RS59983B1 - Postupak za rekuperaciju fosfata - Google Patents

Description

Opis

Područje pronalaska

[0001] Ovaj pronalazak odnosi se na rekuperaciju fosfata iz toka postupka za obradu materijala primarno organskog porekla, npr. u obliku otpada ili biomase. Fosfat se rekuperiše kao magnezijum amonijumfosfat (MAP), ili njegovi hidrati, kao integralni deo čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije.

Pozadina pronalaska

[0002] Komunalni i industrijski mulj i otpad i drugi izvori proizvoda otpada primarno organskog porekla poput sporednih proizvoda baštovanstva, poljoprivrede, šumarstva, drvne industrije i slično su već godinama predmet sve većeg interesovanja kao mogući polazni materijali za proizvodnju npr. CO2-neutralnih goriva poput biogasa ili bioetanola.

[0003] Mnogi poznati postupci za proizvodnju CO2-neutralnih goriva zasnovani na takvom organskom otpadu ili biomasi uključuju fazu prethodne obrade uz upotrebu određene vrste postupka termičke hidrolize (THP) i anaerobne digestije.

[0004] Kada se organski otpad ili biomasa podvrgava THP postupcima, to će u većini slučajeva rezultovati oslobađanjem najmanje jednog dela inače organski vezanih jedinjenja fosfora. Stoga, materijal nastao kao rezultat takvih postupaka će veoma često obuhvatati relativno visoke koncentracije prvenstveno ortofosfata. Ovo je naročito tačno za THP-obrađeni komunalni i industrijski mulj.

[0005] Stoga, pored željenih CO2-neutralnih goriva, ovi postupci će posle anaerobne digestije rezultovati čvrstim, polu-čvrstim i frakcijama izlaznog toka otpadnih voda koje sadrže značajnu količinu fosfata koji potiče iz izvora organskog materijala ako se ne preduzmu mere za smanjenje količine fosfata tokom postupka. Različiti postupci su prethodno razvijeni radi rekuperacije određene količine fosfata iz izlaznog toka otpadne vode u obliku čistog magnezijum amonijumfosfata (MAP) koji se koristi kao đubrivo u oblasti poljoprivrede.

[0006] Poznati postupci za rekuperaciju i taloženje fosfata u obliku magnezijum amonijumfosfata (MAP, NH4MgPO4, struvit) iz takvih postupaka uključuju dodavanje magnezijum hlorida u čvrstu ili polu-čvrstu frakciju koja izlazi iz autoklava za digestiju, pri čemu se izvodi anaerobna digestija. Ovi postupci obično takođe obuhvataju jednu ili više faza separacije gde se čvrsti ili polu-čvrsti otpad izdvaja iz izlaznog toka otpadne vode pre taloženja MAP iz tada formirane frakcije izlaznog toka otpadne vode.

[0007] Ovi postupci, koji su slični postupcima za uklanjanje fosfata koji se takođe primenjuju na različite vrste otpadnih voda, su poznati već nekoliko godina, i obično se primenjuju na rezultujući otpadni proizvod na samom kraju relevantnog postupka, npr. na proizvod koji je rezultat obrade primenljivog biootpada u autoklavu za digestiju.

[0008] Jedan takav uobičajeni postupak za rekuperaciju fosfata u otpadnoj vodi je podsticanje reakcije fosfata sa amonijumom koji je već prisutan u otpadnoj vodi i dodavanje magnezijuma radi formiranja taloga NH4MgPO4.

[0009] EP1241140 opisuje postupak koji se naziva „AirPrex“ za kontrolisano formiranje i uklanjanje struvita direktno iz digestovanog mulja. U AirPrex postupku digestovani mulj se sprovodi kroz autoklav reaktora gde se vazduh doprema i magnezijum se dodaje kao magnezijum hlorid (MgCl2). Vazduh se doprema radi podizanja pH vrednosti (pomoću desorpcije CO2) i radi dobijanja dovoljne količine mešavine mulja i dodatog magnezijum hlorida. Formirani struvit se naizmenično ukapava sa dna (koničnog) reaktora. U drugom autoklavu, manji kristali struvita se ostavljaju da se talože.

[0010] pH vrednost neophodna za taloženje struvita (MAP), koja je obično u opsegu od 7,6 do 8, se obično dostiže dodavanjem alkalnih agenasa, npr. rastvora natrijum hidroksida ili drugim alternativnim sličnim merama. Osim AirPrex postupka, nekoliko drugih alternativnih postupaka za rekuperaciju struvita su poznati u ovoj oblasti.

[0011] US2012/0261334 opisuje inhibiciju formiranja kamenca u sistemu obrade otpadne vode pre reaktora taloženja struvita ubrizgavanjem CO2. Ubrizgavanje može biti kontrolisano na osnovu jedne ili više varijabli pH vrednosti, protoka fluida i pritiska fluida. Ubrizgani CO2se posle može desorbovati u reaktoru taloženja radi pojačane proizvodnje struvita.

[0012] Druga poznata alternativa je Crystalactor® tehnologija, koja je prvobitno razvijena za omekšavanje vode. Kasnije je prepoznato da se reaktor može koristiti za kristalizaciju različitih karbonata (teških metala), fosfata, halogenida i sulfida u procesnoj industriji. Fosfat se može rekuperisati u obliku struvita. U suštini, Crystalactor® je cilindrična posuda koja je delimično ispunjena odgovarajućim materijalom zasejavanja. Rastvor punjenja, rastvor reagensa i recirkulacioni rastvor se pumpaju na gore kroz sloj čestica pri brzini za održavanje pogodnih uslova mešanja i superzasićenja. Izlazni tok se preliva preko reaktora, dok materijal zasejavanja u sloju izrasta u pelete putem kristalizacije. Pošto peleti postaju progresivno teži, postepeno se kreću prema dnu sloja. Periodično, donji deo sloja se otpušta u posudu za pelet, a svež materijal zasejavanja se dodaje bez prekida rada.

[0013] US8445259 opisuje uređaj i postupak za obradu organskog mulja, pri čemu se mulj prvo odvodnjava; odvodnjeni mulj se sprovodi kroz reaktor termičke hidrolize do polimera hidrolize sadržanih u odvodnjenom mulju; hidrolizovani mulj se sprovodi kroz autoklav radi anaerobne digestije hidrolizovanog mulja; digestovani mulj se ponovo odvodnjava radi formiranja odvodnjenog kolača i rastvora; a zatim se rastvor sprovodi kroz reaktor kristalizacije radi kristalizacije i uklanjanja fosfora i azota u rastvoru. U fazi kristalizacije obično se dodaje magnezijum i alkalni rastvor.

[0014] EP 1364915 A1 opisuje postupak za redukciju fosfata iz tečne faze digestovanog taloga iz kanalizacije, pri čemu se otpadna voda podvrgava aerobnoj obradi posle anaerobne obrade, a mulj recikliran iz autoklava za taloženje se podvrgava anaerobnoj obradi. Frakcija vode iz druge faze čvrste/tečne separacije se zatim unosi u uređaj za uklanjanje fosfata, na primer MAP reaktor.

[0015] WO 2009/112208 opisuje postupak za obradu otpadne vode i pogon za obradu otpadne vode u tu svrhu, u kojem se hidrolizovani i kasnije anaerobno obrađeni mulj unosi u zasebnu jedinicu taloženja radi uklanjanja fosfata. U ovom postupku magnezijum amonijumfosfat (MAP) se taloži iz hidrolizovanog i anaerobno obrađenog mulja dodavanjem soli magnezijuma, uz podešavanje pH vrednosti od 7,5 do 7,8.

[0016] Za razliku od gore navedenih postupaka, WO 2013/034765 opisuje postupak za separaciju fosfata iz toka postupka, u kojem se separacija sprovodi posle faze termičke hidrolize, ali pre faze anaerobne digestije, u obliku uklanjanja struvita (MAP) iz toka postupka taloženjem. Precipitant koji sadrži magnezijum se dodaje u tok postupka, a manja količina na gore anaerobno digestovanog mulja u obliku izdvojene tečne faze je recirkulisana u toku postupka posle hidrolize, ali pre ili tokom faze uklanjanja fosfata, kako bi se obezbedio amonijak za formiranje MAP. Opisano je da uklanjanje fosfata u obliku MAP kristala pre faze digestije u poređenju sa periodom posle faze digestije ima prednost u tome što odnos strukture kristala i strukture čestice mulja omogućava poboljšano uklanjanje MAP kristala, na primer pomoću centrifugalnog dekantatora, iz toka postupka, što rezultuje većim MAP prinosom, sa relativno finom strukturom kristala. Ovaj postupak je opisan kao naročito pogodan kada se hidroliza izvodi na temperaturi u opsegu od 70° do 90° C, i rezultuje hidrolizovanim proizvodom sa pH vrednošću u opsegu od 10 do 12.

[0017] Proizvodnja biogasa iz organske materije je opisana u US 2010/021979. Termička hidroliza sirovina organskog otpada se izvodi na temperaturi od 100°C do 220°C i pri pritisku od 2 do 20 bar, posle čega sledi aerobna digestija hidrolizata. Deo kompozicije u anaerobnom autoklavu se uklanja, obrađuje u jedinici za uklanjanje azota, gde se dodaju joni magnezijuma, na primer u obliku magnezijum hidroksida ili magnezijum oksida, radi taloženja MAP. Posle obrade, preostali deo kompozicije se vraća u autoklav.

[0018] U postupku opisanom u WO2013/133703, vrednosti MAP i kalcijuma se talože iz izlaznog toka tečne biomase dobijenog anaerobnom digestijom primenom obrade pod redukovanim pritiskom. Nizak pritisak se primenjuje na izlazni tok radi otpuštanja ugljendioksida prisutnog na nivou zasićenja. Tom prilikom, pH vrednost izlaznog toka se podiže na najmanje 8,0, što podstiče taloženje MAP.

