SK3702003A3 - Method for reducing the count of vigorous microbial microorganisms or BSE prions present at an organic material, system for performing this method, and use of this system or method - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Živočíšny produkt ale ako hnojivo.

Vynález sa týka spôsobu znižovania počtu životaschopných mikrobiálnych mikroorganizmov alebo BSE priónov prítomných v organickom materiáli.

Vynález sa ďalej týka systému na uskutočňovanie tohoto spôsobu a použitie tohto systému alebo spôsobu.

Podľa prvého hľadiska sa predmetný vynález týka anaeróbneho vyhnívanie hnojov zvierat, energetických plodín a podobných organických substrátov. Spôsob je schopný rafinovať živiny obsiahnuté vo vyhnívanej biomase na hnojivá majúce komerčnú akosť. Systém oddeľovania bioplynu a kalu podľa predmetného vynálezu je s výhodou integrovaný s operáciami okolo chovu hospodárskych zvierat do celkovej koncepcie, v ktorej sú optimalizované interné a externé výkony pri chove hospodárskych zvierat.

Jedným ďalších hľadiskom vynálezu je možné použitie pri likvidácii odpadu zo zvierat vo forme zvieracích mrcín, odpadu z jatiek, masovej akostnej múčky atď. Odpad je rafinovaný v jednotke na hnojivá, ktoré sa používajú na poľnohospodárskom poli. Možný obsah priónov BSE alebo iných priónov sa v celom spôsobe podstatne zredukuje, pokial sa celkom nezlikviduje.

sa v tejto koncepcii nepožíva ako krmivo, Deštrukcia možných BSE priónov v biomase upravovanej v jednotke v kombinácii s použitím rafinovanej biomasy ako hnojiva namiesto krmiva podstatne znižuj e,. pokiaľ celkom nevylučuje, riziko infikovania zvierat alebo ľudí priónmi BSE alebo ich modifikáciami.

Inertné odpady sa týkajú akostných hľadísk spojených s riadením objektov pre zvieratá a zahŕňajú priemyslovú hygienu, dobré podmienky pre zvieratá, riadenie emisií plynov a prachov a bezpečné potraviny. Externé odpady sa týkajú hlavne výroby energie a riadenia emisií nutrientov a skleníkových plynov do životného prostredia a predaja vysoko kvalitných potravinových produktov, ako aj alternatívneho spôsobu likvidácie mrcín zvierat a podobne.

Doterajší stav techniky

Stripovanie čpavku:

Chémia čpavku je dobre známa a stripovanie čpavku z rôznych kvapalín je dobre známym priemyslovým spôsobom, ktorý bol napríklad využitý v cukrovarníctve (Bunert a kol. 1995; Chacuk a kol.1994; Benito a Cubero 1996) a obcami pri úprave odpadu vyvážaného na skládku (Cheung a kol.1997). Čpavok môže byť tiež stripovaný z prasačieho kalu spôsobom založeným na rovnakých princípoch ako v priemysle (Liao a kol.

1995) .

Základným princípom stripovania čpavku vo veľkom merítku je zvýšenie pH a prevzdušnenie a ohrev odpadovej vody alebo kalu. Často sa používa Ca(OH)₂ alebo CaO, ktorý sa používa na zvýšenie pH. Dajú sa využiť aj iné zásady, ako NaOH alebo KOH. Vápno sa ale používa v priemyslovom merítku napríklad v cementárstve a je preto lacné a ľahko dostupné ako voľne zložený tovar.

Tam kde sa absorbuje stripovaný čpavok a vyrába sa čpavkový koncentrát, sa často v absorpčnej kolóne požíva kyselina sírová. Kyselina sírová je priemyslový, voľne zložený tovar a je dostupná v technickej kvalite vhodnej na použitie v absorpčných kolónach, ktoré stripujú čpavok z kalu a iných odpadových vôd (napr. Sacuk a kol. 1994).

Na základe skúsenosti získanej v cukrovarníctve sa zistilo, že najvhodnejšie hodnoty parametrov sú: teplota 70°C, pH v rozsahu 10 až 12 a pomer kvapaliny k plynu 1:800, účinnosť 96%.

Zistilo sa, že na stripovanie čpavku z kalu sú optimálne hodnoty parametrov pri nízkej teplote: teplota 22°C, pH 10 až 12, pomer kvapaliny k plynu 1:2000, účinnosť 90%, prevádzka počas doby 150 h (Liao a kol. 1995).

a Buchholz K. (1995) Zuckerindustrie 120, (1994) A mathematical

Odkazy:

Benito G.G. a Cubero M.T.G (1996) Ammonia elimination from beet sugar factory condenste streams by stripping-reabsorbing systém (Zlikvidovanie čpavku z kondendzátových prúdov v repnom cukrovare systémov stripovania a reabsorbovania).

Zuckerindustrie 121, 721-726.

Bunert U., Buczys R., Bruhns M.

Ammonia striping (Stripovanie čpavku)

960-060.

Chacuk A. , Zarzycki R. a Iciek J.

model of absorption stripping columns for removal of ammonia from condensates (Matematický model absorpčných a stripovacích kolón na odstránenie čpavku z kondenzátov). Zuckerindustrie 119, 1008-1015.

Cheung K.C., Chu L.M. a Wong M.H. (1997) Ammonia stripping as a pre treatment for landfill leachate (Stripovanie čpavku ako predúprava pre skládkový výluh). Water Air and Soil Pollution 94, 209-221.

Liao, P.H., Chen A. a Lo K. V. (1995) Removal of nitrogén manure wastewaters by dusíka z odpadových vôd stripovaním čpavku). Biotechnology & Applied Microbiology 54,

17-20.

from swine (Odstránenie ammonia stripping z prasačieho hnoja

Alkalická a tepelná hydrolýza:

Tepelná predúprava biomasy pred anaeróbnym vyhnívaním je technológia, ktorá je dobre popísaná v literatúre, napr. v Li a Noike (1992). V nedávnych rokoch sa tiež používala tepelná predúprava komunálneho odpadu v komerčnom merítku firmou Cambi

AS, Bilingstad, Nórsko.

Wang a kol. (1997a a b) zistil, že tepelná predúprava komunálneho odpadu pri 60°C a hydraulická zdržná doba 8 dní viedli k zvýšenej výrobe metánu 52,1%. Podobný výsledok zistil Tanaka a kol. (1997), kombinácia s alkalickou hydrolýzou ale dala najvyššie zvýšenie výťažnosti plynu (200%). McCarty a kol. uskutočňovali množstvo štúdií, ktoré ukázali, že kombinácia tepelnej a alkalickej hydrolýzy zvyšuje podstatne výťažnosť plynu. Hodnota pH ale musí byť 10 až 12, s výhodou 11 alebo vyššia, ak má chemická hydrolýza vyprodukovať podstatne viac plynu.

Výsledky Wanga a kol. (1997) ukazujú, že implicitné hodnoty parametrov na stripovanie čpavku podľa časti 2.1 (hodnota pH 10 až 12, s výhodou 11 alebo viac, a teplota okolo 70°C alebo viac počas týždňa) zvýši výťažnosť plynu.

Odkazy:

Li Y.Y. a Noike T. (1992) Upgrading of anaerobic digestion of waste activated sludge by thermal pre-treatment (Zlepšenie anaeróbneho vyhnívania odpadného aktívneho kalu tepelnou predúpravou). Water Science and Technology 26, 3-4.

McCarty P.L., Goselt J.M., Stuckey D.C. a Healy Jr J.B. Heat treatment for increasing methane yield from organic materials (Tepelná úprava na zvýšenie výťažkov metánu z organických materiálov). Stanford University,

94305, USA.

California

Tanaka S., Kobayashi T.Kamiyama K. a Bildan M.L.N.S (1997)

Effects of thermo Chemical pre-treatment on the anaerobic (Účinky termochemickej odpadného aktivovaného digestion of waste activated sludge predúpravy na anaeróbne vyhnivanie kalu). Water Science and Technology 35, 209-215.

Wang Q., Noguchi C., Hara Y., Sharon C., Kakimoto K. a Kato Y. (1997a) Studies on anaerobic digestion mechanisms: Influence od pre-treatment temperature on biodegradation of waste activated sludge (Štúdia anaeróbnych vyhnivacich mechanizmov: vplyv teploty pri predúprave na biodegradáciu odpadného aktivovaného kalu). Enviromental Tehchnology 18, 999-1008 .

Wand Q., Noguchi C. K., Kuninobu M., Hara Y., Kakimoto K. Ogawa H.I. a Kato Y. (1997b) Influence of hydraulic retention time on anaerobic digestion of pre-treated sludge (Vplyv hydraulickej zdržnej doby na anaeróbne vyhnivanie predupraveného kalu). Biotechnology techniques 11, 105-108.

Sanitácia

Sanitácia kalu pred dopravou a aplikáciou na poli predstavuje dôležitú stratégiu na zníženie rizika rozširovania zoologických organizmov a veterinárnych vírusov, baktérií a parazitov (napr. Bendixen ukázalo byť účinným pri organizmov v kaloch, ale (Bendixen 1999; Pagilla a kol

1999). Anaeróbne vyhnivanie sa znižovaní počtu zoologických nezlikviduje tieto organizmy Použitie CaO na

2000) .

sanitáciu odpadného kalu tiež ukázalo, že vajíčka škrkaviek (Ascaris) a parazitov (Eriksen a kol. 1996) a vírusy sa síce podstatne obmedzia, ale nie celkom (Turner a Burton 1997).

Odkazy:

Bendixen H. J. Hygienic safety-results of sciéntific investigation in Denmark (sanitatíon requirements in Danish biogas plánt (Hygienická bezpečnosť-výsledky vedeckého skúmania v Dánsku (sanitačné požiadavky v dánskych jednotkách na bíoplyn)). Hohenheimer Seminár IEA Bioenergy Workshop, marec 1999.

EriksenL., Andreasen P., Ilsoe B., (1996) Inactivation of Ascaris suum eggs during storage in lime treated sewage sludge (Inaktivácia vajíčok škrkaviek Ascaris suum počas skladovania v odpadných kaloch ošetrených vápnom). Water Research 30, 1026-1029.

Pagilla K.R., Kim H. a Cheunbarn T. (2000) Aerobic thermophile and anaerobic mesophile treatment of swine waste (Aeróbny termofilná a anaeróbna mesofilná úprava prasačieho odpadu). Water Research 34, 2747-2753.

Turner C. a Burton C.H. (1997) Inactivation of viruses in pig slurries: a review (Inaktivácia vírusov v prasačích kaloch- posúdenie). Bioresource technology 61, 9-20.

Pena

Tvorba peny spojená s anaeróbnym vyhnívaním môže predstavovať vážny problém na prevádzku fermentorov. Obchodne je dostupné množstvo látok proti peneniu, ktoré obsahujú rôzne polyméry, rastlinné oleje (napr. repkový olej a rôzne soli (napr. Vardar-Sukan 1998). Polyméry ale môžu spôsobovať ekologické problémy a sú často drahé a neúčinné.

Odkazy:

Vardar-sukan F. (1998) Foaming: consequences, prevention and destruction (Penenie:dôsledky, prevencia a potlačenie). Biotechnology Advances 16, 913-948.

Vločkovanie

Ióny vápnika sú dobre známe ako prostriedok na vločkovanie látok a častíc tým, že sa vytvárajú kalciové mostíky medzi organickými a anorganickými látkami v roztoku alebo suspenzii, čím sa vytvárajú „vločky častíc (napr. Sanín a Vesilind

1996) . Na tento účel sa použil vápnik na odvodnenie odpadných kalov (Higgins a Novák 1997).

Odkazy:

Higgins M. J. a Novák J.T. (1997) . The effects of cat ions on settling and dewatering of activated sludge's: Laboratory results (Účinky katiónov na usadzovanie a odvodňovanie aktivovaných kalov: laboratórne výsledky). Water Enviroment Research 69, 215-224.

Usadzovanie kalov z usadzovacej odstredivky, stripovanie fosforu

Usadzovacie odstredivky sa počas posledných 100 rokov používali na množstvo priemyslových spôsobov.

Medzi poslednými príkladmi požitia usadzovacích odstrediviek je jednotka Novo Nordisk v Kalundborgu, kde sa upravuj e všetok odpad z velkých jednotiek fermentácie inzulínu. Tiež sa odvodňuje komunálny kal pomocou usadzovacích odstrediviek (Alfa Laval AúS) . Usadzovacie odstredivky oddeľujú suchú (pevnú) látku od kalu alebo odpadov, zatiaľ čo vodné fázy alebo odpadová voda sa vedie do konvenčnej jednotky čističky odpadových vôd.

Experimenty s odstreďovaním kalu z pestovania dobytka, prasiat a odplyneného kalu ukazujú predovšetkým, že usadzovacie odstredivky môžu bez problémov upravovať všetok hnoj. Tiež sa zistilo, že odstredivky odstraňujú približne 70% sušiny, 60 až 80% všetkého fosforu a len 14% všetkého dusíka z kalu predtým vyhnitého termoelektrickými baktériami ‘(Moller a kol. 1999; Moller 2000a). Odpovedajúce hodnoty pre surový kal od dobytka a prasiat boli nižšie. Malo by sa poznamenať, že sa z odpadu odstráni len 14% všetkého dusíka.

Celkové náklady na úpravu boli vypočítané na 5 DKR na 1 m³ kalu pri objeme kalu 20 000 ton alebo viac. Pri niektorých situáciách, kedy objem kalu prekročí 20 000 ton, sú usadzovacie odstredivky účinné a lacné nástroje na separáciu sušiny a celkového fosforu z kalu (Moller a kol. 1999).

Za normálnych okolností nie je záujem na úprave kalu v usadzovacej odstredivke, pretože to nie je spojené so žiadnym znížením objemu alebo inými výhodami pre roľníkov. Strata čpavku nasledujúca po rozvezení upraveného kalu na pole môže byť trochu znížená v dôsledku zvýšenej infiltračnej rýchlosti do pôdy (Moller 2000b), ale to ani zďaleka nie je dostatočný podnet pre roľníkov, aby používali usadzovacie odstredivky.

Odkazy:

Moller H.B. (2000a) Opkoncentrering af neeringsstof fer i husdyrgodning med dekantercetrifuge of skruepresse. Notat 12, september 2000, Forskningscenter Bygholm.

Moller H.B. (2000b) Gode resultater med at separere gylle. Maskinbladet 25.august 2000.

Moller H.B., Luind I., and Sommer S.G. (1999) Solid-liquid separation of livestok slurry: Efficiency and cost (Separácia sušiny a kvapaliny u dobytčieho kalu: účinnosť a náklady).

Alfa Laval A/S Gylleseparering. Separeringresultater med decabtercentrifúge.

Zrážanie fosforu

Rozpustený fosfor sa zráža takmer okamžite po pridaní vápnika ako fosforečnanu vápenatého Ca3(PC>4)2 (Cheung a kol.

1995).

Odkazy:

Cheung K.C., Chu L.M. a Wong M.H. (1997) Ammonia striping as a pretreatment for landfill leachate (Stripovanie čpavku ako predúprava pre skládkový výluh; Pollution 94, 209-221.

Water air and Soil že zrážanie fosforu zabraňuje vytváraniu

Zabránenie tvorbe struvitu Ďalším dôležitým aspektom je, v kombinácii so stripovaním čpavku struvitu (MgNH₄PO₄). Struvit predstavuje významný pracovný problém v tepelných výmenníkoch, pri doprave rúrkami atď. (Krúger 1993). Mechanizmus je odstraňovanie fosforu vytváraním CaPo₄, ako aj odstraňovanie čpavku stripovaním. Odstraňovanie fosforu a čpavku zabraňuje vytváraniu struvitu.

Odkaz:

Krúger (1993) Struvit dannelse i biogasfasllesanlasg. Krúger WasteSystems AS.

Filtrácia odpadovej vody

Systémy na konečnú úpravu a membránovú filtráciu odpadovej vody boli predkladané v posledných 10 rokoch vo forme napríklad membránových jednotiek (BioScan A/S, Ansager ApS) a jednotiek založených na stlačení pary (Funki A/S, Bjornkjasr Maskinfabrikker A/S). Tieto systémy všeobecne vedú k hrubým nákladom 50 až 100 DKR na lm³ kalu. Jednotky ďalej nie sú schopné upravovať iné typy hnoja, ako prasačí kal (brečku).

Zníženie objemu získaného týmito jednotkami často nie je väčšie ako 50 až 60%, čo znamená, že aplikácia zbytkov na pole v každom prípade závisí na konvenčných zariadeniach, tieto jednotky preto nie sú schopné konkurencie kvôli 'úrovni nákladov alebo obmedzenej redukcii objemu.

Je ale dôležité zvážiť a poznať úroveň nákladov v týchto jednotkách. Tiež je cenné zvážiť použitie energie vo forme elektrickej energie, ktorá vzniká z mechanického stlačenia pary, čo je asi 50 kWh/t upraveného kalu. Znamená to, že membrány za predpokladu, že sa vodná fáza na filtrovanie skladá len zo soli a minimálneho množstva sušiny, ktoré nevytvárajú problémy s vytváraním nánosov upchávaním, môžu byť schopné konkurenčne predstihnúť odparovacíe technológie.

Odkazy:

Argman Y. (1984) Single sludge nitrogen removal in an oxidation ditch (Odstránenie dusík z kalu v oxidačnej jame). Water Research 18. 1493-1500.

Blouin M., Bissaillon J. G., Beudet R. a Ishague M. (1988) Aerobic biodegradation of organic matter of swine waste (Aeróbna biodegradácía organických látok v prasacom odpade). Biological Wastes 25, 127-139.

Bouhabila E.H., Aim R.B. a Buisson H. (1998) Micro filtration of activated sludge using submerged membráne with air bubbling (aplication to wastewater treatment) (Mikrofiltrácia aktivovaného kalu s použitím ponorenej membrány s prebublávaním vzduchu (aplikácia na úpravu odpadovej vody)). Desalination 118, 315-332.

