Αναερόβια χώνευση αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων.

Abstract

Σε όλες σχεδόν τις περιοχές του κόσμου, η συσσώρευση στερεών οργανικών αποβλήτων φτάνει σε κρίσιμα επίπεδα. Αυτό που πρέπει να γίνει άμεσα για την εξάλειψη του φαινομένου είναι, να αντιμετωπιστεί το ζήτημα απόρριψης των αποβλήτων, με τρόπο βιώσιμο για το περιβάλλον. Με τη σωστή αντιμετώπιση, αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να μην εξαντληθούν οι φυσικοί πόροι σε τόσο μεγάλο βαθμό, ο κίνδυνος για την ανθρώπινη υγεία να ελαχιστοποιηθεί όσο το δυνατόν περισσότερο, αλλά κατά κύριο λόγο, να μειωθούν τα περιβαλλοντικά βάρη και έτσι να επέλθει γενική ισορροπία στο οικοσύστημα. Υπάρχουν επομένως μέθοδοι, που καλούνται για εφαρμογή ως προς την επεξεργασία και διαχείριση στερεών οργανικών αποβλήτων. Στην παρούσα εργασία, θα γίνει λόγος για την μέθοδο της αναερόβιας χώνευσης αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων, η οποία και θεωρείται βιώσιμη μέθοδος μεταξύ άλλων, ως προς την ανακύκλωση οργανικού κλάσματος στερεών αποβλήτων. Ανάμεσα σε πληθώρα μεθόδων, είναι από τις παλαιότερες διεργασίες για την σταθεροποίηση στερεών και βιο-στερεών. Έχει γνωρίσει μεγάλη πρόοδο όσον αφορά την διεργασία, τον σχεδιασμό, το μέγεθος δεξαμενών καθώς επίσης και την εφαρμογή της. Ακριβώς για το λόγο ότι δίνει έμφαση στην διατήρηση και πόσο μάλλον στην ανάκτηση της ενέργειας, ήταν, είναι και θα είναι κυρίαρχη μέθοδος για τη σταθεροποίηση ιλύος. Προκειμένου να ολοκληρωθεί δίνοντας το επιθυμητό προϊόν στο τελικό της στάδιο, που είναι το βιοαέριο, ακολουθούν με τη σειρά τρεις τύποι χημικών και βιοχημικών αντιδράσεων. Στη διεργασία αυτή, εκτός από την ύπαρξη υποστρώματος που είναι απαραίτητη, είναι εξίσου σημαντική η παρουσία βακτηρίων και οι ιδανικές συνθήκες. Το ζήτημα της επεξεργασίας αποβλήτων το οποίο καταλήγει με λίγα λόγια στην παραγωγή βιοαερίου (τελικό προϊόν) και συνεπώς στην δημιουργία ενέργειας χωρίς περιβαλλοντική επιβάρυνση, συνδέεται αυτομάτως με τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ), και είναι ζήτημα που απασχολεί όχι μόνο την Ελλάδα αλλά και την Ευρώπη. Οι ΑΠΕ είναι μη ορυκτές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως για παράδειγμα η αιολική, η γεωθερμική, η θερμική, η ηλιακή, τα εκλυόμενα αέρια από χώρους υγειονομικής ταφής και τα βιοαέρια. Από την εκμετάλλευσή τους προέρχεται και η ηλεκτρική ενέργεια. Το βιοαέριο που αποτελεί σημαντική ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, αποτελεί μεταξύ άλλων βιοκαύσιμο, όπως επίσης είναι το βιοντίζελ και η βιοαιθανόλη. Παράγεται από βιομάζα και το σημαντικότερο είναι ότι μπορεί να καθαριστεί, με αποτέλεσμα την αναβάθμισή του σε ποιότητα φυσικού αερίου. Συνεπώς η παρούσα εργασία σκοπεύει στην εμβάθυνση της μεθόδου της αναερόβιας χώνευσης αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων που άπτονται της εναλλακτικής ηλεκτροπαραγωγής μέσω της καύσης βιοαερίου, το οποίο με τη σειρά του προέρχεται από αξιοποίηση αγροτοβιομηχανικών προϊόντων ή υπολειμμάτων τους. Αναπτύσσεται το θεωρητικό υπόβαθρο της αναερόβιας ζύμωσης, η βιβλιογραφική αναζήτηση διαφορετικών αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων τα οποία είναι κατάλληλα για αναερόβια χώνευση και αύξηση της παραγωγής βιοαερίου στις αναερόβιες μονάδες, τα συστήματα αναερόβιας χώνευσης για επεξεργασία αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων, η νομοθετική κατάσταση για το βιοαέριο στην Ελλάδα και βασικά στοιχεία σχεδιασμού, που ισχύουν πέραν της επιλογής δυναμικοτήτων μίας ενδεχόμενης επένδυσης. Επιπλέον, θα γίνει μια αναλυτική καταγραφή και αναζήτηση μονάδων αναερόβιας χώνευσης στην Ελλάδα, με καταγραφή των χαρακτηριστικών τους. Τέλος, αναδεικνύονται τα πλεονεκτήματα της αξιοποίησης των αγροτοβιομηχανικών προϊόντων για παραγωγή ενέργειας και καταδεικνύονται οι προβληματισμοί, οι σχεδιαστικές και άλλες δυσκολίες καθώς και οι ευκαιρίες από την αξιοποίηση μίας τέτοιας τεχνολογίας μέσα από την καταγραφή ήδη εγκατεστημένων μονάδων.