[0019] Fosfor je karakterisan kao organičeni resurs na Zemlji, kojeg ima relativno malo i koji nije ravnomerno raspoređen na celoj planeti. Danas fosfor za đubrenje potiče iz iskopavanja fosfatnih stena, pošto su rezerve gvana oskudne. Neki istraživači procenjuju da će i rezerve fosfatnih stena biti oskudne za 50-100 godina. Veliki deo do sada iskopanog fosfora je završio u vodenom okruženju ili je odložen sa otpadom, čime je onemogućena njegova ponovna upotreba. Rekuperacija fosfata postaje sve neophodnija.

[0020] Imajući u vidu generalnu povećanu potrebu za efektivnom rekuperacijom fosfata iz proizvoda biomase, uključujući npr. mulj otpadne vode, i komunalni ili industrijski otpad, prisutna je kontinuirana i hitna potreba za razvojem efikasnih i energetski efikasnih postupaka za obradu biomase i pridruženu rekuperaciju fosfata. Na primer, prisutna je potreba za redukcijom upotrebe vode, energije i skupih hemijskih agenasa.

Sažetak pronalaska

[0021] U prvom aspektu, ovaj pronalazak odnosi se na postupak za rekuperaciju fosfata iz postupka za obradu materijala biomase koji obuhvata sledeće faze:

i) dodavanje izvora jona magnezijuma materijalu biomase;

ii) podvrgavanje materijala biomase prethodnoj obradi, koja obuhvata najmanje fazu:

− termičke hidrolize na temperaturi od 140-220°C, na pritisku zasićenja;

iii) prebacivanje prethodno obrađenog materijala biomase u autoklav za digestiju i podvrgavanje prethodno obrađenog materijala biomase anaerobnoj digestiji pri pH u opsegu od 7,5 do 8,5 čime se obezbeđuje digestat;

iv) kontrolisanje pH autoklava za digestiju kontinuiranim uklanjanjem biogasa, uključujući gasoviti ugljendioksid i metan, i delimično ili potpuno razdvajanje ugljendioksida iz biogasa, i delimično ponovno uvođenje na ovaj način dobijenog biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida u autoklav za digestiju;

v) opciona redukcija koncentracije magnezijum amonijumfosfata (MAP) u autoklavu za digestiju podvrgavanjem manje količine digestata MAP separacionoj obradi i ponovno uvođenje svog zaostalog čvrstog ili polu-čvrstog materijala u autoklav za digestiju;

pri čemu faze i) i ii) se izvode pre faze iii), i pri čemu se fosfat rekuperiše kao magnezijum amonijumfosfat (MAP), ili njegovi hidrati, kao integralni deo čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije iz autoklava za digestiju.

[0022] Čvrsti ili polu-čvrsti proizvod digestije iz postupka prema ovom pronalasku može se koristiti kao kondicioner zemljišta i/ili đubrivo.

[0023] U drugom aspektu, ovaj pronalazak odnosi se na pogon za obradu biomase za proizvodnju biogasa, pri čemu pomenut pogon za obradu biomase uključuje:

− najmanje jedan reaktor (2) za prethodnu obradu biomase koji ima ulaz materijala biomase za uvođenje neobrađenog materijala (1) biomase i koji ima izlaz prethodno obrađenog materijala biomase;

− najmanje jedan autoklav (3) za digestiju koji ima ulaz prethodno obrađenog materijala biomase koji je povezan sa pomenutim izlazom prethodno obrađenog materijala biomase i koji ima izlaz (9) biogasa i najmanje jedan izlaz (5) proizvoda digestije za proizvod digestije, uključujući kao integralni deo rekuperisani magnezijum amonijumfosfat (MAP);

− uređaj (10) za separaciju ugljendioksida koji ima ulaz biogasa koji je povezan sa pomenutim izlazom (9) biogasa i koji ima izlaz (13) ugljendioksida i izlaz (11) biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida;

− najmanje jedan reaktor (2) za prethodnu obradu biomase izveden je sa ulazom vodene pare koji je povezan sa izvorom vodene pare, i najmanje jedan reaktor (2) za prethodnu obradu biomase koji je prilagođen da izvede termičku hidrolizu na temperaturi od 140-220°C, na pritisku zasićenja; i

− najmanje jedan autoklav (3) za digestiju koji je prilagođen da podvrgne prethodno obrađen materijal biomase anaerobnoj digestiji pri pH u opsegu od 7,5 do 8,5 čime se obezbeđuje digestat; naznačen time, što:

− ulaz izvora jona magnezijuma je prilagođen da dodaje izvor (4) jona magnezijuma u biomasu pre uvođenja prethodno obrađene biomase u autoklav (3) za digestiju biomase; i

− time, što je izlaz (11) biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida uređaja (10) za separaciju ugljendioksida povezan sa izlazom (14) proizvedenog biogasa pogona za obradu biomase i povezan je sa ulazom (12) biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida autoklava (3) za digestiju radi delimičnog ponovnog uvođenja dobijenog biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida u autoklav za digestiju.

Kratak opis crteža

[0024]

Fig.1 je šematski dijagram postupka i pogona za obradu biomase prema ovom pronalasku, gde se izvor jona magnezijuma dodaje pre faze termičke hidrolize, a pH vrednost tokom digestije se kontroliše uklanjanjem biogasa i delimičnim ponovnim uvođenjem biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida u autoklav.

Fig.2 je šematski dijagram postupka i pogona za obradu biomase prema ovom pronalasku, koji prikazuje dalje opcione karakteristike, uključujući prethodno hlađenje prethodno obrađenog materijala pre digestije i separacije MAP radi redukcije koncentracije MAP u digestatu.

Fig.3 je šematski dijagram postupka i pogona za obradu biomase prema ovom pronalasku, koji uključuje karakteristike za redukciju koncentracije MAP u digestatu.

Detaljan opis pronalaska

[0025] Postupak ovog pronalaska omogućava rekuperaciju fosfata istovremeno sa digestijom biomase radi dobijanja proizvoda digestije poput biogasa zajedno sa čvrstim ili polu-čvrstim proizvodom digestije koji se koristi za npr. kondicioniranje zemljišta. Fosfat se uglavnom rekuperiše kao MAP koji čini integralni deo čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije, koji se može koristiti direktno kao kondicioner zemljišta i/ili đubrivo u poljoprivredne svrhe. Obično se fosfat rekuperiše kao MAP, ili njegovi hidrati, kao integralni deo čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije.

[0026] Postupak ovog pronalaska konkretno rekuperiše fosfat u obliku MAP uključenog u čvrsti ili polučvrsti proizvod digestije koji se može ponovo koristiti. U načinima ostvarivanja ovog pronalaska gde se izvodi odvodnjavanje proizvoda digestije dobijena tečna frakcija otpada ima značajno redukovani sadržaj fosfata i može se dalje obrađivati bez ikakvih dodatnih postupaka redukcije fosfata. Ovaj pronalazak se time razlikuje od većine poznatih postupaka za uklanjanje, redukciju ili rekuperaciju fosfata, pošto se ovi postupci obično oslanjaju na taloženje MAP iz frakcije izlaznog toka otpadne vode, tj. rekuperaciju suštinski čistog MAP iz tečne frakcije, posle početnog uklanjanja čvrste ili polu-čvrste frakcije otpada. Zbog specifične kombinacije faza postupka, postupak ovog pronalaska obezbeđuje čvrsti ili polu-čvrsti proizvod digestije iste vrednosti kao kondicioner zemljišta ili đubrivo umesto čvrste ili polučvrste frakcije otpada koja obično mora da se odloži.

[0027] Materijal biomase odabran za postupak ovog pronalaska može biti bilo koji materijal biomase kao npr. slama, drvo, vlakna, keder, celuloza, pulpa, kućni otpad, industrijski ili komunalni mulj, sporedni proizvodi baštovanstva, poljoprivrede, šumarstva i drvne industrije ili drugi slični materijali primenljivi u proizvodnji biogasa.

[0028] Prema jednom načinu ostvarivanja ovog pronalaska, materijal biomase uveden u postupak je odabran iz grupe koju čine slama, drvo, vlakna, keder, celuloza, pulpa, kućni otpad, sporedni proizvodi baštovanstva, poljoprivrede, šumarstva i drvne industrije. Ovaj pronalazak je naročito pogodan za rekuperaciju fosfata iz toka postupaka za obradu materijala biomase, kao npr., slame, drva ili vlakana. U poželjnom načinu ostvarivanja ovog pronalaska, materijal biomase je odabran iz grupe koju čine slama, drvo, vlakna i sporedni proizvodi baštovanstva, poljoprivrede, šumarstva i drvne industrije. U još poželjnijem načinu ostvarivanja, materijal biomase je odabran od slame, drva i vlakana. U još poželjnijem načinu ostvarivanja materijal biomase je slama.

[0029] Poznati postupci za proizvodnju CO2-neutralnih goriva na bazi biomase kao npr. organskog otpada često uključuju jednu ili više faza prethodne obrade koje koriste određenu vrstu postupka termičke hidrolize (THP), pri čemu posle prethodne obrade sledi anaerobna digestija. Pod pojmom THP se podrazumeva termička hidroliza posle koje opciono slede kasnije faze prethodne obrade poput oksidacije i/ili eksplozije pare.

[0030] U postupku ovog pronalaska prethodna obrada se zasniva na fazi termičke hidrolize koja se izvodi u jednom ili više reaktora uz kombinaciju visoke temperature i visokog pritiska radi dezintegracije ćelijske strukture organskog materijala u biomasi i razbijanja organskih jedinjenja velike molekularne mase u manje molekule.