Burton C.H., Sneath R.W., Misselbrook T.H., a Pain B.F. (1998) Journal of Agricultural Engineering Research 71, 203.

Camarro L., Diaz J.M. a Romeo F. (1996) Final treatments for anaerobically digested piggery effluents (Konečné úpravy pre anaeróbne vyhnité odpady z ošipárne). Biomass and Bioenergy 11, 483-489.

Doyle Y. a de la Noue J. (1987) Aerobic treatment of swine manure: Physicochemical aspects (Aeróbna úprava prasačieho hnoja: fyzikálno chemické hľadiská) Biological wastes 22, 187208 .

Engelhardt N., Firk W., a Wamken W. (1998) Integration. of membráne filtration into the activated sludge process in municipal wastewater treatment (Integrácia membránovej filtrácie do procesu aktivovaného kalu pri úprave komunálnej odpadovej vody). Water Science and Technology 38, 429-436.

Garraway J.L. (1982) Investigations on the aerobic treatment of pig slurry (Šetrenie okolo aeróbnej úpravy prasacieho kalu). Agricultural Wastes 4, 131-142.

Ginnivan M. J. (1983) The effect of aeration on odour and solids of pig slurries (Účinok prevzdušňovania na zápach a pevné látky v prasacich kaloch). Agricultural Wastes 7, 197207 .

Gônenc I.E. a Harremoés P. (1985) Nitrification in rotating disc systems-I.Criteria for transition from oxygen to ammonia rate limitation (Nitrifikácia v rotačných diskových systémoch- I.Kritéria na obmedzenie rýchlosti prechodu z kyslíka na čpavok). Water Research 19, 1119-1127.

Scott J.A., Neilson D.J., Liu W. a Boon P.N. (1998) A dual function membráne bioreactor systém for enhanced aerobic remediation of high-strength industrial waste (Dvoj funkčný membránový bioreaktorový systém pre zvýšenú aeróbnu úpravu velmi silného priemyslového odpadu). Water Science and Technology 38, 413-420.

Silva C.M., Reeve D.W., Husain H., Rabie H.R. a Woodhouse K.A. (2000) Journal of Membráne Science 173, 87-98.

Visvanathan C., Yang Β-S., Muttamara S. a Mathanukhraw R. (1997) Appliction of air back flushing in membráne bioreactor (Aplikácia spätného preplachovania vzduchom v membránovom bioreaktore). Water Science and Technology 36, 259-266.

Zaloum R., Coron-Ramstrin A.F., Gehr R. 1(996) Final clarification by integrated filtration within the activated sludge aeration tank (Finálne vyčerenie integrovanou filtráciou v areacnej nádrži s aktivovaným ‘kalom) .

Enviromental Technology 17, 1007-1014

Varenie s vápnom

Tepelná a chemická hydrolýza pri teplotách pod 100°C a teda tlakoch okolo 0,1 Mpa (1 atm) predstavuje jednu možnosť zvyšovania dostupnosti organických látok na vytváranie bioplynu, ale komplexné karbohydráty, ako je celulóza, hemicelulóza a lignín, nie sú celkom hydrolyzované takouto pravou. Vlákna zo slamy, kukurice a iných plodín nie sú týmito úpravami sprístupnené na vytváranie metánu (Bjerre a kol. 1996; Schimdt a Thomsen 1998; Thomsen a Schimdt 1999; Sirohi a Rai 1998) . Varenie s alkalickým vápnom pri teplotách mierne nad 100°C je veľmi vhodné na sprístupnenie týchto substrátov na mikrobiologický rozklad (Curelli a kol.1997; Chang a kol 1997; Chang a kol. 1998).

Keď sa táto úprava použije na celulózové vlákna z cukrovej trstiny narezanej na 0,5 mm (s 4% CaO, 200°C a 1,6 MPa (16 barov)), celulóza sa rozpadne na malé organické kyseliny ako je kyselina mravčia, kyselina octová, kyselina mliečna atď. Vytváranie metánu z upravenej celulózy tak robí až 70% z odpovedajúceho množstva uhlovodíkov ako čistej glukózy (Azzam a Naser 1993) . Vo variči s vápnom sa dajú tiež upravovať zelené plodiny, ale pri nižších teplotách. Ukázalo sa, že optimálny výsledok bol dosiahnutý, keď bolí vodné hyacinty (Eichhornia crassipes) vystavené pH 11 a 121°C (Patel a kol. 1993).

Tvorba PAH a látok, ktoré inhibujú metánové baktérie môže nastať pri zvýšených teplotách (Varhegyi a kol.1993; Patel a kol. 1993), ale tento jav nebol pozorovaný pri relatívne miernych teplotách používaných pri varení vápna v porovnaní s pyrolýzou (Azzam akol. 1993). Počas pyrolýzy sú teploty tak vysoké, že biomasa dezintegruje priamo na plyny ako je vodík, metán a oxid uhoľnatý, ale bohužiaľ tiež na PAH> a iné nečistoty.

Odkazy:

Azzam A.M. a Naser M.I. (1993) Physicothermochemical pretreatmens of food Processing waste for enhancing anaerobic digestion and biogas predúpravy odpadu zo anaeróbneho vyhnívania (Fyzicko-termochemické potravín na zvýšenie fermentácie) , Journal fermentation spracovania a bioplynovej of Envirometanl Science and Engineering 28, 1629-1649.

Bjerre A.B., Olesen A.B., Fernquist T., Ploger A., Schimdt A.S.(1996) Pretreatment of wheat straw using combined wet oxudation and alkaline hydrolysis resulting in convertible cellulose and hemicellulose (Predúprava pšeničnej slamy s použitím kombinovanej oxidácie za vlhka a alkalickej hydrolýzy vedúcej ku konvertibilnej celulóze a hemicelulózam) . Biotechnology and Bioengineering 49, 566-577.

Chang V., S., Nagwani M., Holtzapple M.T. (1998) Originál articles -Lime pretretament of crop residues bagasse and wheat straw (Pôvodné články-Predúprava plodinových zbytkov bagasy a pšeničnej slamy vápnom) Applied Biochemistry and Biotechnology Part A-Enzyme Engineering and Biotechnology 74, 135-160.

Chang V.S., Barry B., Holtzapple M.T. (1997) Lime pretreatment of switchgrass (Predúprava prosa vápnom) Applied Biochemistry and Biotechnology Part A-Enzyme engineering and Biotechnology 63-65, 3-20.

Curelli N., Fadda M.B., Rescigno A., Rinaldi A.C., Soddu G., Sollai E., Vaccargiu S., Sanjust E., Rinaldi A (1997) Mild alkaline/oxidative pre-treatment of wheat straw (Mierna alkalická/oxidačná predúprava pšeničnej slamy). Process Biochemistry 32, 665-670.

Patel V., Desai M., a Madamwar D. (1993) Thermo Chemical pre-treatment of water hyacinth for improved biomethanation (Termochemicá predúprava vodného hyacintu (Eichhornia crassipes) kvôli lepšej biometanácii). Applied Biochemistry and Biotechnology 42, 67-74.

Schmidt A.S. a Thomsen A.B. (1998) Optimisation of .wet oxidation pretreatment of wheat straw (Optimalizácia oxidačnej predúpravy za vlhka v pšeničnej slame). Bioresource Technoloogy 64, 139-152.

Sirohi S.K. a Rai S.N. (1998) Optimisation of treatment conditions of wheat straw with lime: Effect of concentration, moisture content and treatment time on Chemical composition and in vitro digestibility (Optimalizácia podmienok úpravy v pšeničnej slame s vápnom: účinok koncentrácie, obsahu vlhkosti a doby úpravy na chemické zloženie a stráviteľnosť in vitro). Animal Feed Science and Technology 74, 57-62.

Thomsen A.B. a Schmidt A.S. (1999) Further development of Chemical and biological processes for production of bio etanol: Optimisation of pretreatment processes and characterisation of products (Ďalší vývoj chemických a biologických procesov na výrobu bioetanolu: optimalizácia spôsobov predúpravy a charakterizácie výrobkov). Riso National Laboratory, Roskilde, Dánsko.

Varhegyi G., Szabo P., Mok W.S.L. a Antal M.J. (1993) Kinetics of the thermal decompositon of cellulose in sealed vessels at elevated pressures (Kinetika tepelného rozkladu v utesnených nádobách pri zvýšených tlakoch). Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 26, 159-174.

Siláž energetických plodín

Konvenčné použitie energetických plodín je hlavne vo forme pevného paliva na spaľovanie (vŕba ako drevené štiepky, slama alebo celé semená) alebo ako palivo pre motory (repkový olej). Na experimentálnej báze sa repa a slama používajú na výrobu etanolu (Parsby; Sims 2001; Gustavsson a kol.1995; Wyman a Goodman 1993; Kuch 1998). V iných častiach sveta je použitie energetických plodín rozšírené a je predmetom veľkého výskumu. Použitie suchozemských ako i morských a sladkovodných rastlín je dobre dokumentované (Gunaseelan 1997; Jewell a kol. 19.93; Jarwis a kol.1997). Zdá sa, že niektoré štúdie ukazujú, že anaeróbna fermentácia energetických plodín je schopná konkurovať iným použitiam biomasy (Chynoweth D.P., Owens J.M., a Legrand R. 2001).

Použitie energetických plodín je dobre motivované. Použite slamy je organizované spôsobom, ktorý pravdepodobne robí túto prax koncepciou, ktorá bude jasná počas budúcich rokov. Použitie drevených štiepkov sa zdá byť ekonomicky a prakticky schodné. Spaľovanie zŕn obilnín je tiež nevyhnutne spojené s použitím hnojív a pesticídov a stratou dusíka z polí. Dusík sa tiež stráca počas spaľovania biomasy.

Odkazy:

Beck J. Co-fermentation of liquid manure and beets as a regenerative energy (Spoločná fermentácia kvapalného hnoja a repy ako obnovitelný zdroj energie) University of Hohenheim, Dep. Agricultural Engineering and Animal Production. Osobná správa.

Chynoweth D.P., Owens J.M. a Legrand R. (2001) Renewable methane from anaerobic digestion of biomass (Obnovitelný zdroj metánu z anaeróbneho vyhnívania biomasy). Renewable Energy 22, 1-8 .

Gunaseelan V.N. (1997) Anaerobic digestion of biomass for methane production: A review (Anaeróbne vyhnívanie biomasy pri výrobe metánu: prehlad) Biomass and Bioenergy 13, 83-114.

Gustavsson L., Borjesson P., Bengt J., Svenningsson P. (1995) Reducing C0₂ emissions by substitung biomass for fossil fuels (Zníženie emisií CO₂ náhradou fosilných palív biomasou) Energy 20, 1097-1113.

Jewell W.J., Cummings R.J. a Richards B.K. (1993) Methane fermentation of energy crops: Maximum conversion kinetics and in situ biogas purification fermentácia (Metánová energetických plodín: kinetika maximálnej konverzie a čistenie bioplynu in situ). Biomass and Bioenergy 5, 261-278.

Jarvis A., Nordberg A., Jarlsvik T., Mathiesen B. a Svensson B.H. (1997) Improvement of a grass-clover silage-fed biogas process by the addition of cobalt (Zlepšenie spôsobu výroby bioplynu zo silážovanej ďateliny pridaním kobaltu). Biomass and Bioenergy 12, 453-460.

Kuch P.J., Crosswhite W.M. (1998) The agricultural regulátory framework and biomass production (Poľnohospodársky regulačný rámec a výroba biomasy). Biomass and Bioenergy 14, 333-339.

Parsby M. Halm og energiafgroder - analyser af okonomi, energi og miljo. Rapport Nr.87, Statens Jordbrugs og Fiskeriokonomiske Inštitút.

Sims R.H.E. (2001) Bioenergy - renewable carbon sink (Bioenergie - obnoviteľná JÍMKA na uhlík). Renewable Energy

22, 31-37.
Wyman C.E.	a Goodman	B. J. (	;1993) Biotechnology for
production of	fuels Chemicals and	materials from biomass
(Biotechnológie	na výrobu	palív,	chemikálii a materiálov

z biomasy). Applied Biochemistry and Biotechnology 39, 41-59.

Banks C.J. a Humphreys P.N. (1998) The anaerobic treatment of a lignocellulosis substráte offering little natural pH buffering capacity (Anaeróbna úprava lignocelulózového substrátu ponúkajúce malú prírodnú pufrovaciu kapacitu pre pH). Water Science and Technology 38, 29-35.

Colleran E., Wilkie A., Barry M., Faherty G., O'Kelly N. a Reynolds P.J. (1983) One and two stage anaerobic filter digestion of agricultural wastes (Jednostupňové a dvojstupňové filtračné vyhnívanie polnohodpodárskych odpadov) Third Int. Symp. On Anaerobic Digestion, str. 285-312, Boston MA (1983).

Dugba P.N. a Zhang R. (1999) Treatment of diary wastewater with two stage anaerobic seqeuncing batch reactor sýstemsthermopile versus mesopile operations (Úprava mliekarenskej odpadovej vody dvojstupňovými anaeróbnymi sekvenčnými várkovými reaktorovými systémami - termopilná versus mesopilná operácia). Bioresource Technology 68, 225-233.

Ghosh S., Ombregt J. P. a Pipyn P. (1985) Methane production from industrial wastes by two-phase digestion (Výroba metánu z priemyslových odpadov dvojfázovým vyhnívaním). Water Research 19, 1083-1088.

Han Y., Sung S. a Dague R.R. (1997) Temperature-phased anaerobic digestion of wastewater sludge's (Teplotné fázované vyhnívanie kalov z odpadovej vody). Water Science and Technology 36, 387-374.

Krylova N.I., Khabiboulline R.E. Naumova R.P., Nagel M.A. (1997) The influence of ammonium and methods for removal during the anaerobic treatment of poultry manure (Vplyv čpavku a spôsoby odstraňovania počas anaeróbnej úpravy hydinového hnoja). Journal of Chemical Technology and Biotechnology 70, 99-105.

Hansen K.H., Angelidaki I., Ahring B.K. (1998) Anaerobic digestion of swine manure: inhibition by ammonia (Anaeróbne vyhnívanie prasačieho hnoja: inhibícia čpavkom). Water Research 32, 5-12.

Kayhanian M. (1994) Performance of high-solids anaerobic digestion process under various ammonia concentrations (Chovanie anaeróbneho vyhnívania s vysokým obsahom pevných látok počas rôznych koncentrácii čpavku). Journal of Chemical Technology and Biotechnology 59, 349-352.

Wang Q., Noguchi C.K., Kuninobu M., Hara Y., Kakimoto K., ogawa H.I. a Kato Y. (1997) Influence of hydraulic retention time on anaerobic digestion of pre-treated sludge (Vplyv hydraulickeej zdržnej doby na anaeróbne vyhnívanie predupraveného kalu). Biotechnology Techniques 11, 105-108.

Systémy likvidácie zvieracích mrcín atď.

Súčasný systém likvidácie zvieracích mrcín je organizovaný registrovanými jednotkami, ktoré majú povolenie na spracovanie zvieracích mrcín. Mrciny sa primárne používajú na výrobu mäsovej a kostnej múčky, ktoré sa tradične používali ako krmivo pre zvieratá.

Súčasná kríza okolo BSE túto prax zastavila predpisom komisie EU, ktorá prehlásila, že mäsová a kostná múčka sa nesmú používať ako krmivo pre zvieratá.

Dobytkársky sektor a s ním spojené podnikateľské aktivity v Európe tak čelia výzve nájsť alternatívne použitie mäsovej a kostnej múčky alebo alternatívne cesty likvidácie mäsa. Je to ale ťažká úloha kvôli obmedzeniam, daným rizikom rozširovania priónov BSE alebo iných priónov, ktoré môžu byť prítomné v mäse alebo v iných frakciách zvieracích mrcín.

Použitie mäsovej a kostnej múčky alebo zvieracích mrcín v konvenčných bioplynových jednotkách sa určite nedá doporučiť a je možné len z časti. Spracovanie zvieracích mrcín v jednotkách s povolením na spracovanie takýchto zvierat sa obvykle uskutočňuje pri teplotách okolo 130°C s tlakom okolo 0,2 až 0,3 MPa (2-3 bary) so zdržnou dobou 20 minút. Takéto podmienky sa nevyskytujú v konvenčných bioplynových jednotkách.

Nižšie uvedené patenty a patentové prihlášky tvoria časť známeho stavu techniky.

DE 3737747 popisuje jednotku a spôsob stripovania dusíka. CaO sa pridáva k hnoju, čím sa stripuje čpavok, čpavok sa absorbuje vo vodnom roztoku obsahujúcom kyselinu chlorovodíkovú. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze nie je popísaných. Týka sa to okrem iného predúpravy ako je alkalická hydrolýza, dobrých podmienok v budovách pre dobytok, využitie energetických plodín, absorbovanie čpavku v sírnom roztoku, zrážanie P, zabránenie vytvárať struvit, atď. a použitie bioplynu v miestnom plynovom motore alebo prostredníctvom zriadeného potrubia na zemný plyn.

DE 4201166 popisuje protiprúdové úpravy rôznych organických odpadových produktov, v ktorých sú odpadové produkty separované do troch frakcií obsahujúcich rôzne množstvá pevných zložiek. Pevné frakcie sa homogenizujú pred fermentáciou a výrobou bioplynu. V tomto odkaze nie je popísaných množstvo hľadísk riešených vynálezom. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredia v budovách pre zvieratá, využitie energetických plodín, absorbovanie čpavku v sírnom roztoku, zrážanie P, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu cv miestnom plynovom motore alebo prostredníctvom zriadeného potrubia na zemný plyn.

