Izboljšava anaerobne presnove blata iz komunalnih čistilnih naprav in lignoceluloznih substratov pri pridobivanju bioplina

Sabina Kolbl (2014) Izboljšava anaerobne presnove blata iz komunalnih čistilnih naprav in lignoceluloznih substratov pri pridobivanju bioplina. Doktorska disertacija.

Predogled

PDF Prenos (8Mb)

Povzetek

Namen doktorske disertacije je izboljšati tvorbo metana z mehanskimi in encimskimi predobdelavami substratov. Za anaerobno presnovo različnih substratov in določevanje biometanskega potenciala smo uporabili napravo Automatic Methane Potential Test System (AMPTS II). AMPTS II je analitična naprava laboratorijske skale, ki omogoča meritve ultra nizkih hitrosti tvorbe biometana, proizvedenih med anaerobno presnovo biološko razgradljivih substratov. Donosnost bioplinskih elektrarn je omejena na konkretne primere, ki jih je težko posplošiti na zbrane podatke v literaturi, saj ti zajemajo različno modificirane substrate, ki so jim zmanjšali velikost delcev ali jih kemično predobdelali in s tem posledično spremenili njihove lastnosti in energetski prirastek. Zato za konkretne odločitve na bioplinarnah potrebujemo podatke, ki izhajajo iz inokuluma konkretne bioplinske naprave in substrate v takem stanju, kot se jih dozira v anaerobne reaktorje na realnem modelnem merilu. Z nadgradnjo komercialnega sistema AMPTS II iz 0,5 l velikosti na 5 l modelno merilo smo razvili in validirali napravo za eksperimente, kjer lahko uporabljamo realni inokulum iz realne bioplinske naprave in realne substrate v takšni obliki kot jih dozirajo v anaerobne reaktorje na bioplinarnah. Na 5 l pilotnem modelnem merilu smo ocenili biometanski donos 24 substratom, ki so bili v trdni in tekoči obliki in jih primerjali z že obstoječimi objavljenimi podatki. Z dodajanjem različnih aditivov v obliki encimov in mikroorganizmov v proces anaerobne presnove, smo ocenili vpliv na nastajanje metana in izboljšali tvorbo metana. S kombinacijo različnih substratov, ki so jih sestavljali papirniško blato iz Kraft procesa, dehidrirano papirniško blato, biološki odpadki in lignocelulozni substrat, smo v šaržnih sistemih optimizirali tvorjenje metana. V semi-kontinuiranih procesih, kjer smo uporabili dehidrirano papirniško blato iz Palome, smo testirali vpliv delovanja encimov na tvorjenje metana, kjer smo dosegli občutno povečanje tvorbe metana, v naslednjem semi-kontinuiranem procesu pa smo testirali ultrazvočno predobdelavo blata iz ČN v kombinaciji z dodajanjem hidrolitskih encimov. Spremljali smo tudi delovanje bioplinske elektrarne (BPE) Vučja vas v obdobju 5 mesecev, ko je sestava vhodnih substratov nihala. S tehniko T-RFLP smo preučili vpliv encimov in čas inkubacije na strukturo bakterijske in arhejske združbe. Z uporabo programske opreme STATISTICA smo predvideli optimalne kombinacije substratov pri šaržnem načinu delovanja.

Akcije (potrebna je prijava)