[0031] Postupak ovog pronalaska koristi uslove obrade primenjene u fazama prethodne obrade kako bi se ostvario niz prednosti u poređenju sa gore pomenutim prethodno opisanim postupcima. Značajna karakteristika ovog pronalaska jeste u tome da se dodavanje izvora jona magnezijuma izvodi pre nego što prethodno obrađena biomasa uđe u autoklav za digestiju. U poželjnom načinu ostvarivanja postupka ovog pronalaska faza i) dodavanja izvora jona magnezijuma se izvodi pre ili tokom postupka termičke hidrolize iz faze ii); u poželjnijem načinu ostvarivanja faza i) se izvodi pre postupka termičke hidrolize iz faze ii). U alternativnom načinu ostvarivanja, faza i) dodavanja izvora jona magnezijuma se izvodi posle termičke hidrolize ili tokom eksplozije vlage iz faze ii).

[0032] Dodavanje izvora jona magnezijuma u prethodno obrađen materijal biomase pre nego što materijal uđe u autoklav za digestiju obezbeđuje mogućnost dužeg vremena obrade za reakciju povezanu sa formiranjem npr. struvita u poređenju sa većinom postupaka u trenutnom stanju tehnike. Ovim se omogućava veća količina izlaznog materijala formiranja MAP.

[0033] Zbog povećane temperature od 140-200°C tokom termičke hidrolize, ili bilo kojih kasnijih opcionih faza mokre oksidacije i eksplozije vlage, rastvorljivost dodatog izvora jona magnezijuma se značajno povećava, što omogućava upotrebu jeftinijih i manje rastvorljivih soli magnezijuma poput Mg(OH)2i MgO, nasuprot MgCl2. U poželjnom načinu ostvarivanja ovog pronalaska izvor jona magnezijuma je MgO i/ili Mg(OH)2. Izvor jona magnezijuma može se dodati kao MgO ili kao Mg(OH)2ili kao kompozicija MgO i Mg(OH)2. Obrađeni materijal biomase može poželjno imati temperaturu od najmanje 100°C kada se doda izvor jona magnezijuma. Pored temperature, vreme izvođenja postupka je takođe važan faktor, jer što je duže vreme izvođenja postupka gde je prisutan izvor jona magnezijuma ostvaruje se bolja rastvorljivost, i postiže se efikasnije formiranje MAP kasnije u postupku. Dalja prednost dodavanja izvora jona magnezijuma pre faze termičke hidrolize, npr. u obliku MgO, je redukcija energije neophodne za dostizanje odgovarajuće temperature za termičku hidrolizu. Zbog egzotermičke prirode postupka stvara se toplota, a potreba za zagrevanjem pomoću npr. indirektnog ili direktnog ubrizgavanja pare je redukovana.

[0034] Formiranje MAP (struvita) može da se započne već pre ulaska toka postupka u autoklav za digestiju, ali će se uglavnom odvijati tokom digestije. Ovo rezultuje time da je MAP, ili njegovi hidrati, integralni deo čvrste ili polu-čvrste frakcije proizvoda digestije iz autoklava za digestiju. Na ovaj način ovom čvrstom ili polu-čvrstom frakcijom koja uključuje MAP se jednostavno upravlja i koristi se kao proizvod za đubrenje u području poljoprivrede.

[0035] Postupak prema ovom pronalasku ne zavisi od zasebne opreme za obradu za MAP kristalizaciju i/ili separaciju. Međutim, pošto je rekuperacija fosfata prema ovom pronalasku visoko efikasna, mogu se naći primeri u kojima je sadržaj fosfata u čvrstom ili polu-čvrstom proizvodu digestije zapravo previsok za upotrebu kao đubrivo ili kondicioner zemljišta. Različite zemlje ili geografska područja imaju različite zakone u pogledu dozvoljenog sadržaja fosfora u đubrivu. U skladu sa tim, postupak ovog pronalaska obuhvata opcionu fazu v) redukcije koncentracije fosfata u autoklavu za digestiju podvrgavanjem manje količine digestata obradi uklanjanja fosfata i ponovnom uvođenju svih zaostalih polu-čvrstih materija u autoklav za digestiju. Ako to zakon nalaže, ili na primer ako je reč o visokom sadržaju fosfata u dostupnoj biomasi, sadržaj fosfata može biti više ili manje redukovan tokom postupka digestije, bez potrebe za podvrgavanjem celokupnog toka postupka dugotrajnom i skupom postupku MAP kristalizacije i separacije. Pored toga, moguće je regulisati sadržaj fosfata, kao MAP ili njegovih hidrata, u krajnjem proizvodu digestije, čime se izbegava scenario u kojem velike količine proizvoda digestije (tj. odvodnjenog digestata) moraju da se odlože umesto da se ponovo koriste kao dragoceno đubrivo. U jednom načinu ostvarivanja ovog pronalaska faza v) je prisutna, tj. obavezna.

[0036] Pored toga, u načinima ostvarivanja ovog pronalaska gde je faza v) prisutna, MAP sadržaj čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije iz autoklava za digestiju može se kontrolisati merenjem sadržaja fosfata ili fosfora (npr. test količine ortofosfata ili test ukupne količine fosfora) u autoklavu za digestiju i regulisanjem protoka u uređaj za MAP separaciju na osnovu izmerenog sadržaja fosfata. Na ovaj način, obim u kojem se izvodi faza MAP redukcije može se regulisati. Na primer, čak i kada se utvrdi da pogon za obradu biomase uključuje fazu v) MAP redukcije, različiti tipovi materijala biomase mogu uključivati različite količine fosfora dostupne za rekuperaciju kao fosfat. Stoga, u jednom načinu ostvarivanja postupka ovog pronalaska faza v) zavisi od merenja sadržaja fosfata ili fosfora u dobijenom digestatu u fazi iii). U daljem konkretnom načinu ostvarivanja ovog pronalaska gde je prisutna faza v), obim MAP redukcije koja se izvodi u fazi v) se kontroliše merenjem sadržaja fosfata ili fosfora u dobijenom digestatu u fazi iii).

[0037] Formiranje kamenca koje je često prouzrokovano visokim sadržajem fosfata u tečnoj fazi proizvoda otpada prouzrokuje probleme u pumpama, cevima i reaktorima. Postupak prema ovom pronalasku izbegava ili minimizira probleme sa kamencem pomoću drugačije opreme za sprovođenje postupka zato što se formiranje struvita uglavnom odvija u autoklavu za digestiju, što rezultuje time da je struvit integralni deo čvrste ili ne-tečne frakcije proizvoda digestije iz autoklava za digestiju.

[0038] Tokom faza prethodne obrade biomasa je hidrolizovana i degradirana, a rezultujuća prethodno obrađena biomasa će obično biti kisela sa pH vrednošću u opsegu od oko 4-6. Kisela pH vrednost stoga sprečava formiranje MAP u bilo kakvoj većoj meri. Međutim, pH vrednost može zavisiti od konkretne biomase koja se obrađuje, a pH vrednost tokom prethodne obrade (faza ii) ovde) može poželjno da se održava ispod pH 7,0, poželjno ispod 6,5, kao npr. ispod 6,0, kako bi se izbeglo preterano formiranje MAP pre ulaska prethodno obrađene biomase u autoklav za digestiju.

[0039] Prethodno obrađena biomasa će dalje imati visoku temperaturu (npr. iznad 100°C) i biće karakterisana relativno visokim sadržajem suve materije iznad 10 mas.%, kao npr., iznad 15 mas.%, iznad 20 mas.%, iznad 25 mas.%, iznad 30 mas.%, ili iznad 35 mas.%; poželjno sadržaj suve materije prethodno obrađenog materijala biomase je iznad 25 mas.%, kao npr. iznad 30 mas.%, iznad 40 mas.%, iznad 45 mas.%, ili iznad 50 mas.%. Poželjno sadržaj suve materije prethodno obrađenog materijala biomase pre faze digestije je u opsegu od 25 do 50 mas.%.

[0040] Termička hidroliza može biti dopunjena kasnijom fazom eksplozije vlage koja se izvodi u jednom ili više autoklavova za sniženje pritiska gde se sadržaj autoklava dezintegriše zbog brzog oslobađanja pritiska. Dezintegracija i deljenje biomase čini sledeću fazu digestije efektivnijom.

[0041] Materijal biomase uveden u postupak može imati koncentraciju suve materije (suva čvrsta materija) obično iznad 50, poželjno iznad 75 mas.%, i poželjnije iznad 80 mas.%. U zavisnosti od primenjenog materijala biomase, postupak prema ovom pronalasku može dalje obuhvatati fazu razblaživanja pre termičke hidrolize.

[0042] Fokus ovog pronalaska jeste na koji način rekuperisati fosfat iz prethodno obrađene i digestovane biomase, konkretnije u obliku kao MAP, ili njegovi hidrati, kao integralni deo čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije. Prethodna obrada termičkom hidrolizom i kasnija eksplozija vlage (koja se takođe naziva eksplozija pare), ako je uključena, može se izvesti na različite načine u zavisnosti od konkretnog materijala koji se obrađuje i/ili dostupne opreme.