DE 4444032 popisuje jednotku a spôsob, v ktorom sa kal mieša v prvom reaktore, prevzdušňuje a pridáva sa vápno, aby sa dosiahlo pH 9,5, aby sa vystripoval čpavok. V druhom reaktore sa pridá sol obsahujúca železo a polymér, aby sa kal neutralizoval a vyzrážali sa pevné látky. V tomto odkaze nie je opísané množstvo hľadísk riešených vynálezom. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, využitie energetických plodín, absorbovanie čpavku v sírnom roztoku, zrážanie P, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu v miestnom plynovom motore alebo prostredníctvom zriadeného potrubia na zemný plyn.

DE 1966 15063 popisuje spôsob, v ktorom je čpavok stripovaný z fermentovaného hnoja. V tomto odkaze nie je opísané množstvo hľadísk riešených vynálezom. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, využitie energetických plodín, zrážanie P, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu v miestnom plynovom motore alebo prostredníctvom zriadeného potrubia na zemný plynú

EP 0286115 popisuje spôsob výroby bioplynu, v ktorom sa k hnoju pridávajú mastné kyseliny alebo zmesi obsahujúce mastné kyseliny. V tomto odkaze nie je popísané množstvo hľadísk riešených vynálezom. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, využitie energetických plodín, zrážanie P, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu v miestnom plynovom motore alebo prostredníctvom zriadeného potrubia na zemný plyn.

EP 0351922 popisuje jednotku a spôsob, v ktorom sa uskutočňuje stripovanie čpavku, oxidu uhličitého a fosfátu z kvapalného hnoja. Hnoj je dopravovaný z farmy cisternovými autami do jednotky, kde sa kal upravuje horúcim vzduchom a čiastočne sa stripuje čpavok a oxid uhličitý. Zostávajúca časť kalu sa ohrieva a pridáva sa vápno na úpravu na pH 10 až 11, čím sa stripuje viac čpavku a vytvára sa fosforečnan vápenatý. Stripovaný čpavok sa absorbuje v kyslom roztoku vytváraním amónnej soli, ktorá sa suší a používa ako hnojivo. Používa sa dekantačná odstredivka na oddeľovanie pevných častíc z kalu. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, využitie energetíckých plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

ES 2100123 popisuje jednotku a spôsob, v ktorom sa čistí kvapalný hnoj. Organické zložky sa degradujú a zrazené pevné látky sa odstraňujú osadzovacím odstredením. Ku kvapaline sa pridáva kyselina a kvapalina sa rozstrekuje na pozemku alebo sa ďalej čistí prevzdušňovaním a stripovaním čpavku. Vyčistená kvapalina sa odvádza do jednotky na čistenie odpadových vôd. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku v úvodnom kroku, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

spôsob na výrobu Kal sa upraví bioplynu vápnom a

Množstvo hľadísk riešených

FR 2 576 741 popisuje fermentovaním kvapalného hnoja vyzrážané zložky sa odstránia, vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, využitie energetických plodín, zrážanie P, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

GB 2013170 popisuje jednotku a spôsob výroby bioplynu. V prvom reaktore sa organický materiál okysľuje a odstraňuje sa pevná frakcia. Kvapalná frakcia sa odvádza do druhého reaktora, v ktorom sa objavuje anaeróbna degradácia s výrobou metánového plynu. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre dobytok, stripovanie čpavku, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

DE 19644613 popisuje spôsob výroby pevných hnojív z hnoja. Ku kvapalnému hnoju sa pridá substrát z výroby bioplynu spolu s CaO alebo Ca(OH)₂. Vystripovaný čpavok sa zbiera. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, využitie energetických plodín, vyzrážanie fosforu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

DE 19828889 popisuje spoločnú fermentáciu zozbieraných plodín a organického odpadu s výrobou bioplynu. Materiál je homogenizovaný a fermentovaný. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, využitie energetických plodín, vyzrážanie fosforu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 4 041 182 popisuje spôsob výroby krmív pre zvieratá z organického odpadu. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, využitie energetických plodín, vyzrážanie fosforu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 4 100 023 popsuje jednotku a spôsob na výrobu metánového plynu a hnojív. V prvom reaktore sa uskutočňuje aeróbna degradácia homogenizovaného materiálu. V druhom reaktore, ktorý je ohrievaný sa uskutočňuje anaeróbna degradácia a výroba bioplynu. Ako kvapaliny sa vyrábajú hnojivá. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 4 329 428 popisuje jednotku na anaeróbny rozklad, hlavne materiálu z rôznych zelených rastlín a použitie vytvoreného bioplynu. Jednotka je založená na rozklade spôsobenom mesofilnými a termofilnými anaeróbnymi baktériami. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, stripovanie čpavku, vyzrážanie fosforu, zabránenie vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 4 579 654 popisuje jednotku a spôsob výroby bioplynu z organických materiálov. Pevné materiály sú hydrolyzované, okyslené a fermentované. Množstvo hladísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 4 668 250 popisuje spôsob, v ktorom sa čpavok odstraňuje z kvapalnej frakcie prevzdušnením. Množstvo hladísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, využitie energetických plodín, vyzrážanie fosforu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 4 750 454 popsuje jednotku na anaeróbne vyhnívanie zvieracieho hnoja a použitie bioplynu vyrobeného týmto spôsobom. Jednotka je založená na rozkladu spôsobenom mesofilnými alebo termofilnými anaeróbnymi baktériami a využíva miestny plynový motor vybavený generátorom. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, stripovanie čpavku, vyzrážanie fosforu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 071 559 popisuje spôsob úpravy hnoja. K hnoju sa pridáva voda a zmes sa okyslí. Kvapalina sa odstraňuje výrobou pary, ktorá sa opäť skondenzuje v inom reaktore a upravuje sa anaeróbne, aby sa vytvoril bioplyn. Fermentovaná kvapalná frakcia sa potom upravuje aeróbnym spôsobom. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 296 147 popisuje spôsob úpravy hnoja a iných organických zložiek. Organický odpad fermentuje a potom sa nitrifikuje a ďalej denitrifikuje. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 389 258 popisuje spôsob výroby bioplynu z polotuhého a tuhého organického odpadu. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 494 587 popisuje spôsob s katalytickou úpravou hnoja vrátane zníženia koncentrácie dusíka. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 525 229 popisuje všeobecný spôsob anaeróbneho vyhnívania organických substrátov za termofilných ako i mesofilných podmienok.

US 5 593 590 popisuje oddeľovanie a úpravu kvapalných a pevných organických odpadov s nasledujúcim oddeľovaním obidvoch frakcií. Kvapalná frakcia sa fermentuje s výrobou bioplynu, s nasledujúcim odstraňovaním vyzrážaných pevných látok, ktoré sa sčasti v spôsobe recirkulujú. Pevná frakcia sa upravuje v aeróbnom spôsobe a spracováva sa do kompostu, hnojív alebo živočíšnych krmív. Časť vyrobeného bioplynu obsahujúceho metán a CO₂ sa znovu používa na zníženie úrovne pH v kvapalnej frakcii absorpciou CO₂. Pevné látky sa vyzrážajú z kvapalných frakcií napríklad pomocou usadzovacej odstredivky a čpavok sa stripuje z kvapaliny pomocou pH 9 až 10. Odpadová voda sa dá použiť na čistenie stajní. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá použitím slamy, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, využitie energetických plodín, vyzrážanie fosforu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 616 163 popisuje spôsob úpravy hnoja, pri ktorom sa využíva dusík pri výrobe hnojív. Ku kvapalnému hnoju sa pridá C0₂ alebo CaSO₄, čím sa stripuje čpavok. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá použitím slamy, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 656 059 popisuje spôsob úpravy hnoja, pri ktorom sa používa dusík pri výrobe hnojív viac či menej nitrifikáciou.

Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá použitím slamy, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 670 047 popisuje všeobecný spôsob anaeróbneho rozkladu organických susbtrátov na plyny.

US 5 681 481, US 5 783 073 a US 5 851 404 popisujú spôsob a zariadenie na stabilizovanie kalu. Vápno sa pridáva na dosiahnutie pH ž 12 a hmota sa zahrieva aspoň na 50°C počas 12 hodín. Čpavok sa stripuje a buď sa vypúšťa do ovzdušia alebo sa recirkuluje v systéme. Možno používať „predhrievaciu komoru, ako aj usadzovaciu odstredivku, ako aj miesenie kalu na to, aby sa dostal do kvapalného stavu. Kal sa rozváža na pozemok. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá použitím slamy, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 746 919 popisuje spôsob, v ktorom sa organický odpad upravuje v termofilnom anaeróbnom reaktore, po čom nasleduje úprava v mesofilnom anaeróbnom reaktore. V obidvoch reaktoroch dochádza k tvorbe metánového plynu. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá použitím slamy, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 773 526 popisuje spôsob, v ktorom je kvapalný a pevný odpad fermentovaný najprv mesofilným spôsobom a potom termofilným spôsobom. Pevné zložky sa hydrolyzujú a okysľujú. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá použitím slamy, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 782 950 popisuje fermentáciu biologického odpadu homogenizciou, prevzdušňovaním a ohrevom hmoty. Odpad sa rozdelí na kvapalnú a pevnú frakciu. Pevné látky sa spracovávajú na kompost. Kvapalné látky sa fermentujú anaeróbnym mesofilným a termofilným spôsobom s výrobou bioplynu. Odpadová voda sa recirkuluje z bioplynového reaktora do homogenizačného spôsobu. Odpadová voda z bioplynového reaktora sa upravuje v jednotke na čistenie odpadových vôd. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 853 450 popisuje spôsob pasterizovaného kompostu z organického odpadu a zeleného rastlinného materiálu. Hodnota pH organického odpadu sa zvýši na 12 a odpad sa ohreje na teplotu nad 55°C. Keď sa pridá zelený rastlinný materiál, tak sa pH zníži na 7 až 9,5. Zmes sa fermentuje. Množstvo hladísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 863 434 popisuje spôsob stabilizácie organického odpadu degradáciou v psychrofilnom aeróbnom spôsobe. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 6 071 418 popisuje spôsob a systém úpravy hnoja ozónom spôsobom, ktorý vyvoláva aeróbnu anaeróbnu zónu v materiáli. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 6 171 499 popisuje zlepšený spôsob fermentovania domáceho a priemyslového odpadu. Odpad anaeróbne vyhníva za súčasnej výroby bioplynu, ktorý sa používa v plynovej turbíne v kombinácii so zemným plynom. Fermentovaný materiál sa dehydratuje a kal sa odvádza do spaľovacej jednotky. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

WO 84400038 popisuje výrobu bioplynu a odplynených a stabilizovaných hnojív. Termofilná degradácia sa objavuje vo vnútornom reaktore a mesofilná degradácia vo vonkajšom reaktore. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako, je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

WO 8900548 popisuje využitie Ca iónov a Mg iónov pri výrobe bioplynu. Kovové ióny inhibujú tvorbu peny. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

WO 9102582 popisuje jednotku a spôsob na výrobu plynu a zabraňuje rozširovaniu škodlivých zlúčenín do okolia vypierania plynu. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

WO 9942423 popisuje spôsob a jednotku na výrobu bioplynu. Vlákna a častice z hnoja sa kompostujú a kvapalná frakcia sa fermentuje anaeróbne a stripuje sa dusík. Soli fosforu a draslíka sa využívajú na hnojivá pomocou reverznej osmózy. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

www.igb.fhg.de/Uwbio/en/Manure.en. html popisuje spôsob výroby bioplynu z hnoja. Z odplyneného hnoja sa používa pevná frakcia na výrobu kompostu. Z kvapalnej frakcie sa zbiera dusík a používa sa ako hnojivo. Usadzovacia odstredivka sa dá použiť na oddelovanie pevných častíc od zmesi. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

http://riera,ceeeta.pt/images/ukbxo mass.htm popisuje výrobu bioplynu anaeróbnou degradáciou. V systéme sa dá použiť usadzovacia odstredivka. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

www.biogas.ch/f+e/memen.htm popisuje možnosti redukovania zmesi z pevných zložiek. Je uvedený rotujúci diskový reaktor, pevný filmový reaktor, ultrafiltrácia a reverzná osmóza. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

www.biogas.ch(f+e/grasbai.htm popisuje anaeróbnu degradáciu silážovaných energetických plodín a hnoja s úýrobou bioplynu. Popisujú sa dva procesy: 1) Silážované energetické fermentácia hnoja pridania ďalšej bioplynu, bioplynu plodiny sa nasekajú na 1 až 3 cm a vedú do kvapalnej frakcie obsahujúcej hnoj. Zmes sa fermentuje pri 35°C. 2) Suchá a silážovaných energetických plodín bez kvapaliny. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

www.biogas.ch/f+e/2stede.htm popisuje výrobu bioplynu. Organický odpad sa hydrolyzuje a okysľuje v rotačnom sieťkovom bubne, z ktorého sa kontinuálne vedie kvapalná frakcia do anaeróbnej degradácie s výrobou bioplynu. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze popísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

Podstata vynálezu

Predmetný vynález predstavuje nový spôsob využívania energetických plodín, hlavne pomocou vyhnívania spolu so zvieracím hnojmi v poľnohospodárskych bioplynových jednotkách. Spôsob tiež zahŕňa oddeľovanie kalu, t.j. rafinovanie živín vo zvieracích hnojoch.

Vynález sa tiež dá použiť na spoločné hnitie zvieracích mrcín, mäsovej a kostnej múčky atď. so zvieracími hnojmi, energetickými plodinami a dá sa tak získať spôsob likvidácie zvieracích mrcín atď., zatiaľ čo súčasne sa dá uľahčiť výroba hnojív vyrábaných zo vstupných zvieracích odpadov spolu s plodinami, hnojmi atď.

Spôsob je navrhnutý tak, že umožňuje použiť krmivové plodiny ako je repa, kukurica alebo ďatelina, všetky plodiny s vyšším obsahom sušiny na hektár, než ako majú obiloviny. Krmivové plodiny sú tiež výhodné ako „zelené krmivá a pri rotácii plodín. Energetický potenciál pri použití ladom ležiaceho pozemku na výrobu energetických plodín sa tiež dá ukázať na predmetnej koncepcii.

Ústredná a zrejmá vízia - za velmi rozmanitých podmienok je, že výroba bioplynu založená na tejto koncepcii bude v budúcnosti konkurencie schopná v porovnaní s použitím zemného plynu a preto bude pomerne atraktívna a s výhodou už nebude subvencovaná. Je tu tiež vízia, že výroba energie bude predstavovať podstatnú čas dánskej energetickej spotreby, t.j. bude rádovo rovnaká, ako je použitie zemného plynu (asi 150 PJ ročne). Naviac na tento účinok tu existujú výhody z hľadiska životného prostredia, pohody pre zvieratá a bezpečia potravy.

Parsby odhadol energetický potenciál pri používaní energetických plodín, hlavne zrnitých obilnín na 50 až 80 PJ ročne. V krátkodobom výhľade to vyžaduje plochu 150 000 ha a v dlhšom výhľade oblasť 300 000 ha. Na základe výťažku 15 t sušiny na 1 ha v prípade repy, vrátane chrástu, ktorá sa spracuje v jednotkách na bioplyn, predstavuje ale energetický potenciál okolo 100 PJ ročne. K tomu sa pridá energia so spoločného vyhnívania hnojov (okolo 25 PJ) . Pomocou nových kultivarov repy sa môže výťažnosť sušiny podstatne zväčšiť nad súčasnú úroveň, t.j. dávať až 25 t/ha.

Základom vynálezu je kombinácia spôsobov, ktorá umožňuje zvýšenú výrobu bioplynu, stripovanie čpavku a následné prípadné ďalšie použitie a spracovanie vyhnitých a stripovaných zbytkov (odpadovej vody).

Je charakteristické, že podstata vynálezu umožňuje integrovať ďalšie jednoduché a robustné spôsoby, ktoré sa integrujú s podstatou vynálezu. V porovnaní s konvenčnými jednotkami sa dosiahne jednoduchá a robustná energetická jednotka s vynikajúcou energetickou a ekonomickou činnosťou. Energetická jednotka sa ďalej integruje s riadením objektov pre zvieratá a s poľnohospodárskou pôdou. Vynález má teda množstvo aspektov.

Prvým preferovaným aspektom vynálezu je, že sa dá použiť na boj proti infekciám a šíreniu zvieracích mikrobiologických a parazitických patogénov, ako je Campylobakter, Salmonella, Yersínia, Akaris a podobné mikrobiálne a parazitické organizmy do vzduchu a do poľnohospodárskej pôdy. Hrozba pre ľudí, že budú infikovaní, sa tak zníži, pokiaľ sa celkom nevylúči.

Druhým preferovaným aspektom vynálezu je, že môže byť použitý na zníženie obsahu priónov BSE, obsiahnutých v hnojoch, krmive, odpadoch z jatiek, mäsovej a kostnej múčke atď. To sa dosahuje kombináciou predúpravy a vyhnívania. Časťou tohoto aspektu je, že súčasný vynález poskytuje jednu možnosť na manipuláciu so zvieracími mrcinami, odpadom z jatiek atď., čo umožňuje využitie živín obsiahnutých v mrcinách zvierat ako hnojív. Zníženie a/alebo likvidácia priónov BSE obsiahnutých vo zvieracích mrcinách, mäsovej a kostnej múčke atď., ale tiež v hnojivách, krmive, odpade z jatiek atď. počas spôsobu podľa vynálezu je predbežným predpokladom na spôsobom manipulácie s odpadom podľa vynálezu kombináciou predúpravy spôsob je alternatívou k súčasnému spracovania výrobe rôznych výrobkov ako je mäsová a kostná múčka, ktorá sa hlavne používa ako krmivo pre zvieratá.

Tretím preferovaným aspektom vynálezu je, že môže byť použitý na oddeľovanie hlavných živín, dusíka (N) a fosforu (P), zo živočíšnych hnojov a na rafinovanie živín na hnojivá obchodnej akosti.

