαιτούμενο Οξυγόνο (g/l) HRT=1 d HRT=5 d HRT=3 d HRT=2 d 5, 4,5 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, Βιοαέριο Μεθάνιο HRT = 2 d Χρόνος (ημέρες) 5, 4,5 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, Βιοαέριο Μεθάνιο HRT=2 d Χρόνος (ημέρες) H.R.T. = 2 d (θρεπτικά) H.R.T. = 2 d (όχι θρεπτικά) H.R.T. = 1 d (θρεπτικά) H.R.T. = 5 d (θρεπτικά) Χρόνος (ημέρες) H.R.T. = 2 d (θρεπτικά) H.R.T. = 2 d (όχι θρεπτικά) H.R.T. = 1 d (θρεπτικά) H.R.T. = 5 d (θρεπτικά) H.R.T. = 3 d (θρεπτικά) H.R.T. = 2 d (θρεπτικά) Χρόνος (ημέρες)

40 Σύνοψη από τη συνεχή λειτουργία των αντιδραστήρων 55 και 57 m 3 μεθάνιο ανά m 3 μη αραιωμένου ελαιοπολτού, σε μεσόφιλες και θερμόφιλες συνθήκες αντίστοιχα Σε HRT 2 και 1 ημέρες ο μεσόφιλος και ο θερμόφιλος αντιδραστήρας παρουσιάζουν βέλτιστη αποδοτικότητα σε CH 4 (.7 και 1.3 l/l αντιδρ /d ) αντίστοιχα

41 Υδρογόνο και μεθάνιο από ελαιοπολτό Η 2 + CΟ 2 CH 4 + CΟ 2 ελαιοπολτός Υδρογονοπαραγωγός Χωνευτήρας

42 Υδρογόνο Τεχνολογία αυτοκινήτων: καύσιμο στις κυψελίδες καυσίμου Mπορεί να παράγεται από ανανεώσιμες πηγές (π.χ από ενεργειακά φυτά, οργανικά απόβλητα, νερό) Υψηλή ενεργειακή απόδοση (122ΚJ/g) Δεν συμβάλλει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου

43 Μέθοδοι Παραγωγής Υδρογόνου Συμβατικά καύσιμα, νερό, βιομάζα Αναμόρφωση ατμού από φυσικό αέριο Θερμική διάσπαση φυσικού αερίου Ηλεκτρόλυση νερού Φωτόλυση νερού Θερμοχημικές Διεργασίες Πυρόλυση ή αεριοποίηση της βιομάζας (αέριο σύνθεσης) Βιοτεχνολογική Παραγωγή

44 Παράγοντες Επίδρασης στην Παραγωγή Η 2 ph Μερική πίεση του Η 2 Υδραυλικός χρόνος παραμονής (HRT) Θερμοκρασία Συγκέντρωση θρεπτικών συστατικών Συνθήκες ανάδευσης Οργανική φόρτιση

45 Βιοτεχνολογική παραγωγή υδρογόνου από ελαιοπολτό

46 Ο αντιδραστήρας τύπου CSTR Ενεργός όγκος,5 L 35 ο C HRT (h) ml/d g TS/d

47 Ρυθμός παραγωγής ml / d 12 1 biogas HRT=3 h biogas HRT=14.5 h biogas HRT=7.5 h biogas HRT=14.5 h hydrogen HRT=3 h hydrogen HRT=14.5 h hydrogen HRT=7.5 h hydrogen HRT=14.5 h time (days) Μείωση του HRT HRT (h) ml H 2 /d 13 ± ± ± 22 Αύξηση του ρυθμού παραγωγής υδρογόνου

48 Επίδραση χρόνου παραμονής HRT (h) ph 4.9 ± ± ±.1 % H ± 1.7 ml παραγόμενου αερίου/ ημέρα 26.7 ± ± ± ± ± 85 ml παραγόμενου H 2 / ημέρα mmol H 2 /g καταναλισκόμενων διαλυτών υδατανθράκων απομάκρυνσης διαλυτών υδατανθράκων (%) 13 ± ± ± ± ± ±

49 Αναερόβια χώνευση εκροής υδρογονοπαραγωγού αντιδραστήρα Θερμοκρασία : 35 C Ωφέλιμος λειτουργικός όγκος : 3 λίτρα Τροφοδοσία: Προεπεξεργασμένος ελαιοπολτός, από αντιδραστήρα παραγωγής υδρογόνου, με μικρότερη προσθήκη θρεπτικών (NH 2 CONH 2, K 2 HPO 4 )

50 Λίτρα/Λίτρα ενεργού όγκου χωνευτήρα Ημέρα HRT = 15 d HRT = 1 d Batch HRT = 5 d 2,5 2, Βιοαέριο Μεθάνιο 1,5 1,,5, HRT = 2 d Χρόνος (ημέρες)

51 Συμπέρασμα Η εκροή του υδρογονοπαραγωγού αντιδραστήρα είναι κατάλληλο υπόστρωμα για μεθάνιο (51.2 m 3 μεθάνιο ανά m 3 τροφοδοσίας) Σε χρόνο παραμονής 2 ημέρες βέλτιστη αποδοτικότητα σε μεθάνιο (.64 l/l αντιδρ /d)

52

53 Ευχαριστώ πολύ για την προσοχή σας!

54 Χαρακτηριστικά μονίμων καταστάσεων HRT (ημέρες) pη Πτητικά λιπαρά οξέα (mg/l) Αποδοτικότητα σε βιοαέριο (l/l/d) Αποδοτικότητα σε μεθάνιο (l/l/d) % CH 4 Διαλυτό ΧΑΟ (g/l) Ολικά αιωρούμενα στερεά (g/l) Πτητικά αιωρούμενα στερεά (g/l) CH 4 -CSTR_1 CH 4 -CSTR_ ± ± ± ± ± ±.9.71 ±.1.69 ±.1 65 ± 5 67 ± ± ± ± ± ± ± ± ±.7 14 ± ± ±.4 2. ± ± ±.6 64 ± 2 65 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± Σε οι τιμές της έκπλυσης, όχι μόνιμη κατάσταση 6.91 ± ± ± ± ± ± ± ±