[0043] Na primer, WO 2011/006854 opisuje odgovarajući postupak za termičku hidrolizu i eksploziju vlage koji otprilike obuhvata fazu kontinuiranog predgrevanja, zagrevanja i hermetizacije najmanje dva sekvencijalna reaktora snabdevanjem pare, i sprovođenjem zagrejane i hermetizovane biomase iz reaktora u prvi, a kasnije u drugi autoklav za sniženje pritiska, gde se pritisak oslobađa pomoću mlaznice tako da se biomasa razbija. Drugi autoklav za sniženje pritiska je pod vakuumom kako bi se omogućilo isparavanje pare na nižoj temperaturi. Para iz prvog autoklava za sniženje pritiska se koristi u zagrevanju

1

autoklava za predgrevanje, a para iz drugog autoklava za sniženje pritiska se koristi u zagrevanju autoklava za predgrevanje i/ili reaktora termičke hidrolize. Obrađena biomasa se zatim može sprovesti do donje instalacije za dalju obradu, poput fermentacije. Opisani sistem omogućava brže vreme ciklusa i optimalnije ispunjavanje zapremine reaktora.

[0044] Alternativno, WO 00/73227 opisuje odgovarajući postupak i raspored za kontinuiranu hidrolizu biomase koji obuhvata predgrevanje do temperature od otprilike 100°C, termičku obradu u hermetizovanom reaktoru koja se dalje može menjati između 130 i 180°C, i neposrednu redukciju pritiska (eksplozija pare/eksplozija vlage).

[0045] Pored toga, WO 96/09882 opisuje odgovarajući postupak i uređaj za hidrolizu, pri čemu kompozicija predzagrejanog organskog materijala i opciono vode se dovodi do reaktora i zagreva parom recikliranom iz kasnijeg reaktora sa višim pritiskom. Posle dalje redukcije pritiska u kasnijem reaktoru, materijal se prebacuje pomoću razlike pritiska ili pomoću pumpe. Temperatura u prvom i kasnijim reaktorima je obično 120-150°C. Obrađena masa se posle podvrgava eksploziji pare prebacivanjem u dalji reaktor. Postupak se opisuje kao jednostavniji zbog direktne upotrebe pare, što omogućava jednostavniju opremu i manje problema oko održavanja.

[0046] Dalji detalji poželjnih faza prethodne obrade, kao i digestije, su dati u nastavku:

Termička hidroliza

[0047] Postupak ovog pronalaska uključuje prethodnu obradu, koja obuhvata najmanje fazu termičke hidrolize na temperaturi od 140-220°C, na pritisku zasićenja. Materijal biomase i/ili organskog otpada i – ako je primenljivo – izvor jona magnezijuma se uvodi u reaktor, gde se materijal meša i zagreva pomoću direktne ili indirektne pare na 140-220°C, poželjno 140-200°C, poželjnije 150-190°C, još poželjnije 160-180°C i najpoželjnije 170°C, na pritisku zasićenja. Kada su željena temperatura i željeni pritisak dostignuti, materijal se može održavati pod ovim uslovima tokom 5-30 min, poželjno 10-25 min, poželjnije 10-20 min i najpoželjnije 15-20 min.

[0048] Različite zemlje ili geografska područja imaju različite zakone po pitanju zahteva za sterilizaciju ili termičku obradu proizvoda digestije pre njihove upotrebe, kao npr. kondicionera zemljišta ili đubriva. Ovi zahtevi obično mogu zavisiti od primenjenog materijala biomase; na primer, kada materijal biomase uključuje otpad iz klanice, mulj, balegu, biosolide, biootpad ili protoke otpada, obično može biti prisutan zahtev za sterilizaciju kako bi se izbegla kontaminacija poljoprivrednog zemljišta određenim tipovima nepoželjnih ili čak opasnih mikroorganizama poput E.coli, Enterococcaceae i Salmonella. Zakonskim zahtevima za punu sterilizaciju obično se zahteva termička obrada na ≥ 133°C tokom 20 minuta, gde povećana temperatura omogućava redukovano vreme obrade.

[0049] Pored ovde opisane glavne svrhe podvrgavanja materijala biomase hidrolizi i degradaciji radi olakšanog formiranja biogasa, prethodna obrada se dalje koristi za minimizaciju prisustva nepoželjnih mikroorganizama i kako bi se obezbedilo da se krajnji proizvod u obliku čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije može koristiti direktno na npr. poljoprivrednom zemljištu kao kondicioner zemljišta ili đubrivo. Na ovaj način, MAP uključen u proizvod digestije se rekuperiše i vraća u zemlju umesto da završi u otpadnoj vodi, čime bi predstavljao opasnost za životnu sredinu. U zavisnosti od primenjenog materijala biomase, sterilizacija može ili ne mora biti neophodna, a termička hidroliza ovog pronalaska stoga generalno može biti na temperaturi od 140 - 220°C tokom 5-60 minuta na pritisku zasićenja. U načinima ostvarivanja ovog pronalaska koji zahtevaju sterilizaciju, termička hidroliza je poželjno na temperaturi od 140-180°C tokom 20-40 minuta, a poželjnije na temperaturi od 140-165°C tokom 20-30 minuta, na pritisku zasićenja. Stručnjak iz ove oblasti će znati da se sterilizacija takođe može dobiti na temperaturama iznad 140°C u vremenskim intervalima kraćim od 20 minuta, tj. što je viša temperatura, neophodni vremenski interval je kraći.

[0050] U skladu sa tim, u konkretnim načinima ostvarivanja ovog pronalaska gde materijal biomase uveden u postupak uključuje jedan ili više materijala biomase odabranog od industrijskog otpada, kao npr. otpad iz klanice, industrijski mulj, ili komunalni mulj; poljoprivrednog otpada, kao npr. balega; biosolida; biootpada; i protoka otpada, uslovi za prethodnu obradu termičkom hidrolizom su odabrani za obezbeđivanje sterilizacije proizvoda digestata.

[0051] U jednom konkretnom načinu ostvarivanja pronalaska, termička hidroliza se izvodi na temperaturi od 140°C-220°C, i održava tokom 5-30 minuta, posle čega sledi eksplozija vlage koja se izvodi pomoću redukcije pritisaka sa 5-35 bar do atmosferskog pritiska ili manje.

[0052] Postupak može dalje uključivati fazu prethodnog hlađenja posle termičke hidrolize i pre ulaska prethodno obrađenog materijala u autoklav za digestiju.

Eksplozija vlage

[0053] Termički hidrolizovani i opciono oksidisani materijal može se zatim dalje sprovoditi u jedan ili više brzih autoklavova u kojima se pritisak redukuje sa najmanje 5 bar, poželjno sa 5-35 bar, poželjnije sa 15-35 bar, na otprilike 1 bar ili manje, tj. atmosferski pritisak ili manje od atmosferskog pritiska. U nekim primerima, može biti prisutan redukovan pritisak u prvom ili kasnijim brzim autoklavovima radi olakšanog prebacivanja biomase u autoklav, u kojim slučajevima pritisak pada na manje od 1 bar. Tokom ovih opcionih eksplozija vlage većina ćelijskih struktura se dezintegriše. Odmah posle eksplozije vlage temperatura oksidisanog materijala je obično u opsegu od 95-120°C, poželjno 95-110°C, poželjnije u opsegu od 100-110°C, i najpoželjnije u opsegu od 100-107°C, čime materijal postaje sterilan.

[0054] Eksplozija vlage može se odvijati u jednom autoklavu za sniženje pritiska ili sekvencijalno u dva ili više autoklavova za sniženje pritiska. Pojam „brzi autoklav“ i pojam „autoklav za sniženje pritiska“ se ovde koriste uzajamno razmenljivo.

[0055] Imajući u vidu dominantne temperature tokom faze eksplozije vlage, izvor jona magnezijuma se takođe može dodati u tok postupka pre nego što pomenut tok uđe u eksploziju vlage ili tokom eksplozije vlage, što će u principu pokrenuti veći broj istih prednosti kao i one opisane iznad za postupke, pri čemu se izvor jona magnezijuma dodaje u biomasu koja ulazi u fazu termičke hidrolize.

[0056] U konkretnom načinu ostvarivanja ovog pronalaska, prethodna obrada (tj. uključujući najmanje fazu termičke hidrolize) dalje obuhvata eksploziju vlage, pri čemu je pritisak redukovan sa najmanje 5 bar na 1 bar ili manje, posle pomenute termičke hidrolize. U načinima ostvarivanja postupka ovog pronalaska koji uključuju eksploziju vlage, faza dodavanja izvora jona magnezijuma može se izvesti posle termičke hidrolize ili tokom eksplozije vlage.

Oksidacija

[0057] Posle završetka termičke hidrolize, ali pre opcione eksplozije vlage, prethodna obrada može opciono obuhvatati dalju fazu mokre oksidacije. Poželjna mokra oksidacija može se izvesti dodavanjem odgovarajućeg agensa oksidacije u materijal. Agens oksidacije može poželjno biti kiseonik, vodonik peroksid ili vazduh, u količini koja može zavisiti od sadržaja lignina i koja obično odgovara 2-20% od COD (hemijska potreba kiseonika) sadržaja materijala, poželjno 3-19%, poželjnije 5-17%, poput poželjno 7-16%, poželjnije 8-15%, poput poželjno 9-14%, poželjnije 10-13% i utvrđeno razvojem pritiska u reaktoru.

[0058] Pritisak i temperatura mogu se povećati u vezi sa mokrom oksidacijom do 15-35 bar, poželjno 20-35 bar, poželjnije 25-35 bar i najpoželjnije 30-35 bar i 170-210°C, poželjno 180-200°C, poželjnije 190-200 °C respektivno. U jednom načinu ostvarivanja oksidacija se izvodi pri pritisku iznad pritiska zasićenja u termičkoj hidrolizi prethodne faze. Kada se željeni pritisak i željena temperatura dostignu posle dodavanja agensa oksidacije, ovi uslovi se mogu održavati tokom 1-30 min, poželjno 5-25 min, poželjnije 10-20 min i najpoželjnije 15-20 min. Opciono, posle završetka reakcije mokre oksidacije pritisak materijala može biti delimično oslobođen do 5-10 bar. U tom slučaju, interval pritiska pod kojim se opciona kasnija eksplozija vlage može izvesti je 1-5 bar. Ako se ne izvodi delimično oslobađanje pritiska, interval pritiska je 1-35 bar.