To sa dosahuje a vyhnívania. Tento spôsobu (ale teraz zvieracích zdochlín zakázanému komisiou EU) v ústredných jednotkách a

Štvrtým výhodným aspektom vynálezu je, že môže byť použitý na výrobu veľkého množstva bioplynu zo širokej škály organických substrátov, vrátane všetkých typov živočíšnych hnojív, energetických plodín, zbytkov z plodín a iných organických odpadov.

Piatym výhodným aspektom vynálezu je, že môže byť použitý na zabezpečenie optimálneho stavu a zdravia zvierat, keď je ustajnený v objektoch pre zvieratá, zatiaľ čo súčasne sa znižujú emisie prachu a plynu ako je čpavok. To sa dosiahne preplachovaním alebo recirkuláciou vody cez objekty pre zvieratá.

Šiestym výhodným aspektom vynálezu je, že môže byť použitý na to, aby ťažil z celého rozsahu výhod spojených s rôznymi aspektmi vynálezu.

Ďalšie výhodné aspekty vynálezu spočívajú v tom, že sa uprednostňujú kombinácie podstaty vynálezu s ďalšími a inými uvedenými aspektmi.

Prehľad obrázkov na výkrese

Vynález bude bližšie osvetlený pomocou výkresov, na ktorých jednotlivé obr. znázorňujú nasledujúce:

obr.l znázorňuje výhodné vyhotovenie predmetného vynálezu. V tomto vyhotovení sa hnoj, s výhodou vo forme kalu, vytvorený v objekte alebo stajni 1^ pri porážaní zvierat, vrátane domácich zvierat, ako sú prasatá, dobytok, kone, kozy, ovce alebo hydina, vrátane sliepok, moriek, kačíc, husí a pod., prevádza do jednej alebo dvoch nádrží, t.j. prvej predupravovacej nádrže 2 alebo druhej predupravovacej nádrže 3.

Pracovné postupy sú také, že sa hnoj, s výhodou vo forme kalu, vrátane v jednom vyhotovení vody, ako je odpadová voda použitá na čistenie objektu alebo stajne, odvádza do prvej predupravovace j nádrže 2. obsahujúcej stripovaciu nádrž, ,kde sa stripuje čpavok pomocou pridania CaO alebo Ca(OH)₂ do stripovacej nádrže. Pridanie CaO alebo Ca(OH)₂ ku kalu môže nastať pred vstupom kalu do prvej upravovacej nádrže 2_ alebo stripovacej nádrže.

Súčasne s pridaním CaO alebo Ca(OH)₂ alebo v neskoršej fáze sa predupravovacia nádrž 2 zahrňujúca stripovaciu nádrž podrobí stripovaniu alebo ohrevu a vystripovaný dusík alebo čpavok sa s výhodou absorbuje pred uložením do oddelenej nádrže 11. Stripovaný dusík (N) vrátane čpavku sa s výhodou absorbuje do kolóny vo stripovacej nádrži zahrnutej v prvej predupravovacej nádrži pred nasmerovaním do oddelenej nádrže na uskladnenie.

Organické materiály, ktoré mikroorganizmy len ťažko strávia počas anaeróbnej fermentácie, sú s výhodou predupravené v druhej predupravovacej nádrži 3 pred ich nasmerovaním do prvej predupravovacej nádrže 2, ktorá zahŕňa stripovaciu nádrž tak, ako je tu popísaná vyššie. Takéto organické materiály spravidla obsahujú podstatné množstvá napr. celulózy a/alebo hemicelulózy a/alebo lignínu, napr. s výhodou viac ako 50% hmôt. celulózy alebo hemicelulózy alebo lignínu na sušinu organického materiálu, ako je slama, plodiny, vrátane kukurice, odpadu z plodín a iných pevných látok, organických materiálov. Dusík vrátane čpavku sa následne stripuje z predupraveného organického materiálu.

Ako v prvej, tak aj v druhej predupravovacej nádrži sa kal podrobuje tepelnej a alkalickej hydrolýze, ale teplota alebo tlak sú podstatne vyššie v druhej predupravovacej nádrži, ktorá je preto s výhodou skonštruovaná ako uzatvorený systém schopný udržať vysoké tlaky.

Nakoniec sa kal, ktorý bol podrobený predúprave tak, ako je to tu popísané vyššie, s výhodou odvádza do aspoň jedného termofilného reaktora 6 alebo aspoň jedného mesofilného bioplynového reaktora 6, kal sa následne nechá vyhniť anaeróbne v reaktoroch súčasne s výrobou bioplynu, t.j. plynu skladajúceho sa hlavne z metánu, poprípade obsahujúceho malé množstvo oxidu uhličitého. Bioplynový reaktor, či reaktory, s výhodou vytvárajú časť energetickej jednotky na zlepšenú výrobu energie z organického materiálového substrátu.

Bioplyn môže byť odvádzaný do plynového motora a energia vytvorená v tomto motore sa dá použiť na ohrev stripovacej nádrže. Bioplyn ale tiež môže byť odvádzaný do komerčného bioplynového potrubného systému, ktorým sa dodáva do domácností alebo priemyslovým zákazníkom.

Zbytky z anaeróbnej fermentácie, stále ešte v forme kalu, obsahujúce pevné látky a kvapaliny, sa s výhodou odvádzajú vo vhodnom vyhotovení aspoň do usadzovacej odstredivky ]_ na oddeľovanie pevných látok a kvapalín. Jedným výsledkom tohoto oddeľovania je aspoň polotuhá frakcia s výhodou obsahujúca viac ako 50% hmotn. fosforu 12 . V rovnakom kroku Ί_ alebo v inom oddeľovacom kroku É) v usadzovacej odstredivke sa s výhodou tiež získava aspoň polotuhá frakcia s výhodou obsahujúca takmer výlučne draslík (K), ako je aspoň polotuhá frakcia s výhodou obsahujúca viac ako 50% hmotn. draslíka 13. Tieto frakcie, s výhodu vo forme granulátov získaných po sušiacom kroku, ktorý zahŕňa krok sušenia rozprašovaním alebo krok sušenia kalu, s výhodou obsahujúci fosfor alebo draslík v komerčne prijateľných čistotách, ktoré sú lahko použiteľné pre komerčné hnojivá 10. Takéto hnojivá sa môžu rozprašovať na plodiny alebo na poľnohospodárske pole, dajú sa odvádzať späť do stajne alebo objektu pre zvieratá alebo do systému odpadových vôd.

V ďalšom vyhotovení sa môže prvá predupravovacia nádrž 2_ zásobovať organickým materiálom pochádzajúcim zo silážnych nádrží _4, ktoré obsahujú fermentovateľné organické materiály. Odvádzanie takýchto organických materiálov do prvej predupravovacej nádrže môže obsahovať krok zahrňujúci anaeróbnu fermentáciu ako je napríklad termofilná fermentačná nádrž schopná odstraňovať plyny zo siláže. Naviac slama a napríklad odpady z plodín, pochádzajúce z poľnohospodárskych polí 2 sa môžu tiež odvádzať do stajní alebo objektov pre zvieratá a neskôr do prvej alebo druhej predupravovacej nádrže

2,3.

Obr.2 znázorňuje vyhotovenie v podstate také, aké je popísané na obr.1, ale s tým rozdielom, že sa za oddelením v usadzovacej odstredivke zbiera len fosfor (P) a voda vo forme odpadovej vody sa zbiera do oddelenej nádrže na ďalšie čistenie vrátane ďalšieho odstraňovania dusíka (N) , odstraňovania zápachu a väčšiny zostávajúcich pevných látok. To sa môže uskutočňovať napríklad aeróbnou fermentáciou. V tejto fáze sa tiež dá z kvapalín oddeľovať draslík (K).

Obr.3 znázorňuje vyhotovenie zahrňujúce zjednodušený prístup ku kombinovanému systému oddeľovania bioplynu a kalu podľa predmetného vynálezu. V tomto vyhotovení sa nepoužívajú žiadne fermentory bioplynu a pevné látky vyplývajúce z predúpravy v prvej predupravovace j nádrži 2_ a druhej predupravovacej nádrži 2 sa podrobujú oddeľovaniu v usadzovacej odstredivke £ a 5, po čom nasleduje stripovanie dusíka, vrátane čpavku a ich zber v oddeľovacej nádrži 2· Získavajú sa oddelené a aspoň polotuhé frakcie 9 a 10 obsahujúce fosfor a draslík.

Obr.4 znázorňuje vyhotovenie, v ktorom sa draslík (K) neoddeľuje po oddelení v usadzovacej odstredivke tak, ako je to popísané okolo vyhotovenia znázorneného na obr.3. Ďalšie oddeľovanie draslíka (K) z následne odobratej odpadovej vody je ale možné.

Obr.5 a 6 znázorňujú výhodné vyhotovenie systému podľa vynálezu. Jednotlivé zložky sú tu podrobne popísané.

Nižšie sú podrobne popísané ďalšie výhodné vyhotovenia predmetného vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu z prvého zvierat,

Predmetný vynález sa týka množstva jednotlivých aspektov tak, ako sú popísané nižšie.

Prvý aspekt je hygiena:

V rámci prvého aspektu sa systém skladá zariadenia, objektu alebo stajne na vylučovanie vrátane domácich zvierat ako sú ošípané a dobytok a alebo druhého zariadenia hlavne na stripovanie čpavku a predúpravu substrátu alebo tretieho zariadenia hlavne energetickej jednotky na vylepšenú výrobu energie zo substrátu.

Systém sa môže s výhodou skladať z objektu pre zvieratá a stripovacej nádrže a reaktoru na bioplyn. Ďalšie zložky môžu zahŕňať zariadenie na pridávanie CaO alebo Ca(OH)₂ ku kalu, absorpčnú kolónu, ktorá pracuje na báze napríklad kyseliny sírovej, skladovacej nádrže na čpavkový koncentrát a skladovacej nádrže na vyhnitý kal.

Vyrobený bioplyn sa môže s výhodu použiť na výrobu prúdu a tepla v plynovom motore a generátore, pričom prúd sa s výhodou predáva do siete a teplo sa s výhodou používa na ohrev kalu alebo objektu pre zvieratá. Energetická jednotka vynálezu má vynikajúcu výkonnosť z hľadiska výroby energie na jednotku susbtrátu upravenú v jednotke. Vynikajúca výkonnosť sa dosahuje kombináciou predúpravy substrátu, ktorý sa má vyhniť, či už sú to zvieracie hnoje alebo iné organické substráty, so stripovaním čpavku zo substrátu pred anaeróbnym vyhnívaním.

Výhody spojené s predmetným vynálezom sú popísané podrobnejšie nižšie. Jedným ústredným aspektom asanačného aspektu vynálezu je predúprava, ktorá zahrňuje, samotná alebo v kombinácii, množstvo jednotlivých krokov predúpravy, popísaných podrobne v nasledujúcom:

Predúprava kalu, ktorá nasleduje po jeho odstránení z objektov pre zvieratá, môže zahŕňať jeden alebo viacero z nasledujúcich krokov: 1) stripovanie čpavku, 2) hydrolýzu organických látok, 3) asanáciu kalu, 4) zníženie penivosti, 5) vločkovanie, 6) zrážanie fosforu a 7) zabránenie tvorby struvitu.

Pracovné princípy sú, že sa kal vedie z prvého zariadenia do stripovacej nádrže, kde sa čpavok stripuje tak, že sa pridá CaO alebo Ca(OH)₂, stripuje sa a ohrieva a čpavok sa potom absorbuje v kolóne pred jeho skladovaním v nádrži. Súčasne sa kal podrobuje tepelnej a alkalickej hydrolýze, s výhodou s použitím variča s vápnom. Nakoniec sa predupravený kal odvedie do tretieho zariadenia, ktoré sa skladá z jedného alebo dvoch termofilných alebo mesofilných bioplynových reaktorov, kde sa nechá kal vyhnívať anaeróbne za súčasného vytvárania bioplynu, t.j. plynu obsahujúceho hlavne metán s malou frakciou oxidu uhličitého. Bioplyn sa odvádza do plynového motora a teplo z tohoto motora sa používa na ohrev stripovacej nádrže. Vyrobený prúd sa predáva do siete.

Pretože slama a snáď tiež piliny sú podstatnou časťou hlbokej podstielky z chovu dobytka a hydiny, je potrebná špeciálna predúprava týchto hnojov pred optimálnym použitím ako substrátu na výrobu metánu v jednotkách na bioplyn. V tomto zmysle predstavuje varenie s vápnom pod tlakom jeden výhodný spôsob predúpravy. Hlboká podstieľka upravovaná touto technológiou sa tak dá účinnejšie sprístupniť na výrobu metánu a môže viesť ku zvýšeniu výroby bioplynu. Naviac sa zabezpečuje, že sa kyselina močová a močovina rozpadnú na čpavok a že sa rozpustia proteíny a iné látky. Tým sa zabezpečí, že sa pomocou stripovania čpavku môže anorganický dusík z hlbokej podstielky zbierať vo forme dusíkového koncentrátu.

Dostupnosť dusíka v hlbokej podstielke a hydinovom hnoji pre poľnohospodárske plodiny sa tým podstatne zvýši. Odhaduje sa, že sa môže potenciálna účinnosť využitia zvýšiť na o.kolo 90% ako je to u iných hnojov upravených v jednotkách na oddelenie bioplynu a kalu podľa predmetného vynálezu.

Alternatívne môže byť vhodné nechať vyhniť hydinový hnoj v prvom termofilnom alebo mesofilnom reaktore pred jeho priechodom do stripovacej nádrže. To závisí na kvalite hnoja a na tom, do akého stupňa sa kyselina močová rozpadne pôsobením týchto dvoch rozdielnych úprav. Skúsenosti získané po určitej dobe práce jednotky to vyjasnia. Je dôležité zdôrazniť všestrannosť jednotky, ktorá dovoľuje upravovať všetky typy hnoja energetických plodín.

Technická konštrukcia je relatívne jednoduchá, pretože slimákový dopravník vybavený macerátorom, všetko zhotovené z nehrdzavejúcej a kyseline odolávajúcej oceli, dopravuje biomasu do variča s vápnom, kde sa hmota ohrieva vypustením pary na 180 až 200°C. Tlak dosiahne počas 5 až 10 minút hodnotu 1 až 1,6 MPa (10 až 16 barov), čo je potrebné na to, aby sa hmota upravila.

Skonštruovaná jednotka musí byť schopná vytvárať teploty a tlaky v teplotnom intervale 100 až 200 ’C. Tým je možno nastaviť úpravu na vyhnívanie rozdielnych biomás v jednotke podľa vynálezu, pri riadnom zvážení použitia energie, vytvárania dechtu a technických parametrov.

Penenie predstavuje bežný problém v jednotách na bioplyn. Pri potlačovaní tvorby peny v jednotkách na bioplyn, hlavne keď sa spracovávajú velké množstvá biomasy z energetických plodín, sa s výhodou používa repkový olej, ktorý okrem toho, že potlačuje penenie, je tiež substrátom na vytváranie plynného metánu. Pri potlačovaní sú tiež velmi účinné Ca ióny, rovnako ako mnoho solí. Jedným výhodným opatrením na potlačovanie penenia podľa predmetného vynálezu je pridávanie Ca(OH)2 alebo CaO, ktoré má tiež iné účinky uvedené vyššie. Zdá sa, že dodanie iónov Ca tiež stimuluje vytváranie vločiek a adhéziu baktérií k organickým časticiam a teda to ovplyvní chovanie anaeróbneho vyhnívania.

Podľa toho, či je v spôsobe potrebné potlačovať penenie alebo dosiahnuť vločkovanie kvôli veľmi vysokej produkcii plynu, môžu sa do fermentorov priamo privádzať Ca ióny a/alebo repkový olej. Pridávanie Ca(OH); alebo CaO tiež povedie ku zrážaniu kyslých uhličitanov ako CaCOj. Tým sa zníži koncentrácia C0₂ v roztoku a v plynnej fáze a prispeje sa k zníženiu tvorby peny vďaka nižším emisiám oxidu uhličitého.

Pridávanie Ca(OH)₂ alebo CaO v spojitosti so stripovaním čpavku a sanitáciou kalu tiež povedie ku zrážaniu ortofosforečnanu, t.j. rozpusteného fosforu, t.j. P0<. Častice fosforu môžu byť suspednované v kale rovnako ako iné vločky. Použitie vápnika (Ca) tiež povedie k obmedzenému zníženiu chemickej spotreby kyslíka (COD), čo znamená, že Ca zráža iné soli ako len ortofosforečnan.

Zdá sa, že bez ohľadu na chemické rozdiely medzi rôznymi organickými odpadavými produktmi povedie jednoduchá tepelná úprava a hlavne tepelná úprava v kombinácii s alkalickou hydrolýzou ku zvýšenému výťažku plynu. Naviac sa zdá, že kombinácia vysokých teplôt a vysokého pH počas predúpravy vedie k účinnejšej sanitácii organického materiálu v porovnaní so samotným anaeróbnym vyhnívaním, či už je termoŕilné alebo mesofilné.

Je potrebné poznamenať, že v zákonnom nariadení č.823 dánskeho ministra pre životné prostredie a energiu je zakotvené, že riadená sanitácia spočíva v zdrženej dobe 1 h pri 70°C. Z tohto hladiska spočíva úprava podlá výhodných vyhotovení vynálezu v jednotýždňovom udržovaní na teplote 70°C pred dvojitým po sebe nasledujúcim anaeróbnym vyhnívaním (termofilným alebo mezofilným) , o ktorom sa zdá, že celkom zlikvidujú všetky známe veterinárne alebo ľudské mikrobiálne a zoonotické patogény. S výhodou sa tiež zlikvidujú alebo aspoň podstatne čo do počtu zredukujú prióny BSE.