In almost all parts of the world, the accumulation of solid organic wastes reaches critical levels. What needs to be done immediately, to eliminate this phenomenon is to address the issue of waste disposal in an environmentally sustainable way. With proper management, this will not deplete the natural resources to such an extent that the risk to human health is minimized as much as possible, but primarily to reduce environmental burdens and thus achieve a general equilibrium in the environment. There are therefore methods called for in the treatment and management of solid organic waste. In the present work, we will discuss the method of anaerobic digestion of agro-industrial waste, which is considered as a viable method amongst others for the recycling of organic fraction of solid waste. Among a variety of methods, there are one of the oldest processes for the stabilization of solids and bio-solids. It has made great progress in the process, design, size of the tanks as well as its implementation. Precisely, because it emphasizes conservation and let alone energy recovery, it was, it is and it will be a dominant method for sludge stabilization. In order to complete giving the desired product to its final stage, which is biogas, three types of chemical and biochemical reactions are followed. In this process, in addition to having a substrate that is essential, the presence of bacteria and the ideal conditions are equally important. The issue of waste treatment which in short leads to biogas production (final product) and therefore to energy generation without environmental burden, is automatically linked to Renewable Energy Sources (RES), and is an issue that concerns not only Greece but also Europe. RES are non-fossil renewable energy sources such as wind, geothermal, thermal, solar, landfill gases and biogas. Electricity comes from their exploitation. Biogas, an important renewable energy source, is a biofuel, including biodiesel and bioethanol. It is produced from biomass and most importantly it can be purified, resulting in upgrading to natural gas quality. Therefore, the present work aims to deep in the method of anaerobic digestion of agro-industrial wastes related to alternative electricity generation through biogas combustion, which in turn derives from the utilization of agro-industrial products or their residues. The theoretical background of anaerobic fermentation is developed, the bibliographic search for different agro-industrial wastes suitable for anaerobic digestion and increased biogas production in anaerobic plants, anaerobic digestion systems for agro-industrial and bio-industrial waste treatment for Greece planning, which go beyond the potential of a potential investment. In addition there will be a detailed listing and search of anaerobic digestion units in Greece, with their characteristics recorded. Finally, the advantages of using agro-industrial products for energy production are highlighted and the concerns, design and other difficulties as well as opportunities for utilizing such technology, through the recording of already installed plants are demonstrated.