[0059] Kada se prethodna obrada izvodi konkretnim kombinovanjem termičke hidrolize, mokre oksidacije i eksplozije vlage, dalje značajne prednosti se dobijaju postupkom ovog pronalaska. Na primer, ova kombinacija faza omogućava obradu loše podeljenog materijala koji ima čestice veličine do 50 cm. Pored toga, postupak se može sprovoditi sa koncentracijom suve materije do 50 mas.% bez smanjene efektivnosti prethodne obrade. Dalji detalji načina izvođenja prethodne obrade

1

kombinovanjem termičke hidrolize, mokre oksidacije i eksplozije vlage mogu se pronaći u WO 2006/032282.

[0060] U jednom konkretnom načinu ostvarivanja ovog pronalaska, postupak obuhvata mokru oksidaciju posle postupka termičke hidrolize i pre opcione eksplozije vlage, a mokra oksidacija se izvodi pri pritisku od 5-35 bar, i uključuje dodavanje agensa oksidacije u količini od 2-20% od COD (hemijska potreba kiseonika); mokra oksidacija može se poželjno izvoditi pri pritisku od 15-35 bar i na temperaturi od 170-210°C, i zadržava se tokom 1-30 minuta.

Digestija

[0061] U postupku prema ovom pronalasku prethodno obrađen materijal biomase podvrgava se anaerobnoj digestiji u jednom ili više autoklavova za digestiju radi proizvodnje biogasa i čvrstog ili polučvrstog proizvoda digestije.

[0062] Obično kada se uvodi novi autoklav za digestiju bilo za kontinuirani postupak ili za serijski postupak, može se izvesti inokulacija sa već obrađenim materijalom iz postojećeg pogona radi pokretanja anaerobne digestije.

[0063] U fazi digestije mogu se koristiti bilo koji mikroorganizmi koji mogu da degradiraju komponente hidrolizovanog materijala biomase u biogas. Kao što je dobro poznato stručnjaku iz ove oblasti, ovi mikroorganizmi mogu npr. biti pogodni za mezofilnu digestiju između 20 i 45°C, ili konkretnije između 30 i 38 °C, gde su mezofili primarni mikroorganizam koji je prisutan; ili npr. mogu biti pogodni za termofilnu digestiju između 49 i 70°C, ili konkretnije 49 i 57°C, gde su termofili primarni mikroorganizam koji je prisutan. Autoklav za digestiju bilo kog pogodnog poznatog tipa može se koristiti u sprovođenju faze anaerobne digestije uključene u postupak prema ovom pronalasku. Obično se može koristiti protočni reaktor sa neprekidnim mešanjem, ili sličan pogodan autoklav za digestiju prilagođen sa sistemom za mešanje. Obično se dimenzija ovog pronalaska može izvesti kao kontinuirani postupak. Međutim, više od jednog autoklava za digestiju može biti uključeno u postupak i pogon za obradu prema ovom pronalasku kako bi se obezbedio veći kapacitet, a takvi autoklavovi za digestiju mogu biti spojeni u nizu ili paralelno. U poželjnom načinu ostvarivanja ovog pronalaska dva ili više autoklavova za digestiju rade paralelno. Tipično hidraulično vreme zadržavanja (HRT) za postupke prema ovom pronalasku je 10-20 dana, poželjno manje od 18 dana i poželjnije 11-15 dana.

[0064] Formiranje MAP zavisi od pH vrednosti tokom prethodne obrade i kasnije digestije u autoklavu za digestiju. Formiranje MAP se povećava sa rastućom pH vrednošću. Obično pH vrednost iznad 7,0 može povećati formiranje MAP, pH vrednost tokom formiranja MAP može poželjno biti najmanje 7,5, kao npr., u pH opsegu od 7,5-9,0 ili 7,5-8,5, i poželjnije pH od najmanje 7,9, kao npr., u pH opsegu od 7,9-9,0 ili 7,9-8,5. U skladu sa tim, u postupku ovog pronalaska prethodno obrađen materijal biomase podvrgava se digestiji u autoklavu za digestiju pri pH vrednosti u opsegu od 7,5 do 8,5; u poželjnom načinu ostvarivanja ovog pronalaska pH vrednost u autoklavu za digestiju je u opsegu od 7,5 do 8,3; u poželjnijem načinu ostvarivanja u opsegu od 7,9 do 8,3.

[0065] Tokom faze digestije prethodno obrađen materijal biomase se konvertuje, a na primer proteini i drugi materijal koji sadrži azot oslobađa amonijak, čime se povećava pH vrednost digestata. Zbog prethodne obrade termičke hidrolize, materijal ima redukovanu viskoznost koja omogućava veću brzinu unosa u autoklav, i dalje omogućava veću organsku konverziju u autoklavu. Što je veća brzina unosa i bolja organska konverzija, više amonijaka se oslobađa i veća je pH vrednost u autoklavu. Pošto je zapremina digestata u autoklavu za digestiju značajno veća od zapremine koja mu je dodata iz faze prethodne obrade, digestat ima određeni kapacitet pufera tako da malo veći kiseli unos iz prethodne obrade obično neće uticati na pH vrednost digestata u bilo kakvoj značajnijoj meri. U ovom pronalasku, međutim, poželjna je veća pH vrednost u autoklavu za digestiju od uobičajene u tradicionalnim autoklavovima za digestiju. Dalje, pH vrednost prethodno obrađenog materijala može zavisiti od upotrebljene konkretne biomase, a bilo kakvo dejstvo pH vrednosti na digestat može dalje zavisiti od brzine unosa. pH vrednost ovog postupka može se stoga kontrolisati upotrebom proizvoda biogasa, kako je dalje opisano u nastavku. Tokom faze digestije, proizvedeni biogas može se kontinuirano uklanjati iz autoklava za digestiju. Direktno dobijeni biogas će obično obuhvatati metan, ugljendioksid i vodonik sulfid kao glavne proizvode. U postupku prema ovom pronalasku odnos između metana i ugljendioksida je obično 60:40.

[0066] Ovi pronalazači su ustanovili da pH vrednost u autoklavu za digestiju može da se kontroliše kako bi se podstaklo formiranje MAP promenom ravnoteže ugljendioksida formiranog tokom digestije. U postupcima trenutnog stanja tehnike, obično se dodaju alkalni agensi u određenom trenutku tokom postupka radi povećanja pH vrednosti i indukovanja formiranja MAP. Kako je takođe opisano u odeljku o pozadini ovog pronalaska, ugljendioksid je u jednom slučaju dodat kako bi se smanjila pH vrednost i time sprečilo formiranje kamenca u opremi za izvođenje ovog postupka, a kasnije je uklonjen iz otpadne vode pomoću kolone za izdvajanje lakih frakcija gasa radi povećanja pH vrednosti. U postupku prema ovom pronalasku pH vrednost u autoklavu za digestiju se kontroliše uklanjanjem ugljendioksida iz proizvedenog biogasa. Radi daljeg izbacivanja ugljendioksida iz tečnog ili polu-čvrstog digestata, uklonjeni biogas se podvrgava separaciji ugljendioksida. Ova separacija može se sprovesti bilo kojim od postupaka koji se rutinski primenjuju za separaciju ugljendioksida u kontekstu industrijskih postupaka. Delimičnim ponovnim uvođenjem biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida, tj. gasa obogaćenim metanom, u autoklav za digestiju, delimični pritisak metana se povećava, a dalji ugljendioksid se izbacuje iz tečnog ili polu-čvrstog digestata koji mu omogućava da bude uklonjen. Što je veća količina uklonjenog ugljendioksida, veća je pH vrednost. Na ovaj način pH vrednost može se regulisati upotrebom inherentnih komponenata biogasa proizvedenog u autoklavu za digestiju. Nikakve

1

hemikalije se ne dodaju u toku postupka i nikakve dodatne spoljašnje kolone za izdvajanje lakih frakcija gasa ili spoljašnje prečišćavanje gasa nisu neophodni za izbacivanje ugljendioksida.

[0067] Pod pojmom „delimično“ ponovno uvođenje biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida podrazumeva se ponovno uvođenje manje količine biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida, gde količina može biti veća ili manja u zavisnosti od pH vrednosti digestata u autoklavu za digestiju. Na primer, posle ponovnog uvođenja određene količine biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida, a time i oslobađanja autoklava za digestiju od daljeg ugljendioksida i dobijanja željene pH vrednosti, ponovo uvedena količina može biti redukovana na blizu nule dok podešavanje pH vrednosti ne bude ponovo zahtevano.

[0068] U nekim načinima ostvarivanja ovog pronalaska koncentracija MAP u autoklavu za digestiju je redukovana podvrgavanjem manje količine digestata MAP separacionoj obradi i kasnije ponovnim uvođenjem svog zaostalog čvrstog ili polu-čvrstog materijala u autoklav za digestiju. MAP separacija može se, na primer, izvesti pomoću ciklona ili centrifuge. U konkretnom načinu ostvarivanja postupka ovog pronalaska opciona faza redukcije koncentracije MAP u autoklavu za digestiju je prisutna u postupku. MAP izdvojen iz manje količine digestata na ovaj način može se kasnije podvrgnuti daljem prečišćavanju radi uklanjanja npr. nepoželjnih čestica digestata. U skladu sa tim, u konkretnom načinu ostvarivanja postupka gde je prisutna faza MAP redukcije, postupak dalje obuhvata prečišćavanje izdvojenog MAP. Ovo može, na primer, biti poželjno kada se ovako izdvojeni MAP koristi u komercijalnom proizvodu za đubrenje. Obično se prečišćavanje može izvesti ispiranjem izdvojenog MAP vodom.