Celkový výsledok je, že všetky infekčné organizmy v kale sú zlikvidované a teda sa nerozširujú do životného prostredia, keď sa hnoj rozváža na pozemok. To tiež umožňuje vyplachovať objekty pre dobytok vyhnitým kalom, aby sa chlievy udržiavali čisté. Tým sa zabráni krížovým infekciám medzi zvieratami.

Tiež to dovoľuje ďalšie používanie vody na oplachovanie zvierat a vyplachovanie prasačích chlievov, prepieranie odplynov atď. s účinkami, že sa zabráni emisiám zápachu, prachu a infekčným zárodkom do vzduchu. Je to možné, pretože kal s ďalšou vodou sa neskladuje až do doby, kedy je dovolené hnojenie pozemku. Kal bez dusíka sa môže rozstrekovať na pozemok v priebehu roka.

Predúprave a teda sterilizácii sa dáva prednosť, aby sa umožnilo jeho následné rozstrekovanie na poľnohospodárske pozemky.

Bude jasné, že súčasný vynález sa týka množstva rôznych aspektov vynálezu, ktoré predstavujú jednotlivo alebo v kombinácii patentovateiné vynálezy sami o sebe. Nižšie sa uvádza popis rôznych jednotlivých častí (zložiek) jedného aspektu predmetného vynálezu. Prehlad zložiek je uvedený na obr.5 a 6.

Rozumie sa, že vybrané zložky môžu vytvárať základ pre iné hľadiská predmetného vynálezu. Vynález v žiadnom prípade nie je obmedzený len na kombináciu celého zoznamu zložiek, ktoré sú tu popísané nižšie. Z popisu bude jasné, kedy sa iné hľadiská vynálezu týkajú len niektorých tu popísaných súčastí. Nevymedzujúce príklady týchto hľadísk zahŕňajú zariadenie na koncentrovanie dusíka alebo fosforu alebo draslíka, výrobu energie založenú na zložkách stripovacej nádrže, varič vápna a fermentor a spracovanie odpadovej vody z chovu zvierat.

Taktiež sa rozumie, že nižšie uvedené hľadiská, ktoré sa okrem iného týkajú sanitačných hľadísk, nemusia nutne zahŕňať všetky zložky uvedené nižšie. Úlohy týkajúce sa asanácie sa tiež chápu tak, že zahŕňajú kombináciu len niektorých nižšie popísaných zložiek.

Objekty 1 pre zvieratá:

Objekty 1 pre zvieratá slúžia na zabezpečenie optimálnej bezpečnosti potravy a zvierat a pracovných v budovách, optimálne kvality potravy, optimálnej pohody podmienok pre pracovný personál riadenie kalu vhodného na úpravu v energetickej jednotke zelenej farmy (GreenFarmEnergy plánt) a zníženie emisií do externého životného prostredia na minimum (čpavku, prachu, zápachu, metánu, oxidu dusného a iných plynov).

Systém objektov _1 sa môže skladať z jednej alebo viacerých budov na skoré odstavenie s celkom 10 sekciami, navrhnutými na produkciu 250 zvieracích jednotiek ročne. V každej sekcii budovy je napr. 640 odstavčiat (7 až 30 kg) alebo 320 jatkových ošípaných (30 až 98 kg).

Možno očakávať, že sa ročne vyprodukuje okolo 10 000 m³ kalu. Naviac k tomuto objemu sa bude recyklovať budovami procesná voda v objeme 5000 až 10 000 m³.Systém ustajnenia musí s výhodou spĺňať nasledujúce hlavné podmienky:

1) Systém s dvomi klímami: prasačie chlievy musia s výhodou byť navrhnuté ako systémy s dvomi klímami. Zadná časť prasačích chlievov bude vybavená nastavitelnou krytinou, ktorá bude ošípaným poskytovať príležitosť vybrať si medzi relatívne teplým prostredím pod zastrešením a relatívne chladným prostredím v zostávajúcej časti prasačieho chlieva. Teplotný rozdiel bude v rozsahu od 5 do 10°C.

Keď odstavčatá dorastú do asi 30 kg, krytina sa použije na dosiahnutie všeobecne chladnejších teplôt v budove pre zvieratá ako také. Ošípané môžu byť v teple pod krytinou. Keď sa umožnia chladnejšie teploty, je možné zvýšiť vetranie tiež počas chladnejších období.

2) Zamestnanie: Ošípaným sa s výhodne ponúkne slama z automatu. Tým sa stimuluje vyhladávacie a rycie chovanie ošípaných, pretože si sami nazbierajú slamu z automatu. Slama slúži tiež ako energetický zdroj v energetickej jednotke.

3) Ohrev: Teplo z energetickej jednotky sa s výhodou recykluje do budov pre zvieratá. Teplo sa môže získavať dvomi oddelenými cirkulačnými systémami. Jeden je umiestnený pod krytinou na 30 až 35°C, ktorý vytvára ošípaným príjemnú mikroklímu, drží podlahu v suchu a znižuje rast baktérií na podlahe. Druhý poskytuje teplo do celého priestoru v budove pomocou trubiek pozdĺž stien budovy. Druhá cirkulácia je združená s riadeným vetraním.

4) Sprchy: Sprchy sú s výhodou zriadené nad latkami, ktoré pokrývajú 1/4 celkovej plochy podlahy. To motivuje ošípané, aby kálali na latky a nie na pevnú podlahu. Voda zo spŕch splachuje hnoj do kanálov, čo zabraňuje zápachu, stratám čpavku atď. Čisté pevné podlahy podstatne znižujú možné infekcie z patogénov, ako je Salmonella, Lavsonia atď.

5) Splachovanie: Kanály s hnojom sú s výhodou niekoľkokrát denne splachované. Uskutočňuje sa to splachovaním kanálov procesnou vodou z energetickej jednotky. Hnoj sa vedie do centrálneho kanála pomocou ventilov.

6) Konštrukcie kanálu: Povrch hnoja sa zmenší použitím kanálov v tvare písmena V a optimálnym spracovaním kanálov. To je zásadné kvôli zníženie emisií z budov so zvieratami.

7) Vetranie. Vetranie je skonštruované tak, že 20% maximálneho vetrania sa odvádza dole pod a cez latky, do ústrednej vetracej búdky medzi dvojitými kanálmi v tvare písmena V. Počas 60 až 80% roka postačuje 20% maximálneho vetrania na zabezpečenie mierneho vetrania.

8) Kŕmenie: Krmivo je dodávané vlhkými kŕmiacimi zariadeniami, ktoré poskytuje krmivo ad libitum.

Zberná nádrž 2 na zber kalu:

Funkcia zbernej nádrže 2 na zber kalu je zbierať · kal (brečku) z denného splachovania budov so zvieratami a pracovať ako vyrovnávajúci zásobník pred čerpaním do hlavnej zbernej nádrže. Kal sa odvádza do zbernej nádrže 2 pomocou gravitácie. Jej objem môže byť každý vhodný, ako je napr. 50 m³. Nádrž sa dá vyrobiť z betónu a môže byť umiestnená pod podlahou v budovách pre zvieratá tak, že kal z budov môže byť odvádzaný do zbernej nádrže 2 pomocou gravitácie.

Hlavná zberná nádrž 3:

Kal zo zbernej nádrže 2 je s výhodou čerpaný do hlavnej zbernej nádrže 2· Do hlavnej zbernej nádrže 2 ^sa taktiež môžu pridať iné typy kvapalného hnoja alebo odpadu z iných fariem alebo jednotiek. Takouto možnosťou je kal z norkovej farmy, kal pochádzajúci z dobytka, melasy, destilačné zbytky, siláž atď. Tieto látky sa privádzajú k hlavnej zbernej nádrži _3 nákladný autom a dávajú sa rovno do hlavnej zbernej nádrže _3· Objem či kapacita sa volí tak, ako je to vhodné, napríklad 1000 m³. Hladina v stripovacej nádrži s výhodou riadi čerpadlo, ktoré čerpá kal z hlavnej zbernej nádrže 2· Nastavenie dávky môže byť ručné alebo automatické. Maximálna kapacita sa volí podľa okolností.

Pridávanie vápna (CaO) zariadením £:

Keď sa čerpá kal zo zbernej nádrže 2 do stripovacej nádrže, pridáva sa ku kalu zariadením _4 vápno (CaO) , aby sa zvýšilo pH. Rozvod na pridávanie vápna je s výhodou taký, že zvládne pridávanie 30 až 60 kg CaO/kg sušiny. Vápno je s výhodou dodávané ako prášok, ktorý sa môže fúkať do sila z nákladného auta. Objem či kapacita sila môže byť napríklad 50 až 75 m³. Dávka 30 až 60 g/kg sušiny odpovedá približne 6 až 12 kg CaO za hodinu pri kapacite 3,5 m³/h s 6% sušiny.

Keď sa vápno pridáva priamo do kalu (6% sušiny), je dávka vápna okolo 60 g/kg sušiny (čo je asi 8,8 kg CaO/h) . Dáva sa ale prednosť tomu, pridávať vápno priamo do jednotky alkalickej tlakovej sterilizácie a hydrolýzy. Keď sa vápno pridáva priamo do tlakovej jednotky (energiu obsahujúci organický materiál (E-médium) má 20 až 70% sušiny) , je dávka vápna okolo 30 až 60 g/kg sušiny. 60 g/kg sušiny sa rovná asi 342 kg CaO na várku, zatial čo 30 g/kg sušiny sa rovná asi 171 kg CaO na várku.

Inštalácia váhy:

Váha 5 bude s výhodou vážiť vstupujúce E-médium (energiu obsahujúci organický materiál). Dodávatelia budú s výhodou špecifikovať typ média, ktorý sa dodáva do jednotky, t.j. hlboká podstielka, energetické plodiny atď. rôzneho typu.

Špecifikácia sa uskutoční výberom relevantného E-média na riadiacom paneli. Podľa registrácie na paneli dodávateľov sa zaznamená hmotnosť obdržaného E-média, vrátane špecifikácie média.

Riadenie tak špecifikuje pre každé E-médium (viď alkalická hydrolýza) energetický potenciál, požadovanú dobu ohrevu a požadovanú zdržnú dobu.

Prijímacia stanica 6 pre hlbokú podstielku a energetické plodiny:

Prijímacia stanica 6 bude dostávať hlbokú podstielku napr. od hydiny alebo iných zvierat, ako i energetické plodiny. Stanica 6 je s výhodou velké silo vybavené na podlahe niekolkými slimákovými dopravníkmi. Nákladné autá budú vyprázdňovať svoj náklad E-média priamo do sila. Objem a kapacita môže byť akákoľvek vhodná voči okolnostiam, ako je napr. ročná kapacita E-média (okolo 51,5% sušiny) asi 9800 t. Objem sila môže byť od niekolko kubických metrov do asi 100 m³, čo odpovedá trojdennej kapacite (65 h). Materiály sú s výhodou betón a oceľ.

Silo 2 ΡΓθ energetické plodiny:

Silo 7 pre energetické plodiny slúži na zabezpečenie skladovacieho prostriedku pre energetické plodiny. Plodiny sú s výhodou konzervované ako siláž. Objem alebo kapacita môžu byť napr. od 5000 do 10 000 m³. Silo T_ môže byť uzatvorené oddelenie, z ktorého sa zbiera silážna šťava a čerpá sa do hlavnej zbernej nádrže 3.

Dopravný a homogenizačný systém 2 P^re hlbokú podstielku a energetické plodiny:

Dopravný a homogenizačný systém 2 P^re hlbokú podstielku a energetické plodiny s výhodou dostáva E-média zo slimákových dopravníkov v podlahe prijímacej stanice. E-média môžu byť dopravované ďalšími slimákovým dopravníkmi do varičových jednotiek a súčasne s výhodou macerovaná integrovaným macerátorom. Objem či kapacita môžu byť akékolvek také, ako to vyžaduje podlá okolností, vrátane asi 1,5 m³ E-média/h alebo 8200 t E-média/rok. Kapacita dopravného homogenizačného systému 2 3^{e s} výhodou aspoň okolo 30 m³/h. Tri základné parametre musia riadiť pridávane E-média, t.j. objem, hmotnosť na objem a dobu. Z týchto parametrov sa stanovuje objem za jednotku času, doba a tým i celkový objem a hmotnosť.

Alkalická tlaková sterilizačná a hydrolýzová jednotka 9:

Alkalická tlaková sterilizačná a hydrolýzová jednotka 2 musí slúžiť dvom hlavným účelom, t.j. v prvom rade likvidovať mikrobiálne patogény v E-médiu, hlavne v hlbokej podstieľke z rôznych chovov hydiny alebo iných zvierat a za druhé, tiež súčasne hydrolyzovať štrukturálne zložky podstielky, aby sa stali dostupné pre mikrobiálne vyhnívanie vo fermentoroch.

Jednotka 9 musí tiež s výhodou vylúčiť alebo aspoň podstatne znížiť výskyt priónov BSE, pokial sú prítomné v odpade privádzanom do jednotky 9. Takýto odpad obsahuje mäsovú a kostnú múčku, živočíšne tuky alebo podobné produkty zo spracovania zvierat, ktoré sa nepoužívajú na spotrebu.

Plnenie tlakového sterilizátora uskutočňuje dopravný a homogenizačný systém jb ktorý dopravuje E-média dovnútra podlá typu E-média tak, ako je definovaný na inštalovanej váhe 5.

Tlaková varičová jednotka 9 sa skladá z dvoch rovnakých jednotiek 9, t.j. dvoch predĺžených rúrkovitých horizontálnych komôr so stredovým slimákom. Dve rúrky sú pripevnené jedna na druhej, aby sa zabezpečilo lahké plnenie dolnej rúrky. Jednotky 9 sú na spodnej strane pokryté dutým plášťom. Plášť odvádza do média teplo z pary, ktorá je v plášti.

Vápno sa pridáva do hornej varičovej jednotky 9 zo sila s vápnom, napr. v množstve 342 kg na várku.

Spodná rúrka dostáva predhriate E-médium z hornej jednotky.

Spodná jednotka 9 sa vyprázdňuje do malej miešacej nádrže s obsahom 25 m³. Tu sa E-médium mieša s kalom z prijímacej nádrže Á· Zmes sa následne čerpá do stripovacej nádrže.

CaO rúrka má obchvat, takže sa dá CaO pridávať priamo do miešacieho zásobníka pod dvomi rúrkami. Miešacia komora sa používa na miešanie sterilizovaného E-média a surového kalu z prijímacej nádrže, aby sa získala homogénna biomasa a znovu sa využilo teplo z E-média.

Ústredné parametre spôsobu sú obsah sušiny v E-médiu, teplota, tlak a pH. Z širokého rozsahu možných kombinácii je optimálne nastavenie parametrov teplota 160°C, tlak 6 barov, obsah sušiny približne 30% a pH približne 12.

Zdržná doba v sterilizačnej jednotke 9 sa skladá z niekolkých fáz: 1) doby plnenia, 2) doby predhrevu v hornej rúrke, 3) doby ohrevu v spodnej rúrke, 4) retenčnej doby pri vybranej teplote a tlaku, 5) doby uvoľnenia tlaku, 6) doby vyprázdňovania a 7) doby čistenia.

Plniaca fáza sa skladá z času potrebného na dopravu Emédia do tlakového sterilizátora a jeho zmiešanie s pridávaným kalom. Doba plnenia bude približne 10 min. PO naplnení sa Emédium ohreje na 160°C pri tlaku 0,6 MPa (6 barov) . Predhrev sa uskutočňuje v hornej rúrke a konečný ohrev v dolnej rúrke. Očakáva sa, že doba ohrevu bude približne 30 až 40 min.

Zdržná doba pri požadovanej teplote a tlaku bude približne 40 minút (pri 160°C a 0,6 MPa (6 barov)).

Doba uvoľnenia tlaku bude približne 10 minút. Tlak sa uvolňuje do stripovacej nádrže.

Vyprázdňovanie sa dosiahne chodom slimákových dopravníkov.

Doba čistenia. Čistenie sa uskutočňuje príležitostne, všeobecne nie je nutné.

Objem tlakového variča je 10 m³ na jednotku a stupeň naplnenia je približne 75 až 90%. Objem zmiešavacieho zásobníka je 25 m³.

Nižšie je uvedený príklad prevádzkových podmienok:

	Rozsah	Navolené	Jednôt ky
Celková sušina	10 až 30	30	%celkovej hmotnosti
Teplota	120 až 160	160	°C
Tlak	0,2 až 0,6 (2 až 6)	0,6 (6)	MPa barov
Hodnota pH	10 až 12	12	P»

Na paneli pre dodávateľov, kde sa registrujú E-médiá, sa na nastavenie ster i 1 i začnej jednotky s výhodou definuje nasledujúce: hmotnosť, objem a druh E-média. Tak je možné definovať pre každé E-médium dopravené do tlakového variča nasledujúce:

- energetický potenciál pre každé E-médium, nutnú dobu ohrevu,

- nutnú retenčnú dobu,

- nutnú dobu miešania s kalom,

- nutné použitie energie v závislosti na E-médiu,

- stupeň naplnenia, signál z radaru či mikrovlnného meracieho prístroja,

- hodnota na empirickej báze závisiacej na vizuálnom sledovaní obsluhou.

Zmiešavacia nádrž a počas tlaku sterilizované E-média a surový kal:

Po sterilizácii a hydrolýze v tlakovej jednotke sa nechá upravená biomasa expandovať v zmiešavacej nádrži 10, ktorá je s výhodou umiestnená pod tlakovou jednotkou. Nadmerný tlak (para) sa uvolňuje do stripovacej nádrže, aby sa zbieral čpavok a prenášalo sa teplo do stripovacej nádrže s biomasou pred expanziou do zmiešavacej nádrže.

Účelom zmiešavacej nádrže je miesiť studený surový kal z prijímacej nádrže s horúcim sterilizovaným E-médiom, kvôli dosiahnutiu prenosu tepla (opätovné využitie tepla) a zmiešavanie obidvoch médií.