Odvodnjavanje

[0069] Digestat iz autoklava za digestiju može dalje biti podvrgnut separaciji odvodnjavanjem radi dobijanja čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije. Odvodnjavanje u ovoj fazi postupka može se izvoditi bilo kojim dobro poznatim postupkom, kao npr. centrifugiranjem, centrifugiranjem dekantatora, štancovanjem, filter presom, pužnom presom ili sličnim sistemom.

[0070] Obično, odvodnjavanje prethodno obrađenog i/ili digestovanog materijala biomase može zahtevati dodavanje agenasa zgrušavanja i/ili flokulacije, poput npr. polimera na bazi poliakrilamida (organskih polimera, suvih praškastih polimera, emulzionih/tečnih polimera), radi dobijanja dovoljne separacije čestica i odvodnjavanja mulja. Dobro je poznato da će joni fosfata u mulju i otpadnoj vodi stabilizovati formiranje hidrogelova i time povećati kapacitet apsorpcije vode obrađene biomase. Na ovaj način fosfat smanjuje efikasnost odvodnjavanja i može smanjiti sadržaj suve materije u proizvodima otpada (npr. proizvodi digestije), a time i potrebu za povećanom upotrebom agenasa zgrušavanja i/ili flokulacije. Ovaj pronalazak smanjuje ili eliminiše potrebu za korišćenjem agenasa zgrušavanja i/ili

1

flokulacije i istovremeno povećava efikasnost odvodnjavanja pošto se joni fosfata talože kao MAP tokom postupka digestije.

[0071] U skladu sa tim, sadržaj suve materije dobijen u čvrstom ili polu-čvrstom proizvodu digestije posle odvodnjavanja direktno dobijenog digestata iz autoklava za digestiju biće viši nego u standardnim postupcima, zbog bolje separacije vode iz toka postupka.

[0072] U poželjnom načinu ostvarivanja ovog pronalaska, sadržaj suve materije čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije koja uključuje rekuperisani MAP je najmanje visok kao u standardnim postupcima. U slučajevima kada je sadržaj suve materije digestata niži nego u standardnim postupcima, naročito je poželjno podvrgnuti digestat fazi odvodnjavanja radi dobijanja čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije koji uključuje rekuperisani MAP kao integralni deo.

Đubrivo i kondicioner zemljišta

[0073] Čvrsti ili polu-čvrsti proizvod digestije iz postupka prema ovom pronalasku može se koristiti kao kondicioner zemljišta i/ili đubrivo. Kako je ovde opisano na drugom mestu, postupak ovog pronalaska obezbeđuje sredstva za redukciju sadržaja MAP u čvrstom ili polu-čvrstom proizvodu digestije radi ispunjenja bilo kakvih zakonskih zahteva po pitanju maksimalnog dopuštenog sadržaja fosfata. Poželjno, čvrsti ili polu-čvrsti proizvod digestije se koristi kao đubrivo.

[0074] Alternativni aspekt odnosi se na upotrebu čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije iz postupka prema ovom pronalasku za proizvodnju kondicionera zemljišta i/ili đubriva; poželjno đubriva. Na primer, u zavisnosti od konkretne poljoprivredne svrhe može biti poželjno dodati dalje konkretne nutrijente i/ili minerale pre primene proizvoda kao kondicionera zemljišta i/ili đubriva.

Pogon za obradu biomase

[0075] Ovaj pronalazak se takođe odnosi na uređaj - pogon za obradu biomase – koji ostvaruje iste prednosti kao one opisane za postupak prema ovom pronalasku.

[0076] Drugi aspekt ovog pronalaska odnosi se na pogon za obradu biomase za proizvodnju biogasa istovremeno sa rekuperacijom fosfata kao magnezijum amonijumfosfata (MAP), ili njegovih hidrata, iz obrađenog materijala biomase, kao integralni deo čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije.

[0077] U skladu sa tim, ovaj pronalazak odnosi se na pogon za obradu biomase za proizvodnju biogasa, pri čemu pomenut pogon za obradu biomase uključuje:

1

− najmanje jedan reaktor (2) za prethodnu obradu biomase koji ima ulaz materijala biomase za uvođenje neobrađenog materijala (1) biomase i koji ima izlaz prethodno obrađenog materijala biomase;

− najmanje jedan autoklav (3) za digestiju koji ima ulaz prethodno obrađenog materijala biomase koji je povezan sa pomenutim izlazom prethodno obrađenog materijala biomase i koji ima izlaz (9) biogasa i najmanje jedan izlaz (5) proizvoda digestije za proizvod digestije, uključujući kao integralni deo rekuperisani magnezijum amonijumfosfat (MAP);

− uređaj (10) za separaciju ugljendioksida koji ima ulaz biogasa koji je povezan sa pomenutim izlazom (9) biogasa i koji ima izlaz (13) ugljendioksida i izlaz (11) biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida;

− najmanje jedan reaktor (2) za prethodnu obradu biomase izveden je sa ulazom vodene pare koji je povezan sa izvorom vodene pare, i najmanje jedan reaktor (2) za prethodnu obradu biomase koji je prilagođen da izvede termičku hidrolizu na temperaturi od 140-220°C, na pritisku zasićenja; i

− najmanje jedan autoklav (3) za digestiju koji je prilagođen da podvrgne prethodno obrađen materijal biomase anaerobnoj digestiji pri pH vrednosti u opsegu od 7,5 do 8,5 čime se obezbeđuje digestat; naznačen time, što:

− ulaz izvora jona magnezijuma je prilagođen da dodaje izvor (4) jona magnezijuma u biomasu pre uvođenja prethodno obrađene biomase u autoklav (3) za digestiju biomase; i

− time, što je izlaz (11) biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida uređaja (10) za separaciju ugljendioksida povezan sa izlazom (14) proizvedenog biogasa pogona za obradu biomase i povezan sa ulazom (12) biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida autoklava (3) za digestiju za delimično ponovno uvođenje dobijenog biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida u autoklav za digestiju.

[0078] Pogon za obradu biomase može imati izlaz(e) za otpuštanje direktno iz autoklava za digestiju, tj. izlaz (5) proizvoda digestije, ili može imati izlaze za otpuštanje preko separatora (6), npr. uređaja za odvodnjavanje, ili preko separatora i direktno iz autoklava za digestiju. U jednom načinu ostvarivanja separator (6) za separaciju čvrstih materija je povezan sa izlazom (5) za otpuštanje autoklava za digestiju; separator (6), koji ima jedan izlaz (8) sa višim sadržajem suve materije, tj. izlaz za kolač odvodnjenog digestata, i jedan izlaz (7) sa nižim sadržajem suve materije, tj. izlaz za otpuštanje u tečnoj fazi, izlaz sa višim sadržajem suve materije je izlaz za otpuštanje iz postupka koji uključuje MAP kao integralni deo čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije. Separator, poželjno uređaj za odvodnjavanje, može poželjno biti odabran od centrifuge, centrifuge dekantatora, trakastog zgušnjivača, trakaste prese, filter prese, pužne prese ili sličnih sistema.

1

[0079] U konkretnom načinu ostvarivanja ovog pronalaska pogon za obradu biomase obuhvata uređaj za odvodnjavanje, pri čemu izlaz (5) proizvoda digestije iz autoklava (3) za digestiju je povezan sa uređajem (6) za odvodnjavanje koji ima izlaz (7) za otpuštanje u tečnoj fazi i izlaz (8) odvodnjenog proizvoda digestije za čvrsti ili polu-čvrsti proizvod digestije koji uključuje kao integralni deo rekuperisani MAP.

[0080] Pogon za obradu biomase u skladu sa ovim pronalaskom može opciono obuhvatati fazu separacije MAP prilagođenu za redukciju koncentracije MAP u digestatu u autoklavu za digestiju. U skladu sa tim, poželjni načini ostvarivanja ovog pronalaska dalje obuhvataju uređaj (17) za separaciju MAP koji ima ulaz digestata povezan preko cirkulacione pumpe (16) sa izlazom (15) digestata koji se nalazi na dnu pomenutog autoklava (3) za digestiju, pri čemu pomenut uređaj za separaciju MAP ima izlaz obogaćen MAP-om i izlaz (18) digestata sa smanjenim sadržajem MAP-a koji je povezan sa ulazom digestata sa smanjenim sadržajem MAP-a autoklava (3) za digestiju, pri čemu izlaz obogaćen MAP-om je izlaz za otpuštanje MAP. Izlaz (18) digestata sa smanjenim sadržajem MAP-a može dalje biti povezan sa ulazom digestata sa smanjenim sadržajem MAP-a autoklava za digestiju preko uređaja (19) za kontrolu temperature. Pored toga, pomenut izlaz obogaćen MAP-om uređaja (17) za separaciju MAP može dalje biti povezan sa jedinicom (20) za prečišćavanje MAP, pri čemu pomenuta jedinica za prečišćavanje MAP ima izlaz (22) za otpuštanje prečišćenog MAP i izlaz (21) za višak vode koji je povezan sa drugim ulazom autoklava za digestiju ili alternativno koji je povezan sa otpadom. Jedinica (20) za prečišćavanje može dalje biti obezbeđena sa ulazom vode. Uključivanjem jedinice (20) za prečišćavanje MAP moguće je kontrolisati kvalitet izdvojenog MAP, a kada je uključen, ulaz vode omogućava dodatno čišćenje vode, a time i dalje prečišćavanje.

[0081] U konkretnom načinu ostvarivanja ovog pronalaska pogon za obradu biomase obuhvata jedinicu (20) za prečišćavanje MAP koja je povezana sa izlazom obogaćenim MAP-om iz pomenutog uređaja (17) za separaciju MAP, pri čemu pomenuta jedinica (20) za prečišćavanje MAP ima izlaz (22) za otpuštanje prečišćenog MAP i izlaz (21) za višak vode koji je povezan sa drugim ulazom autoklava za digestiju ili koji je povezan sa otpadom.

[0082] U načinima ostvarivanja ovog pronalaska gde pogon za obradu biomase ili postupak ovog pronalaska uključuje fazu separacije MAP kako je gore opisano, kolač (5) ili (8) odvodnjenog digestata isključen iz obrade uključivaće relativno manje MAP nasuprot pogonima koji ne uključuju takvu fazu separacije MAP. Kada postupak ne uključuje fazu separacije MAP, autoklav (3) za digestiju može poželjno uključivati sistem za mešanje. Sistem za mešanje može biti uključen u autoklavu (3) za digestiju u obliku protočnih reaktora sa neprekidnim mešanjem (CSTR), ili sistem za mešanje može biti odabran od bilo kojih poznatih sistema. Kada postupak uključuje fazu separacije MAP sistem za mešanje autoklava za digestiju može poželjno biti prilagođen da omogućava ekstrakciju digestata, uključujući sedimentirani MAP iz izlaza digestata koji se nalazi na dnu autoklava za digestiju.

1

[0083] Kako je opisano u vezi sa postupkom ovog pronalaska, redukcija MAP u digestatu može zavisiti od sadržaja fosfata dostupnog materijala biomase ili bilo kakvih lokalnih zakona koji se odnose na đubriva. U poželjnom načinu ostvarivanja ovog pronalaska, MAP sadržaj čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije iz autoklava za digestiju se kontroliše merenjem sadržaja fosfata u autoklavu za digestiju i regulisanjem protoka do uređaja za separaciju MAP na osnovu izmerenog sadržaja fosfata. U skladu sa tim, u jednom načinu ostvarivanja pogona za obradu biomase koji ima uređaj za separaciju MAP, ulaz digestata u uređaj (17) za separaciju MAP je povezan sa izlazom (15) digestata autoklava (3) za digestiju preko kontrolnog ventila fosfata; i pri čemu je autoklav (3) za digestiju, ulaz (1) materijala biomase ili izlaz (5) proizvoda digestije obezbeđen sa senzorom fosfata ili sistemom uzorkovanja; i pri čemu je kontrolni uređaj prilagođen da kontroliše kontrolni ventil fosfata na osnovu vrednosti fosfata izmerenih pomoću senzora fosfata. Poželjno autoklav (3) za digestiju ili izlaz (5) proizvoda digestije mogu biti obezbeđeni sa senzorom fosfata ili sistemom uzorkovanja; i poželjnije autoklav (3) za digestiju.

[0084] U konkretnom načinu ostvarivanja pogona za obradu biomase izlaz (11) biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida uređaja (10) za separaciju ugljendioksida je povezan sa ulazom biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida autoklava (3) za digestiju preko kontrolnog ventila; pri čemu autoklav (3) za digestiju je obezbeđen sa pH senzorom; i pri čemu je kontrolni uređaj prilagođen da kontroliše kontrolni ventil na osnovu pH vrednosti izmerenih pomoću pH senzora.

[0085] Ulaz izvora jona magnezijuma može biti prilagođen da dodaje izvor (4) jona magnezijuma u biomasu ili prethodno obrađen materijal biomase pre uvođenja prethodno obrađene biomase u autoklav (3) za digestiju biomase. Stoga, ulaz izvora (4) jona magnezijuma može biti prilagođen da doda izvor jona magnezijuma posle reaktora za prethodnu obradu biomase, preko ulaza u reaktor (2) za prethodnu obradu biomase, ili pre reaktora za prethodnu obradu biomase, ali pre ulaska prethodno obrađene biomase u autoklav(ove) za digestiju. Poželjno, ulaz izvora (4) jona magnezijuma može biti prilagođen da dodaje izvor jona magnezijuma posle reaktora za prethodnu obradu biomase ili preko ulaza u reaktor(e) za prethodnu obradu biomase.

[0086] U načinima ostvarivanja pogona za obradu biomase koji uključuju najmanje jedan reaktor oksidacije i/ili najmanje jedan reaktor za sniženje pritiska ulaz izvora jona magnezijuma može dalje biti prilagođen da dodaje izvor jona magnezijuma posle ovih reaktora, preko ulaza u bilo koji od ovih reaktora ili pre bilo kog od ovih reaktora, ali pre ulaska prethodno obrađene biomase u autoklav(ove) za digestiju.

[0087] Ovde pomenuti „reaktor za prethodnu obradu“ može se takođe nazvati „reaktor termičke hidrolize“. Izlaz prethodno obrađenog materijala biomase reaktora (2) za prethodnu obradu može dalje biti povezan sa uređajem (23) za prethodno hlađenje prilagođenim da kontroliše temperaturu prethodno obrađenog materijala biomase pre ulaska u autoklav (3) za digestiju. Pogon za obradu

2

biomase može dalje obuhvatati najmanje jedan reaktor za sniženje pritiska koji ima ulaz prethodno obrađenog materijala biomase koji je povezan sa izlazom prethodno obrađenog materijala biomase reaktora za prethodnu obradu biomase i drugi izlaz reaktora za prethodnu obradu biomase koji je povezan sa ulazom prethodno obrađenog materijala biomase autoklava za digestiju. Ako je prisutan, najmanje jedan reaktor za sniženje pritiska može biti prilagođen da podvrgava najmanje termičkom hidrolizom prethodno obrađen materijal biomase eksploziji vlage gde je pritisak redukovan iz najmanje 5 bar, npr. iz 5-35 bar, na 1 bar ili manje.

[0088] Pogon za obradu biomase može dalje obuhvatati najmanje jedan reaktor oksidacije koji ima ulaz prethodno obrađenog materijala biomase koji je povezan sa izlazom prethodno obrađenog materijala biomase reaktora za prethodnu obradu biomase i treći izlaz reaktora za prethodnu obradu biomase koji je povezan sa ulazom prethodno obrađenog materijala biomase reaktora za sniženje pritiska, ako je prisutan, ili sa ulazom prethodno obrađenog materijala biomase autoklava za digestiju. Ako je prisutan, najmanje jedan reaktor oksidacije može biti prilagođen da podvrgne termičkom hidrolizom prethodno obrađen materijal biomase mokroj oksidaciji pri pritisku od 15-35 bar i temperaturi od 170-210°C.

[0089] Za veliku opremu, poželjno je uključiti više od jednog reaktora za prethodnu obradu biomase, npr. dva, tri ili četiri reaktora za prethodnu obradu biomase, za prethodnu obradu termičkom hidrolizom. Na ovaj način, moguće je pokrenuti više serija sa odloženim ciklusima, čime se količina ulaznog materijala u autoklav(ove) za digestiju distribuira tokom vremena, a i neophodna ulazna količina pare za zagrevanje reaktora za prethodnu obradu biomase se distribuira još ravnomernije. Ovo poslednje je povoljno za dimenzionisanje pogona za proizvodnju pare i energetskih zahteva s tim u vezi. Na ovaj način može se dobiti polu-kontinuirani protok u autoklav za digestiju. Pored toga, dalja prednost uključivanja više od jednog reaktora za prethodnu obradu termičkom hidrolizom je napredovanje na gore povećanog kontinuiteta u uvođenju reaktora za prethodnu obradu biomase sa biomasom.

[0090] Karakteristike i načini ostvarivanja ovde opisani u vezi sa postupkom ovog pronalaska primenjuju se kada se izvrše neophodne izmene uređaja (mutatis mutandis), pogona za obradu biomase, prema ovom pronalasku; i obrnuto.

Detaljan opis crteža

[0091] Fig.1 je šematski dijagram postupka i pogona za obradu biomase za rekuperaciju fosfata kao MAP kao integralnog dela čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije iz autoklava za digestiju. Materijal (1) biomase se uvodi u jedan ili više reaktora (2) za prethodnu obradu biomase za termičku hidrolizu koji je prilagođen da izvede termičku hidrolizu pri visokim temperaturama i pritisku, obično 140-220°C, na pritisku zasićenja. Ulaz izvora (4) jona magnezijuma se dodaje biomasi pre ulaska u reaktor(e) za prethodnu obradu biomase, ili alternativno biomasi u reaktoru(ima) za prethodnu obradu biomase (nije prikazano). Para pri visokom pritisku može se zatim dodati u reaktor(e) dok se ne dostigne dovoljno visoka temperatura i pritisak (nije prikazano). Posle isteka odgovarajućeg vremena zadržavanja, sada prethodno obrađena biomasa se uvodi u autoklav (3) za anaerobnu digestiju za digestiju pri povećanoj pH vrednosti (obično u opsegu od 7,5 do 8,5). Autoklav (3) za anaerobnu digestiju može obično biti autoklav za digestiju sa ugradnim sistemom za mešanje, poput protočnog reaktora sa neprekidnim mešanjem. pH vrednost tokom digestije može se kontrolisati kontinuiranim uklanjanjem biogasa (9) iz autoklava (3) za digestiju, pri čemu se biogas uvodi u uređaj (10) za separaciju ugljendioksida za razdvajanje biogasa u frakciju (13) ugljendioksida i frakciju (11) biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida, respektivno. Deo biogasa (12) sa redukovanim sadržajem ugljendioksida se vraća u autoklav (3) za digestiju, a ostatak biogasa (15) sa redukovanim sadržajem ugljendioksida se uklanja kao proizvod. Digestat (5) iz autoklava (3) za digestiju može biti odvodnjen (6) uz obezbeđivanje čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije kao kolač (8) odvodnjenog digestata koji uključuje kao integralni deo rekuperisani MAP, i otpuštanje (7) u tečnoj fazi ili obogaćeno vodom.