Objem či kapacita je napríklad okolo 25 m³, každý vhodný materiál, vrátane izolovaného Pracovná teplota je spravidla okolo 70 až 95°C.

Dá sa použiť s klolaminátu.

Nádrž 11 na kvapalnú biomasu:

Kvapalná biomasa obsiahnutá v nádrži 11 na biomasu sa použije na zabezpečenie dostatočnej výroby počas nábehová fáze celej jednotky, ale tiež kvapalnú bioplynu sa môže príležitostne použiť, keď je táto kvapalná biomasa k dispozícii. Kvapalná biomasa obsahuje napr. rybí olej a zvieracie alebo rastlinné tuky. Tiež sa dajú použiť vinázy a melasy, ale to nie je vhodné kvôli relatívne vysokému obsahu vody a teda nízkemu potenciálnemu energetickému obsahu na kg produktu.

Objem/kapacita je spravidla okolo 50 m³ a vhodný materiál na nádrž je nerezová oceľ. Obsahom nádrže 11 sú s výhodou kvapaliny a pevné látky majúce veľkosť častíc max. 5 mm. S výhodou je k dispozícii miešanie, ako aj ohrievací systém na riadenie teploty, ako sú prívodné čerpadlá do fermentoru či fermentorov. Teplota má byť s výhodou min. 75°C, takže olejová alebo tuková biomasa sa môže čerpať do fermentoru alebo fermentorov.

Stripovacia a asanačná nádrž 12:

Stripovacia a asanačná nádrž 12 s výhodou prijíma nasledujúce médiá:

- kal z prijímacej nádrže 2 alebo

- E-média z tlakového variča alebo

- možno kvapalinovú biomasu z nádrže na kvapalnú biomasu

alebo - odpadnú separácii	vodu z usadzováku	alebo	prípadne	po K-
Účel nádrže	je regenerovať teplo	použité	v tlakovom	variči
pri ohreve kalu	z prijímacej nádrže	2 na	zmiešanie	E-média

s kalom a teda na výrobu homogénneho nástreku do fermentorov na riadenie pH pred privedením do fermentorov a na sanitáciu kalu.

Stripovacia a asanačná nádrž 12 stripuje čpavok v 1.kroku a plyn je odvedený do absorbčné kolóny, ktorá je spoločná pre konečný stripcvací proces, krok 2. Mikrobiálne patogény sa vylúčia a médium/kal sa pripraví na anaeróbne vyhní vanie.

Jedným v súčasnosti uprednostňovaným tvarom stncovacej a sanitačnej nádrže 12 je nasledujúce:

Dno/podlar.a s izolovaným, betónovým kužeľom smerujúcim nadol v uhle 20°, zhoršené miešanie/piesok sa odstraňuje z podlahy použitím mamutkové’no čerpacieho systému, cez deň sa umiestni pieskový filter, ktorý môže byť vyprázdnený cez externé rúrkové spojenie. Tiež môže byť možné vyprázdniť nádrž 12 cez filter.

Vršok/strop

- s kuželovou konštrukciou zo sendvičového izolovaného izoftalového polyesteru (zapuzdrená pena). Uhol kužeľa je približne 10°,

- je namontovaný vodný kropiaci systém na zabránenie tvorby peny pri miešaní a pri vlastnom spôsobe,

- pomalobežný miešací systém sa umiestni na vršok kužeľa, aby sa zabezpečila optimálna homogenizácia, optimálne odparovanie čpavku a optimálna distribúcia tepla v médiu, čpavok sa dopravuje cez vlhký vzduch v rúrke do absorpčnej jednotky.

Strana/stena

- s valcovou konštrukciou zo sendvičového izolovaného isoftalového polyesteru (zapuzdrená forma),

- namontované je približne 600 metrov vykurovacích rúrok

5/4'' (31,75 mm) v tvare valcového kruhu vnútri nádrže na ohrev média,

- namontované sú nejaké tepelné vysielače na reguláciu tepelného procesu,

- namontovaný je prístroj na meranie pH na regulovanie dodávky kyseliny do média,

- uprostred nádrže 12 je umiestnený dífuzér čpavkové; pary. Čpavková pera, ktoré sa vytvára v jednotke alkalickej sterilizácie a hydrolýzy, sa difunduje do ľľ.S d i 3

Objem/kapaoita: Valcová stena má vnútorný priemer okolo '12 m a výšku 9 m. To znamená nádrž s manipulačným objemom približne 1300 nr, vrátane kužeľového dna.

Hydraulická zdržná doba pre kal a E-média je okolo 7 dní a absolútne minimálna zdržná doba je okolo 1 hodiny.

V jednom výhodnom vyhotovení je dno v podstate vyrobené z betónu, armovacieho železa a tlaku odolávajúcej izolácie. Povrch v styku s médiom je pokrytý isoftalovým polyesterom na zabránenie korozívneho poškodenia betónu a armovacieho železa. Všetky rúrky namontované v dne sú buď z polyesteru alebo z nehrdzavejúcej ocele. Vršok a spodok sú v podstate sendvičové konštrukcie a sú izolované isoftalovým polyesterom (zapuzdrené madlo). Všetky namontované rúrky sú buď z polyesteru alebo z nehrdzavejúcej ocele.

Iné diely:

- miešací prvok je vyrobený z nehrdzavejúcej ocele, ohrievací prvok je vyrobený z ocele a alebo nerežú,

- všetky ostatné zložky umiestnené v nádrži 12 sú vyrobené z nerežú.

V jednom výhodnom vyhotovení sú implicitné hodnoty parametrov na stripovanie čpavku z kalu v systéme nasledujúce: teplota okolo 70°c, pH je 10 až 12, pomer kvapaliny k plynu je menší ako 1:400, prevádzka trvá 1 týždeň a dosiahne sa účinnosť väčšia ako 90%.

Nižšie je uvedený príklad možných prevádzkových podmienok

é ó' ’1 γρ *	Všetky druhy kvapalného zvieraceho hnoja a tlakovo sterilizovaných pevných látok alebo kvapalné Ξ-médium, rôzne organické odpady, CaO
Prevádzková teplota:	73 až 8C°C
Prevádzková kombinácia plynu:	83% NH;, 15% CO?, 3% O2, 2% iných plynov
Izolačný koeficient k:	0,2 3 W/m2K
Prevádzkový maximálny tlak:	+ 2 k?a (+20 mbarov) abs. (žiadne vá kuum)
Maximálna viskozita v médiu:	15% celkovej sušiny
Rozsah zásaditosti-kyslosti:	5 až 10 pH

Abrazívne zbytky v médiu (okrem piesku): 1 až 2%

Maximálna teplota v ohrievacích

prvkoch:	90°C
Maximálny výkon ohrievacích
prvkov:	600 kW
Prevodný účinok:	7,5 kW/20 až 25 ot/min

Stripovacia a asanačná nádrž 12 dodáva do fermentorov 13 alebo fermentorov 13, 14, 15 upravený materiál na fermentáciu. V časovanom procese bude materiál transportovaný do fermentorov 13, 14, 15. Potreba materiálu závisí na vyhnívacom procese v fermentoroch 13, 14, 15. Dá sa využiť jeden, dva, tri alebo viacero fermentorov 13, 14, 15.

Stripovacia a asanačná nádrž 12 je pravidelne plnená kalom a E-médiom z alkalického tlakového procesu. Nakoniec sa získa sušina okolo 15% (15% celkov sušiny). Obsah v nádrži 12 je regulovaný spínačom hladiny. Jednotka, ktorá meria celkovú sušinu, reguluje celkový obsah sušiny. Každú 1 hodinu po plnení kalom a E-médiom je možné odčerpať E-médiom do íermertoru 13 alebo fermentorov 13, 14, 15.

Vršok stripovacej a asanačnej nádrže 12 je s výhodou vetraný cez jednotku absorbujúcu čpavok (krok 1; a jednotka na meranie pH reguluje potrebu CaO.

Teplota E-média sa reouluje pomocou vysielačov teploty.

Časovaný proces môže pripadne čerpať vodu alebo kal do kropiaceho systému, aby sa zabránilo tvorbe peny.

Fermentory na výrobu bioplynu:

Vyhnivanie biomasu sa uskutočňuje vo viacstupňovom fermentačnom systéme, ktorý s výhodou zahŕňa tri fermentory 13, 14 a 15. Systémy majúce menej fermentorov a viac fermentorov sa dajú tiež použiť.

Fermentory 13, 14 a 15 sú s výhodou napojené na dosiahnutie maximálnej flexibility a optimálnej výroby bioplynu. Fermentory 13, 14 a 15 sa navrhnú tak, aby pracovali ako za termofilných teplôt (45 až 65°C) tak aj mesofilných teplôt (25 až 45 °C).

Vyhnívací proces môže byť optimalizovaný z hľadiska rýchlosti plnenia organickými látkami, zdržnej doby a maximálneho vyhnívania (min. 90% VS). Sú zahrnuté aj tepelné hady na ohrev biomasy na uprednostňovanú prevádzkovú teplotu.

Hore upevnený pomalobežný miešací systém zabezpečuje optimálnu homogenizáciu a distribúciu tepla v biomase.

Regulácia pH je možná pridaním organickej kyseliny (kvapaliny) v potrebných množstvách.

Do fermentorov 13, 14 a 15 s výhodou prichádzajú nasledujúce média:

- E-média zo stripovacej a asanačnej nádrže 12,

- kvapalná biomasa z nádrže na kvapalnú biomasu,

- kyseliny z nádrže 16 na kyselinu.

Špecifický tvar nádrže môže byť vo výhodnom vyhotovení asledujúci;

Dnc/spodok

- s izolovaným betónovým kužeľom smerujúcim nadol v uhle t , kal piesck sa odstraňuje zc spodku použitím mamutkového čerpacieho systému,

- na dne je umiestnený pieskový filter, ktorý môže byť vyprázdnený cez externé rúrkové spojenie. Tiež je možné vyprázdniť nádrž cez filter.

Vršok/strop

- s kuželovou konštrukciou z mäkkej ocele. Uhol kužeľa je približne 10°,

- je namontovaný vodný kropiaci systém na zabránenie tvorby peny z miešacieho procesu a procesu všeobecne,

- pomalobežný miešací systém je umiestnený na kuželi na zabezpečenie optimálnej homogenizácie a optimálnej distribúcie tepla v médiu,

- bioplyn sa transportuje cez vlhký vzduch v rúrke do plynového vaku.

Strana/stena

- S valcovou konštrukciou z mäkkej ocele,

- je namontovaných približne 600 metrov ohrievacích rúrok

5/4 (31,75 mm) vo valcovom kruhovom tvare vnútri nádoby na ohrev média,

- sú namontované určité teplotné vysielače na reguláciu spôsobu ohrevu, je namontovaný prístroj na meranie pH na regulovanie dodávky kyseliny do média,

- okrem steny valca na spodku je namontovaný izolovaný ventilový/čerpací priestor.

Objem/kapacita každej nádrže môže mať každý vhodný objem, vrátane čistého objemu okolo 1700 m³.

Materiály pre fermentcry 13, 14 a 15 môžu byť napr. tie, ktoré sú špecifikované nižšie:

Spodok

- Spodok je v podstate vyrobený z betónu, armovacieho železa a tlakotesnej izolácie,

- povrch, ktorý je v styku s médium, pokrytý izoftalovým polyesterom na zabránenie korozívneho poškodenia betónu a armovacieho železa,

- všetky rúrky namontované na spodku sú buď z polyesteru alebo nerežú.

Vršok a stena

- vršok a stena sú v podstate skonštruované z mäkkej ocele,

- všetky namontované rúrky sú buď z polyesteru, nerežú alebo z mäkkej ocele.

Iné súčasti

- miešací prvok je z mäkkej ocele,

- ohrievacie prvky sú z mäkkej ocele,

- všetky ostatné súčasti umiestnené vnútri nádrže sú z nerežú alebo z mäkkej ocele.

Prevádzkovými podmienkami môžu byť každé vhodné podmienky, vrátane:

Médium: Všetky druhy zvieraceho hnoja, primárne prasačí kal.

Macerované energetické plodiny. Určité druhy organických odpadov, CaO, organické kyseliny.

Prevádzkové teplota: 35 až 56^cC

Prevádzková kombinácia plynu: 65* NH;, 33% CO;, 2% iných plynov

Izolačný koeficient k: 0,26 W/rnX, tepelná strata sa odhaduje na 10 kW

Prevádzkový maximálny tlak: +-2 kPa (+20 mbarovi abs. (žiadne vákuum)

Maximálna viskozita v médiu: 12% celkovej sušiny

Rozsah zásaditosti-kyslosti: 5 až 10 pH

Abrazívne zbytky v médiu (okrem piesku): 1 až 2%

Maximálna teplota v ohrievacích prvkoch:

80°C

Maximálny výkon ohrievacích prvkov: 600 kW

Prevodný účinok: 7,5 kW/20 až 25 ot/min

Vyhnívanie sa bude uskutočňovať pri asi 55°C. Tepelná strata sa odhaduje na asi 10 kW.

Biomasa v nádrži sa môže počas 14 dní ohriať z 5°C na 55°C a je možné pridanie kyseliny na úpravu pH.

Nádrž 16 pre organické kyseliny na nastavenie pH vo fermentoroch:

Tiež je prítomná nádrž 16 pre organické kyseliny na nastavovanie pH vo fermentore či fermentoroch.

Vyrovnávacia nádrž 17 pre odplynený kal pred usadzovákom:

Po vyhnití biomasy vo fermentoroch sa odplynená biomasa čerpá do malej vyrovnávacej nádrže ľ pred tým, ako sa podrobí deleniu v usadzovacej inštalácii 18 .

Usadzovacia inštalácia 18:

Funkciou usadzovacej inštalácie 18 je extrahovať suspendované pevné látky a fosfor z biomasy.

Usadzovacia inštalácia 18 separuje vyhnitú biomasu do dvoch frakcií 1) pevných látok, vrátane fosforu, a 2) odpadnú vodu.

Frakcia pevných látok obsahuje 25 až 35% sušiny. Približne 90% suspendovaných pevných látok a 65 až 80% obsahu fosforu vo vyhnitej biomase sa extrahuje. V prípade pridania PAX (Kemira Danmark) do vyrovnávacej nádrže pred oddelením v usadzovacej inštalácie 18 sa dá extrahovať približne 95 až 99% P. Frakcia pevných látok sa dopravuje do kontajnerov pomocou bezhriadelových slimákových dopravníkov.

Odpadová voda obsahuje 0 až 1% suspendovaných pevných látok a rozpusteného draslíka. Suspendované pevné látky závisia na pridaní PAX. Základnou zložkou odpadových vôd je rozpustený draslík, ktorý robí asi 90% pôvodného obsahu draslíka v biomase. Odpadová voda sa čerpá do nádrže na odpadovú vodu.

Dopravný systém 19 pre frakciu P a jej úpravu:

Z usadzovacej inštalácie sa môže frakcia tuhých látok (rutinne nazývaná frakcia P (fosforu) dopravovať do radov zásobníkov pomocou dopravných slimákov a pásov vytvárajúcich dopravný systém 19 pre frakciu P.

Spoločný dopravný pás dopravuje frakciu P do skladovania, kde sa vrství, pokrýva kompostovacou fóliou a nechá sa vyzrieť na kompost. Pri kompostovaní sa frakcia ? ďalej vysuší a obsah sušiny sa tak zvýši na 50 až 60 %.

Druhý krck stripovanía dusíka:

Dáva sa prednosť účinnému soripcvanuu čpavku z odpadovej vody a zbytkovému obsahu okolo 10 mg Nrh-N/lccer alebo menej.

Druhý stripovací krok sa s výhodou uskutočňuje použitím parného stripera 20, ktorý pracuje pri okolitom tlaku. Striper 20 v princípe ťaží z rôznych teplôt varu čpavku a vody. Pri teplotách v blízkosti 100°C je extrakcia čpavku najúčinnejšia. Použitie energie na ohrev nástreku je základným prevádzkovým parametrom. Stripovacia jednotka preto preáhreje nástrek pred vstupom do stripovacej kolóny do blízkosti 100°C. To sa dosiahne použitím pary (alebo teplej vody a pary) z motorogenerátorovej jednotky v tepelnom výmenníku medzi parou a vodou.

Po ohreve nástrek vstupuje do kolóny striperu 2 0 a prebubláva cez kolónu stripera 20, zatiaľ čo sa súčasne ohrieva na prevádzkovú teplou protiprúdom čerstvej pary. Zmes pary a plynného čpavku sa následne kondenzuje v dvojstupňovom kondenzátore.

Zo spodnej kolóny striperu 20 sa čerpá voda, ktorá je teraz bez čpavku, pričom hladina je regulovaná čerpadlom.

Stripovaný čpavok sa odvádza do spodku dvojstupňového kondenzátora, kde sa plynný čpavok kondenzuje primárne v protiprúde schladeného čpavkového kondenzátu. Plynný, neskondenzovaný čpavok sa následne kondenzuje v protiprúde čistej vody (môže to byť permeát z konečného kroku reverznej osmózv). Ak je použitie kyseliny žiadúce alebo potrebné, je namieste použiť v tomto stupni kyselinou sírovú. Je tak možné dosiahnuť vyššiu konečnú koncentráciu čpavku. Sprchový kondenzátor je s výhodou skonštruovaný z polyméru, aby sa umožnilo použitie kyselín.

e s prvým, alebo

Kolóna 21 absorpcie čpavku druhým s t r iccvaním dusíka používa ^:a -conaenz;

skala c r u ž r. isť čo

sa cyxa	prisávania kyse-iny.	r. c ; n a
s konšcruov	aná v dvoch sekciách	* p. 's t
nes konden z	zvaná v prvej sekcii	S ä Γ
v druhej	sekcií. Koná sa tak	: v p 1 n c
pridávanie	vody je čo najviac	obmedzer
maximálna	koncentrácia čpavku	konečncr
ako 25%).	Čpavkový produkt sa dé	vyčerpá:
alebo sa	dá odoberať z ventil	u na c
Absorpcii	sa dá napomôcť pridaním kysel
v protiprúde.

je s výhodou že frakcia čpavku i s ledr.e s kondenzu j e procipúde, -akže . Tým sa dosiahne kondenzáte väčšia zvláštnym čerpadlom· rkulačnom čerpadle, ny sírovej do vody

Nádrž 22 na kyselinu sírovú:

Nádrž 22 na kyselinu kyseliny sírovej používanej sírovú sa používa na skladovanie v spôsobe stripovania N.

Nádrž 23 stripovaného dusíka (NS) :

Nádrž 2 3 stripovaného dusíka 'NS; sa používa na skladovanie stripovaného dusíka.

Sklad 24 plynu:

Je výhodné zriadiť sklad 24 plynu ako vyrovnávací sklad na prívod napr. do motora agregátu s generátorom elektrického prúdu.

Nádrž 25 na odpadovú vodu:

6?

usadzovala ss odcač 5 odpadovú vedu.

odoadevú ioou -e hodou reným

7G k ľ ? ľ ΐ	'trom so statickou činnosťou.	N i k r o í i 1 ť e r	oostraňuje
častice	väčšie ako 3,01 a č 3,1 um.	ha membráne	sa vytvorí
negatív	ny tia.< 23 aš ČO kľa 3,1 ač 3,	C C c ľ G : . r G 2 ľľ	eát sa teda
sa-e ce	2 ľľ. β ľľ. t ľ~ a. Γ. G , G 2 0 ľ či G G 2 2 G ~ G 35SÍ	ice na povrch	u merne rány.
.-.by sa	zabránilo upchávaniu m.em.orán.y	a odkupovaniu	povlaku na
povrchu	membrány, musia sa povrchy	odstraňovať	praví čelným

spätným preplachovaním.

Kontrolné zariadenie mi kroorccesora musí aut:

vieky spätného preplacnovania.

spätným preplachcvaním ktoré zníži prevzaušňuj e riadiť extrahovanie permeátu a spôso;

Extrakcia sa preruší periodickým napríklad počas doby 35 s každých 300 s prevádzky. Celkový tok bude 2 až 6 m³/h.

Mikrofiltrácii možno napomôcť prevzdušnením. Prevzdušnenie vytvorí na povrchu membrány strižné napätie, vytváranie povlaku a upchávanie. Ďalej sa odpadová voda a stimuluje sa aeróbny rozklad zostatkových organických látok, nitrifikácia a denitrifikácia. Možný zostatkový zápach, nitráty atď. sa tak odstránia počas spôsobu mikrofiltrácie.

Z tejto nádrže 25 sa permeát používa na:

oplachovanie budov pre zvieratá, kanálov, latiek atď.

- ďalšie delenie. Rozpustený draslík sa skoncentruje pomocou reverznej osmózy, frakcia draslíka sa potom ukladá do oddelenej skladovacej nádrže. Voda na oplachovanie budov pre zvieratá sa môže tiež odoberať z tohoto toku permeátu.

tiež koncentrovaný inými je mechanické alebo t.a špecifickom výbere pre množstvo nadbytočného draslík môže prostriedkami, stlačovanie. ľo závisí špecifickú jednotku a byt ako parne každú tepla dostupného pre parnú kompresiu.

Nádrž 25	na odpade
krcfiltrácie	sa vyprá zoč
ránenie kcnc	e n t r á t u čast
iíka alebo k	f Γ ä < 3 í ’ f C 5 ľ

vodu obsahujúca koncentrát v craviceir.ých intervaloch na ľe.n sa pridáva ctí k frakcii : usacccvace- inštalácie 18.

Nadrž 2 6 r.c o r a s 1 z

Nádrž 26 na draslík slúži na účely skladovania koncentrátu draslíka (K).

Čistenie plynu

Bioplyn vyrobený vo fermer.toroch môže obsahovať stopové množstvá sírovodíka (H₂S), ktorý sa musí odstrániť v zariadení 27 pred spálením bioplynu v kombinovanej jednotke 28 na teplo a elektrický prúd.

Plyn sa vyčistí využitím schopnosti určitých aeróbnych baktérií oxidovať H₂S na síran. Pod baktérií bude predovšetkým rod Thiobacilus, ktorý je známy z niekoľkých pozemských a morských prostredí. Dajú sa použiť _aj iné rody, ako je Thimicrospira a Sulfoiobus.

Nádrž vyrobená zo skler.ných vlákien s plastovými rúrkami s veľkou plochou sa vypláchne odpadovou vodou na udržanie obalového materiálu vlhkým. 3ioplyn sa vedie cez kolónu s náplňou a k prúdu bioplynu sa pridáva prúd vzduchu (atmosférického vzduchu). Atmosférický vzduch sa pridáva na dosiahnutie koncentrácie kyslíka 0,2% v prúde plynu, čo je dostatočné množstvo na oxidovanie H₂S bez tohto, aby vznikla výbušná zmes bioplynu a kyslíka. Používa sa vodokružné dúchadlo.

Kombinovaná jednotka 28 na teplo a elektrický prúd (CHP)

Hlavnej zložkou kombinovanej jednotky 2 g elektricky prúd môže byť napr. plynový meter generátore na výrobu elektrického prvou. Hlavne kombinovanú jednotku 2 8 na teplo a elektrický čo najviac elektrického prúde voči danému te s výhodou chladenú vodným: ckrchom ô 1^;C a te v procesore a na ohrev napríklad budov pre zvieratá.

Spaliny sa používajú v rekuperátore na výrobu pary. Para na teplo a pripojený ku prioritou pre úd je výroba .e. Motor je o sa používa zdroj tepla v pre iSCl sa používa

t.j. v t lakovej sterilizačnej jednotke a v druhom stripery dusíka (čomu sa dáva prednosť) . V závislosti na množstve pary sa para môže tiež používať na koncentrovanie draslíka v odpadovej vode (odparovaním pôsobením pary).

Medzi parným a tepelným obvodom sa inštaluje tepelný výmenník, takže je možné prenášať teplo z parného systému do tepelného systému.

Naviac k vyššie uvedenému motoru s generátorom sa inštaluje parný kotol. Tento kotol sa používa na výrobu tepla na zahájenie spôsobu a naviac sa používa ako záloha pre motor s generátorom.

Ak sa vyrába viac pary ako je potrebné pre spôsob prevádzkovaný v jednotke, dá sa zbytok pary zlí kvidvať v chladiči.

Na začatie spôsobu (ohrev fermentačných nádrží) atď. sa získa teplo z vykurovaného kotla. Akonáhle sa dosiahne výroba plynu, tak sa olejový horák prepne na plynový horák. Akonáhle je výroba plynu dostatočná na chod motora, tak sa motor prepne na výrobu tepla.

Oddelenie draslíka

Sú možné aspoň dve alternatívy zariadenia 29, na oddeľovanie draslíka od odpadovej vody. Pri relatívne vysokých hladinách výroby bioplynu vyrába agregát z motora a generátora teple ;paru s teplotu 16C°3), která sa dá použiť na koncentrovanie draslíka. Destilát bez živín sa dá použiť na zavodňovacie peli alebo na recyklovanie celou jednotkou.

Pri relatívne nízkych kapacitách výroby biopiynu sa dá použiť mikrefilter na filtrovanie častíc väčších ako 0,01 až 0, 1 um z odpadovej vedy, cc robí permeát vhodným na úpravu v štandartnom filtri s reverznou osmózou. Draslík sa s výhodou koncentruje na 10 až 20* roztok.

Druhý aspekt (prióny BSr)

Druhým prednostným aspektom vynálezu je možnosť jeho použitia na podstatný pokles alebo na vylúčenie priónov BSE obsiahnutých v hnojivách krmive, odpade z jatiek, mäsovej a kostnej múčke a podobne. To s dosahuje kombináciou predúpravy a vyhnívania. Súčastí uvedené vyššie sú doplnené o zariadenie na ďalšiu predúpravu substrátu obsahujúceho prióny BSE, napr. tlakový varič s vápnom. Varenie s vápnom sa dá použiť na hydroiýzu množstva organických substrátov, vrátane materiálov obsahujúcich prióny.

Prióny BSE sú proteíny odolné voči pôsobeniu proteázy, ale keď sa upravia s vápnom pri teplotách s výhodou okolo 140 až 180°C, tlakoch s výhodou 400 až 800 kPa (4 až 8 barov) a pH okolo 10 až 12, tak sa prióny sčasti hydrolyzujú a tak sa urobia odbúratelnými pomocou mikrobiálnych enzýmov, ako sú protézy, amidázy atď. Mikróby sú prítomné v bioreaktoroch a pretože substrát je stripovaný pre čpavok a tak má nízky obsah celkového dusíka proti celovému uhlíku, tak sú mikroorganizmy náchylné na produkovanie ďalších extracelulárnych proteináz a proteáz schopných hydrolyzovat prióny BSE. Dlhá zdržná doba tiež prospieva k účinnému rozkladu priónov BSE.

Tretí aspekt (koncentrácia dusíka a fosforu)

Tretím prednostným aspektom vynálezu je, že môže byt použitý na oddelenie hlavných živín, dusíka (N) a fosforu (P), zo zvieracích hnojov a rafinovanie živín na výrobky, ktoré sú hnojivami komerčnej alebo „organickej” akosti. To sa dosiahne kombináciou zložiek podľa prvej úlohy vynálezu a usadzovacej odstredivky.

Dusík a fosfor sú v kale hlavné živiny, ktoré sú v živočíšnych produktoch v prebytku, zbiera tak, ako je to popísané okolo prvého hladiska vynálezu, pričom fosfor zostáva vo zvyšnom vyhnitom kale. Ak sa ale použije usadzovacia odstredivka, tak sa fosfor odstráni z kalu spolu s organickými a anorganickými pevnými látkami.

Výsledkom je, že viac ako 90% dusíka a fosforu v kale sa zoberie ako oddelené frakcie, obsahuje určité množstvo draslíka a stopové množstvá dusíka a fosforu. Odpadová voda je potom vhodná na rozstriekanie na pozemku kedykoľvek v roku.

Z odpadovej vody je možné extrahovať draslík pridaním membránového prevzdušnenia a filtrácie. Ako difuzéry sa používajú súčasne keramické mikrofiltre a filtre. Filtre sa ponoria do odpadovej vody a prevádzkujú sa prerušovane na prevzdušňovanie a filtráciu. Prevzdušňovanie zabezpečuje rozklad zostávajúcej organickej hmoty a vznik anorganických vločiek. Upravená voda je tak vhodná na membránovú filtráciu, pretože sa zabráni zanášaniu a usadzovaniu. Prevzdušňovanie cez rovnaké membrány (spätné prefukovanie vzduchom) tiež zabraňuje tomu, aby sa membrány upchávali a zanášali.

Vyrobený produkt je koncentrát (hlavne obsahujúci draslík) a prefiltrovaná voda je vhodná na rozstrekovanie na pozemku (je potrebná len velmi malá plocha) . Ako je to podľa prvého hľadiska vynálezu, odpadová voda môže byť tiež reči rku lovená cez budovy pre zvieratá.

as to

Dusík sa stripuje a

Zostávajúca odpadová voda

6Ί

Frakcia obsahujúca fosfor je vhodná na ďalšie sušenie,.pri ktorom sa vytvára granulát, ktorý má komerčnú hodnotu. Frakcie obsahujúce dusík a draslík majú tiež komerčnú hodnotu.

Tretím výhodným hľadiskom je hlavne koncentrovanie hlavných živín, dusíka a fosforu (a prípadne aj draslíka), ktoré sú obsiahnuté v kale a iných organických substrátoch na výrobky vhodné ako hnojivá komerčnej akosti.

Keď sa ale usadzovacie odstredivky kombinujú s inými prvkami GFE systému má oddeľovanie bioplynu a kalu, hlavne s jednotkou na stripovanie dusíka, sú pre roľníkov velmi zaujímavé. Kombinácia stripovania dusíka a usadzovacích odstrediviek znamená, že hlavná čas obsahu dusíka a fosforu v kale je oddelená a zobraná do samostatných frakcii. Je dôležité zdôrazniť, že fosfor, keď je prítomný vo vločkách, sa musí oddeliť v usadzovacej odstredivke.

Dusík a fosfor sa môže pridávať na pole podľa špecifickej potreby každej živiny. Tiež je možné recirkulovať odpadovú vodu odobratú za usadzovacou odstredivkou cez budovy pre zvieratá. Umožňuje to čistenie podláh a latiek a v stajniach sa dosahujú aj ďalšie výhody z hľadiska vnútornej klímy, zníženého obsahu čpavku a iných plynných emisií, častého preplachovania kanálov na kal, atď.

Odpadová voda môže obsahovať hlavnú frakciu, ktorou je draslík (K) a menšiu časť tvorí frakcia obsahujúca fosfor (P). To znamená, že v scenári, kde je kal stripovaný kvôli čpavku a rozdelený na fosfor a dusík, môže byť fosfor skladovaný a používaný v celom roku ako odpadová voda.

Dá sa odhadnúť, že potreba plochy na rozptýlenie robí asi 1/4 plochy potrebnej na rozptýlenie kalu, t.j. harmonickej plochy, a že táto 1/4 časti prejde cyklom, kedy bude plne harmonickou plochou počas štvorročného obdobia.

Bez ohladu na možnosť ďalšej úpravy odpadovej vody (viď rez) , niektorí roľníci budú nepochybne viac ako spokojní so stripovaním dusíka a fosforu s len jedným samostatným reaktorom na vyhnívanie kalu. Môže sa vynechať aj stripovanie fosforu pomocou usadzovacej odstredivky, pretože keď sa skoncentruje dusík, zostáva rozriedený kal bez dusíka, ktorý sa tiež dá rozptýliť na pozemok kedykoľvek v roku s výnimkou zmrznutej zeme.

Je veľmi uspokojujúce, že roľníkom môžu by ponúknuté aj len časti celkového systému, pričom iní roľníci sa môžu uspokojiť s ktoroukoľvek kombináciou, ktorá je vhodnejšia pre ich situáciu. V každom prípade je to stripovanie dusíka, ktoré robí použitie usadzovacích odstrediviek zaujímavými pre praktické hospodárenie.

Odpadová voda z celého spôsobu sa môže podrobiť konečnej úprave v závislosti na tržných preferenciách.

Je snaha upraviť odpadovú vodu tak, aby sa stala vhodnou pre membránovú filtráciu a tiež väčšie objemové redukcie ako je uvedených 50 až 60%. Tiež je snaha použiť dobre známe,

lacné a robustné technológie v	novom	kontexte.
Riešenie je nasledujúce:
Prevzdušňovanie kalu je	dobre	známe a	prevzdušňovanie
atmosférickými vzduchom počas	2 až	4 týždňov	vytvára aeróbne

vyhnívanie.

Prevzdušňovaním sa dosiahne nasledujúce:

Predovšetkým sa odstripuje zostávajúci čpavok a nazhromaždí sa v absorpčnej kolóne (je možné použiť rovnakú kolónu, ako je kolóna používaná počas predúpravy) pomocou tzv. nízkoteplotného stripovania pri asi 20°C. Je potrebné mať väčší pomer kvapaliny k plynu, asi 1:2000 (Liao a kol. 1995).

Za druhé sa rozloží zostávajúca organická hmota a zapáchajúce zložky (Camarero a kol. 1996; Burton a kol.' 1998;

Doyle a Noule 1987; Garraway 1982; Ginnivan 1983; Blouin a kol. 1988).

Za tretie sa nitrifikuje možný zostávajúci čpavok po stripovaní na dusičnan (Argaman Y.1984; Gônenc a Harremoés 1985) .

Toto prevzdušnenie sa skombinuje s filtráciou využitím novej technológie spracovania kanalizačného odpadu, t.j. princípu mikrofiltrácie, kombinovanej s prevzdušňovaním a filtráciou cez keramické filtre (Bouhabila a kol. 1998; Scott a kol. 1998; Zaloum a kol. 1996; Engelhardt a kol.1998). Energeticky účinné prevzdušňovanie a filtrácia sa dosiahne v jedinej operácii. Prevzdušňovanie sa ďalej používa na čistenie keramických membrán „spätným prefukovaním vzduchom (Vísvanathan a kol. 1997; Silva a kol. 2000).

To zanecháva vodnú fázu dobre vhodnú na separáciu pomocou štandartných osmotických membrán, pokial je to nutné, pretože sú minimálne možné problémy so zanášaním a upchávaním. Možno teda predpokladať, že sa dá dosiahnuť väčšia redukcia objemu pri podstatne nižších energetických nákladoch i keď sa určitá energia spotrebuje na prevzdušňovanie.

Aj keď sa nepoužíva membránová filtrácia, môže byť prevzdušňovanie samotné motivované konečným stripovaním čpavku a odstraňovaním zostávajúcich zapáchajúcich zložiek.

Štvrtý aspekt vynálezu (obnovitelná energia):

Hlavné zariadenia tohoto uprednostňovaného hľadiska sú zariadenia na predúpravu, ktoré sa skladajú zo stripovacej nádrže a variča s vápnom a flexibilného a viackrokového (minimálne 3 kroky) spôsobu s bioreaktormi.

Podlá štvrtého uprednostňovaného aspektu môže byť vynález použitý na výrobu velkých množstiev bioplynu z širokého rozsahu organických substrátov, vrátane všetkých ' typov živočíšnych hnojov, energetických plodín, zbytkov plodín a iných organických odpadov.

Zariadenia na predúpravu podľa prvého a druhého uprednostňovaného hľadiska vynálezu umožňujú použitie množstva organických substrátov, zatiaľ čo viacstupňová bioplynová jednotka umožňuje úplné vyhnitie substrátu a teda maximálny energetický výťažok.