[0092] Fig.2 je šematski dijagram postupka i pogona za obradu biomase za rekuperaciju fosfata kao MAP kao integralnog dela čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije iz autoklava za digestiju, uključujući opcionu operaciju redukcije koncentracije MAP u digestatu i podvrgavanje prethodno obrađene biomase prethodnom hlađenju (23). Fig.2 je ista kao prema opisu za Fig.1, ali uključuje više dodatnih opcionih karakteristika, od kojih jedna, nekoliko ili sve mogu biti uključene u postupak i/ili pogon za obradu prema ovom pronalasku. Stoga, Fig.2 dalje prikazuje da se manja količina digestata u autoklavu (3) za digestiju preko izlaza (15) digestata koji se nalazi na dnu autoklava (3) za digestiju sprovodi do uređaja (17) za separaciju MAP preko cirkulacione pumpe (16), pri čemu uređaj (17) za separaciju MAP daje frakciju obogaćenu MAP-om i frakciju (18) digestata sa smanjenim sadržajem MAP-a. Digestat (18) sa smanjenim sadržajem MAP-a se ponovo uvodi u autoklav (3) za digestiju, opciono preko uređaja (19) za kontrolu temperature. Frakcija obogaćena MAP-om iz uređaja (17) za separaciju MAP može se direktno otpustiti iz postupka kao MAP proizvod (nije prikazano) ili može biti dalje prečišćena u uređaju (20) za prečišćavanje MAP čime se dobija prečišćeni MAP proizvod (22), i ispust (21) viška vode. Ispust viška vode može se direktno isključiti iz postupka (nije prikazano) ili se može ponovo uvesti u autoklav (3) za digestiju preko ulaza (21) drugog autoklava za digestiju. Da li ili ne ili u kojoj meri je opciona operacija redukcije koncentracije MAP u digestatu na snazi može se kontrolisati merenjem sadržaja fosfata u autoklavu (3) za digestiju ili u izlazu (5) proizvoda digestije upotrebom senzora fosfata ili sistema uzorkovanja (nije prikazano) i regulisanjem protoka u uređaj (17) za separaciju MAP na osnovu informacija iz istog.

[0093] Fig.3 je šematski dijagram postupka i pogona za obradu biomase za rekuperaciju fosfata kao MAP kao integralnog dela čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije iz autoklava za digestiju. Detalji na Fig.3 su isti kao prema opisu za Fig.2, osim što postupak i pogon uključuju operaciju redukcije koncentracije MAP u digestatu preko uređaja (17) za separaciju MAP i operacije koje se odnose na isto. Protok u uređaj (17) za separaciju MAP iz izlaza (15) autoklava za digestiju može biti regulisan preko uređaja za kontrolu sadržaja fosfata, pri čemu je kontrolni uređaj prilagođen za kontrolu kontrolnog ventila fosfata (nije prikazano), npr. na osnovu vrednosti fosfata iz senzora fosfata ili sistema uzorkovanja fosfata.

2

Claims (15)

Patentni zahtevi

1. Postupak za rekuperaciju fosfata iz postupka za obradu materijala biomase, koji obuhvata sledeće faze:

i) dodavanje izvora jona magnezijuma materijalu biomase;

ii) podvrgavanje materijala biomase prethodnoj obradi, koja obuhvata najmanje fazu:

- termičke hidrolize na temperaturi od 140-220°C, na pritisku zasićenja;

iii) prebacivanje prethodno obrađenog materijala biomase u autoklav za digestiju i podvrgavanje prethodno obrađenog materijala biomase anaerobnoj digestiji pri pH u opsegu od 7,5 do 8,5 čime se obezbeđuje digestat;

iv) kontrolisanje pH autoklava za digestiju kontinuiranim uklanjanjem biogasa, uključujući gasoviti ugljendioksid i metan, i delimično ili potpuno razdvajanje ugljendioksida iz biogasa, i delimično ponovno uvođenje na ovaj način dobijenog biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida u autoklav za digestiju;

v) opciona redukcija koncentracije magnezijum amonijumfosfata (MAP) u autoklavu za digestiju podvrgavanjem manje količine digestata MAP separacionoj obradi i ponovno uvođenje svog zaostalog čvrstog ili polu-čvrstog materijala u autoklav za digestiju;

pri čemu se faze i) i ii) izvode pre faze iii), i pri čemu se fosfat rekuperiše kao magnezijum amonijumfosfat (MAP), ili njegovi hidrati, kao integralni deo čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije iz autoklava za digestiju.

2. Postupak prema zahtevu 1, pri čemu prethodna obrada iz faze ii) dalje obuhvata eksploziju vlage, pri čemu se pritisak redukuje od najmanje 5 bar na 1 bar ili manje posle pomenute termičke hidrolize.

3. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 ili 2, pri čemu se faza i) dodavanja izvora jona magnezijuma izvodi pre ili tokom termičke hidrolize iz faze ii).

4. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se faza i) dodavanja izvora jona magnezijuma izvodi posle termičke hidrolize, ili tokom eksplozije vlage iz faze ii).

5. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu je izvor jona magnezijuma MgO i/ili Mg(OH)2.

6. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu je faza v) prisutna.

7. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu je pH u autoklavu za digestiju u opsegu od 7,5 do 8,3, poželjnije u opsegu od 7,9 do 8,3.

8. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu faza v) dalje obuhvata prečišćavanje izdvojenog MAP.

9. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se pH tokom prethodne obrade u fazi ii) održava ispod 7,0.

10. Postupak prema zahtevu 6, pri čemu se obim MAP redukcije izvedene u fazi v) kontroliše merenjem sadržaja fosfata ili fosfora u dobijenom digestatu u fazi iii).

11. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se digestat iz faze iii) podvrgava odvodnjavanju radi dobijanja čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije.

12. Pogon za obradu biomase za proizvodnju biogasa, gde pomenut pogon za obradu biomase uključuje: - najmanje jedan reaktor (2) za prethodnu obradu biomase koji ima ulaz materijala biomase za uvođenje neobrađenog materijala (1) biomase i koji ima izlaz prethodno obrađenog materijala biomase;

- najmanje jedan autoklav (3) za digestiju koji ima ulaz prethodno obrađenog materijala biomase, koji je povezan sa pomenutim izlazom prethodno obrađenog materijala biomase i koji ima izlaz (9) biogasa i najmanje jedan izlaz (5) proizvoda digestije za proizvod digestije uključujući kao integralni deo rekuperisani magnezijum amonijumfosfat (MAP);

- uređaj (10) za separaciju ugljendioksida koji ima ulaz biogasa koji je povezan sa pomenutim izlazom (9) biogasa i koji ima izlaz (13) ugljendioksida i izlaz (11) biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida; - najmanje jedan reaktor (2) za prethodnu obradu biomase izveden je sa ulazom vodene pare koji je povezan sa izvorom vodene pare, i najmanje jedan reaktor (2) za prethodnu obradu biomase koji je prilagođen da izvede termičku hidrolizu na temperaturi od 140-220°C, na pritisku zasićenja; i

- najmanje jedan autoklav (3) za digestiju koji je prilagođen da podvrgne prethodno obrađen materijal biomase anaerobnoj digestiji pri pH u opsegu od 7,5 do 8,5 čime se obezbeđuje digestat; naznačen time, što:

- ulaz izvora jona magnezijuma je prilagođen da doda izvor (4) jona magnezijuma biomasi pre uvođenja prethodno obrađene biomase u autoklav (3) za digestiju biomase; i

- time, što je izlaz (11) biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida uređaja (10) za separaciju ugljendioksida povezan sa izlazom (14) proizvedenog biogasa pogona za obradu biomase i povezan je sa ulazom (12) biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida autoklava (3) za digestiju radi delimičnog ponovnog uvođenja dobijenog biogasa sa redukovanim sadržajem ugljendioksida u autoklav za digestiju.

13. Pogon za obradu biomase prema zahtevu 12, pri čemu je izlaz (5) proizvoda digestije iz autoklava (3) za digestiju povezan sa uređajem (6) za odvodnjavanje koji ima izlaz (7) za otpuštanje u tečnoj fazi i izlaz (8) odvodnjenog proizvoda digestije radi uključivanja čvrstog ili polu-čvrstog proizvoda digestije kao integralnog dela rekuperisanog MAP.

14. Pogon za obradu biomase prema bilo kom od zahteva 12-13, koji dalje obuhvata uređaj (17) za separaciju MAP koji ima ulaz za digestiju povezan preko cirkulacione pumpe (16) sa izlazom (15) za digestiju koji se nalazi na dnu pomenutog autoklava (3) za digestiju, pri čemu pomenuti uređaj za separaciju MAP ima izlaz obogaćen MAP-om i izlaz (18) digestata sa smanjenim sadržajem MAP-a koji je povezan sa ulazom digestata sa smanjenim sadržajem MAP-a autoklava (3) za digestiju, pri čemu izlaz obogaćen MAP-om je izlaz za otpuštanje MAP.

15. Pogon za obradu biomase prema zahtevu 14, koji dalje obuhvata jedinicu (20) za prečišćavanje MAP koja je povezana sa izlazom obogaćenim MAP-om iz pomenutog uređaja (17) za separaciju MAP, pri čemu pomenuta jedinica (20) za prečišćavanje MAP ima izlaz (22) za otpuštanje prečišćenog MAP i izlaz (21) za višak vode koji je povezan sa drugim ulazom autoklava za digestiju ili koji je povezan sa otpadom.

2