Na dusík bohaté a nepoddajné susbtráty, ako je hydinový hnoj a hlboká podstielka sa predupravujú vo variči s vápnom. Uvarený substrát sa predbežne vyhníva v mesofilnom reaktore pred tým, ako substrát vstupuje do stripovacej nádrže a následných reaktorov.

Predbežné vyhnívanie zabezpečuje, že sa ľahko dostupná organická hmota rozloží a dusík sa uvolní do roztoku ako čpavok. Väčšina čpavku sa tak zhromaždí v nádrži stripera a nepoddajný organický substrát sa rozloží v nasledujúcich reaktoroch energetickej jednotky. Alternatívne v závislosti na akosti substrátu môže vstupovať priamo do nádrže stripera pred vyhnitím v reaktoroch. Výsldkom je, že sa vyrábajú veľké množstvá bioplynu, t.j. spravidla päťnásobne až desaťnásobne viac energie, ako jej je obsiahnutej v kale.

Úprava v GFE bioplynovom a separačnom systéme ďalej zabezpečuje, že sú živiny recirkulované do poľnohospodárskej pôdy. Energetické plodiny vyhnívajú v oddelenom reaktore a vyhnitá biomasa sa odvádza do stripovacej nádrže. V tejto nádrži sa vlákna nerozložené počas pobytu vo zvláštnom reaktore hydrolyzujú a čpavok sa zbiera v dusíkovej frakcii. Dusík obsiahnutý v energetických plodinách sa potom dá recirkulovať na pozemok a použiť pri výrobe nových energetických plodín. Znovu sa dá použiť asi 1 až 3 kg dusíka na tonu siláže.

Organický materiál podľa vynálezu je s výhodou stripovaný na čpavok, ktorý hlavne pri temorfilných teplotách inhibuje spôsob tvrby bioplynu (Hansen a kol.1998; Krylova a kol.1997;

vedie k zvýšeniu medzi iným čo umožňuje Malo by sa

Kayhanian 1994). Čpavok je stripovaný počas predúpravy, kde je biomasa tiež hydrolyzovaná atď.

Spôsob môže byť s výhodou rozdelený na termofilnú a mesofilnú zložku (Dugba a Zhang 1999; Han a kol. 1997; Gosh a kol. 1985; Colleran a kol. 1983) To energetického výťažku a pracovnej stability, pretože biomasa spočíva ďalej v bioreaktoroch, metánovým baktériám za čas rozložiť substrát, poznamenať, že sa požaduje viac energie na ohrev, pretože objem reaktora je väčší.

Naviac k tomuto dvojstupňovému princípu jednotka použije ďalší reaktor na predbežné vyhnívanie hydinového hnoja a podobných biomás obsahujúcich dusík. Tiež energetické plodiny sa vyhnijú v tomto reaktore pred ďalším spracovaním v energetickej jednotke. Počas tohoto prvého vyhnívania sa rozkladá hlavná frakcia ľahko dostupnej organickej látky a dusík sa uvoľňuje do roztoku vo forme čpavku. Dusík môže byť teraz stripovaný v stripovacej nádrži a zbieraný v dusíkovej frakcii.

Vyhnitá repa, kukurica, ďatelina atď. obsahuje asi 1 kg dusíka na tonu vlhkej hmoty a je preto dôležité, aby tento dusík bol zbieraný ako dusíková frakcia. Hydinový hnoj je ešte bohatší na dusík a môže byť tiež vyhnívaný v nádrži na predbežné vyhnívanie pred ďalším vyhnívaním v hlavnej bioplynovej jednotke.

Stripovanie a hydrolýza zabezpečuje, že tiež odolné vlákna sú sprístupnené na vyhnívanie, tak ako je to popísané okolo predbežného vyhnívania. Nasledujúce vyhnívanie v hlavnej jednotke na bioplyn zabezpečuje maximálny výťažok plynu.

Piaty aspekt vynálezu, t.j. príjemné prostredie pre zvieratá:

V rámci piateho aspektu vynálezu môže byť vynález použitý na zabezpečenie optimálneho prostredia a zdravia pre zvieratá, keď sú ustajnené v budovách pre zvieratá za súčasného zníženia emisií prachu a plynu ako je čpavok. To sa dosahuje preplachovaním alebo recirkulovaním odpadovej vody cez budovy pre zvieratá za účelom čistenia a vyplachovania stajní, podláh, latiek, kanálikov pre hnoj, atď. Tým sa zníži emitujúci povrch, kde sa môže uvoľňovať zápach, čpavok a prach do vnútorného ovzdušia.

Systém ďalej dovoľuje použitie slamy bez zvýšenia emisií prachu a čpavku. Slama je podstatná, príjemné prostredie zaisťujúca zložka, hlavne pre ošípané, ale tiež aj pre iné zvieratá. Dáva zvieratám materiál na rytie, zamestnáva ich a je to štruktúrne krmivo.

Odpadová voda odobratá za úpravou usadzovacou odstredivkou (tretie hľadisko vynálezu) alebo prípadne za prvým vyhnívaním (prvý aspekt vynálezu) je velmi vhodná ako prostriedok na preplachovanie objektov pre zvieratá. Preplachovaním sa odstraňuje zmes slamy a hnoja z latiek.

V rámci ďalších výhodných aspektov všetkým kombináciám podstaty vynálezu s

Prvé hľadisko vynálezu je s výhodou obsiahnuté vo všetkých kombináciách.

Vo vyššie uvedenom opise najdôležitejších aspektov a vyhotovení predmetného vynálezu je zrejmé, že zahŕňa spôsob zlepšenej výroby bioplynu, pričom tento spôsob obsahuje kroky:

1. stripovanie dusíka, vrátane čpavku, z organických materiálov obsahujúcich hnoje a kaly z nich a prípadne hydrolyzovanie organického materiálu,

2. odvádzanie takto získaného organického materiálu do fermentoru bioplynu a

3. získavanie bioplynu z fermentácie organického materiálu.

Vyššie uvedený spôsob môže ďalej obsahovať krok oddeľovania pevných látok vzniknutých z fermentácie bioplynu sa dáva prednosť inými hladiskami.

v oddelovacom kroku zahrňujúcom dekantačnú odstredivku. Z tejto separácie sa získavajú oddelené frakcie fosforu alebo draslíka, s výhodou v granulovanéj forme.

Vyššie uvedený spôsob v inom vyhotovení zahŕňa ďalší krok recirkulovania kvapalín vzniknutých pri fermentácií bioplynu do stajní alebo budov pre zvieratá, s výhodou po ďalšom čistiacom kroku.

V ďalšom výhodnom vyhotovení sa krok stripovania dusíka vrátane čpavku s výhodou uskutočňuje súčasne s alebo následne po kroku zahrňujúcom krok tepelnej hydrolýzy alebo kroku alkalickej hydrolýzy, pričom jeden alebo obidva z týchto krokov sa odohrávajú za zvýšenej teploty alebo zvýšeného tlaku tak, ako to bolo popísané vyššie.

Vyššie uvedené tak v jednom vyhotovení rieši problémy spojené s kontamináciou životného prostredia nežiadúcimi mikrobiálnymi organizmami, vrátane Salmonella Typhimurium DT 104 alebo priónmi spojenými s BSE, ktoré sú prítomné v organických materiáloch, vrátane hnojov a ich kalov.

V ďalšom vyhotovení vyššie popísané vhodné vyhotovenia riešia problémy spojené so získaním vysokého hygienického štandardu v stajni alebo v budove pre zvieratá. To sa dosahuje znížením alebo vylúčením nežiadúcich mikrobiálnych organizmov alebo priónov spojených s SE, ktoré sú prítomné v organických materiáloch, vrátane hnojov a kalov z nich.

V ďalšom vyhotovení vyššie popísané vhodné vyhotovenia riešia problémy spojené s nadmerným používaním drahých vodných zdrojov v stajni alebo budove pre zvieratá. Tento problém sa rieši opätovným používaním odpadovej vody získanej z kroku separácie v usadzovacej odstredivke použitej na oddeľovanie pevných látok a kvapalín, vznikajúcich napríklad pri predúprave organického materiálu alebo stripovania dusíka, vrátane stripovania čpavku, alebo anaeróbnej fermentácie vedúcej k vytáraniu bioplynu. Súčasne je možné redukovať alebo vylúčiť výskyt mikrobiálnych mikroorganizmov v odpadovej vode ďalšími čistiacimi krokmi.

Súčasný vynález tiež poskytuje lacné hnojivá spĺňajúce komerčne prijateľné normy. To sa dosahuje stripovaním dusíka, vrátane stripovania čpavku a oddelením granulátu obsahujúceho fosfor a granulátov obsahujúcich draslík pomocou usadzovacieho odstreďovania po predúprave zahrňujúcej s výhodou tepelnú a alkalickú hydrolýzu.

V rámci ďalšieho hľadiska predmetného vynálezu sa poskytuje spôsob zníženia počtu životaschopných mikrobiálnych organizmov alebo priónov BSE prítomných v organickom materiáli, pričom spôsob obsahuje kroky:

1. poskytnutie organického materiálu obsahujúceho pevné alebo kvapalné časti,

2. zníženie počtu životaschopných mikrobiálnych organizmov alebo priónov BSE v organickom materiáli podrobením organického materiálu

a) kroku varenia pod tlakom s vápnom alebo

b) kroku, v ktorom sa organický materiál zohreje na vopred stanovenú teplotu alebo sa podrobí vopred stanovenému tlaku alebo sa podrobí pridaniu zásady alebo kyseliny alebo

c) kroku vedúcemu k aspoň čiastočnej hydrolýze organického materiálu, pričom sa kroky a) , b) a c) môžu objaviť súčasne alebo po sebe v akomkoľvek poradí a

3. získanie spracovaného organického materiálu obsahujúceho aspoň znížený počet životaschopných mikrobiálnych organizmov alebo priónov BSE.

Spôsobmi podľa vynálezu sa dá zlikvidovať široká škála mikrobiálnych organizmov, vrátane mikrobiálnych organizmov vybratých zo živočíšnych mikrobiálnych organizmov, infekčných mikrobiálnych organizmov a parazitických patogénnych mikrobiálnych organizmov, vrátane ich kombinácií. Napríklad sem patria hlavne baktérie ako Campylobacter, Salmonella, Yersínia, Ascaris, podobné mikrobiálne a parazitické organizmy, ako i vírusy, viroidy a podobne.

Krok varenia s vápnom môže tiež slúžiť na sterilizáciu organického materiálu, pričom v tomto prípade žiadne životaschopné mikrobiálne organizmy neprežijú tento krok spracovania. Vápno sa s výhodou v podstate skladá z CaO alebo Ca(OH)2· S výhodou sú sterilizačným spôsobom tiež zničené alebo zlikvidované všetky prióny BSE alebo iné prióny prítomné v organickom materiáli. Keď dôjde k redukcii mikrobiálnych organizmov alebo priónov po niektorých vyššie uvedených krokoch, je táto redukcia na 90%, či 80% alebo 70% alebo 60% alebo aspoň redukcia na 50%.

V jednom vyhotovení je výhodné zlepšiť výrobu bioplynu pomocou tlakového varenia organického materiálu s vápnom pred tým, ako sa organický materiál podrobí kroku stripovania dusíka. Organický materiál varený pod tlakom s vápnom môže ale byť fermentovaný pred podrobením kroku stripovania dusíkom.

Keď je organický materiál rastlinného pôvodu, môže byť s výhodou prd zavedením na stripovanie dusíka silážovaný. Silážovaný organický materiál rastlinného pôvodu môže tiež byť fermentovaný pred stripovaním dusíka. Organický materiál, ktorý má byť silážovaný, s výhodou obsahuje jednoročné krmivové plodiny, ako repu, kukuricu, ďatelinu a pritom sú s výhodou prítomné i vršky rastlín.

Varenie organického materiálu pod tlakom s vápnom sa s výhodou uskutočňuje pri teplote od 100°C do 250°C pri tlaku 0,2 až 2 MPa (2 až 20 barov) pri pridaní dostatočného množstva vápna na dosiahnutie pH od 9 do 12 a s prevádzkovou dobou od aspoň 1 minúty do menej ako 60 minút.

Množstvo pridaného vápna obsahujúceho CaO je s výhodou od do 80 g/kg sušiny, výhodnejšie od 5 do 80 g/kg sušiny ešte výhodnejšie od 5 do 60 g/kg sušiny, ešte výhodnejšie od 10 do 80 g/kg sušiny, ešte výhodnejšie od 15 do 80 g/g sušiny, ešte výhodnejšie od 20 do 80 g/kg sušiny, ešte výhodnejšie od 4 0, do 80 g/kg sušiny, ešte výhodnejšie od 50 do80 g/kg sušiny a najvýhodnejšie od 60 do 80 g/kg sušiny.

Príkladom prevádzkových podmienok tlakového variča s vápnom je teplota v intervale od 120°C do 220°C, tlak od 0,2 MPa do 1,8 MPa (2 barov do 18 barov) a doba prevádzky od aspoň 1 minúty do menej ako 30 minút.

Ďalší príklad prevádzkových podmienok zahŕňa teplotu v intervale od 180°C do 200°C, pričom tlak je od 0,1 MPa do 1,6 MPa (od 10 barov do 16 barov), pričom úroveň pH je od 10 do 12 a doba prevádzky je od 5 do 10 minút.

Vyššie uvedený spôsob môže mať množstvo ďalších krokov. V jednom vyhotovení sú ďalšími krokmi odvedenie spracovaného organického materiálu do fermentoru bioplynu, fermentovanie spracovaného organického materiálu a získanie bioplynu. Iný ďalší krok sa týka obohatenia externého prostredia, hlavne poľnohospodárskeho poľa, môže sa to tiež uskutočňovať použitím zostatkového materiálu vzniknutého fermentáciou spracovaného organického materiálu.

Ďalším následným krokom je stripovanie dusíka, vrátane čpavku, z organického materiálu pred odvedením do bioplynového fermentora organického materiálu. To vedie k zvýšenej a stabilnej výrobe bioplynu. Tiež to dovoľuje použitie biomás bohatých na dusík na stripovanie a následné vyhnívanie vo fermentoroch. Bioplyn sa vyrába z fermentácie organického materiálu zbaveného aspoň časti dusíka, vrátane čpavku.

Stripovaný dusík, vrátane čpavku, sa s výhodou absorbuje v kolóne pred tým, ako sa prípadne skladuje v nádrží. Keď sa absorbuje v kolóne, tak sa stripovaný dusík, vrátane čpavku, s výhodou absorbuje v kolóne vodou alebo kyslým roztokom, s výhodou kyselinou sírovou pred prípadným v nádrži.

Jedným výhodným vyhotovením je spôsob zahrňujúci krčky:

1. vylúčenie, inaktivácia alebo zníženie počtu životaschopných mikrobiálnych organizmov alebo príónov BSE v organickom materiáli podrobením organického materiálu

a) kroku varenia pod tlakom s vápnom alebo

b) kroku, v ktorom sa organický materiál zohreje na vopred stanovenú teplotu alebo sa podrobí vopred stanovenému tlaku alebo sa podrobí pridaniu zásady alebo kyseliny alebo

c) kroku vedúcemu k aspoň čiastočnej hydrolýze organického materiálu, pričom sa kroky a) , b) a c) môžu objaviť súčasne alebo po sebe v akomkoivek poradí a

2. stripovanie dusíka vrátane dusíka, vrátane čpavku, zo spracovaného organického materiálu,

3. odvedenie organického materiálu s odstripovaným dusíkom do fermentora biomasy,

4. fermentovanie organického materiálu s odstripovaným dusíkom a

5. získanie bioplynu a fermentovaného organického materiálu majúceho aspoň znížený počet životaschopných mikrobiálnych organizmov alebo priónov BSE.

Velmi sa dáva prednosťou tomu, aby organický materiál z fermentácie neobsahoval žiadne prióny BSE.

Krok stripovania dusíka, vrátane čpavku, sa s výhodou uskutočňuje tak, že sa na začiatku pridá do organického materiálu taká dávka vápna, ktorá postačuje k zvýšeniu hodnoty pH nad 9, pri teplote s výhodou nad 40 °C, výhodnejšie na hodnotu pH nad 10, pri teplote s výhodou nad 40°C, ešte výhodnejšie na hodnotu pH nad 11, pri teplote s výhodou nad

40°C, ešte výhodnejšie na hodnotu pH okolo 12, pri teplote s výhodou nad 40°C.

Vo zvlášť výhodných vyhotoveniach je teplota s výhodou nad 50°C, výhodnejšie nad 55°C, napríklad nad 60°C.

Prevádzková doba je v jednom výhodnom vyhotovení od 2, do 15 dní, výhodnejšie od 4 do 10 dní, ešte výhodnejšie od 6 do 8 dní.

Príkladom nastavenia parametrov spôsobu je hodnota pH od 8 do 12, teplota od 70°C do 80°C, pomer kvapaliny k plynu menší ako 1:400 a doba prevádzky okolo 7 dní. Alkalické podmienky sa dajú vytvoriť pridaním akejkoľvek zásady, ale s výhodou sa zvýši pridaním CaO alebo Ca(OH)₂Organický materiál môže zahŕňať pevné alebo kvapalné časti ako sú napríklad hnoje a kaly z nich, zbytky plodín, silážované plodiny, zvieracie mrciny alebo ich časti, odpad z jatiek, kombinácií, masova kostná múčka, vrátane všetkých ich

V jednom vyhotovení obsahuje organický materiál maximálne 50% pevných častíc, napríklad s výhodou maximálne 40% pevných častíc, ešte výhodnejšie maximálne 20% pevných častíc. Organický materiál môže byť tiež v kvapalnom stave a obsahovať maximálne 10% pevných častíc.

Organický materiál môže ďalej obsahovať slamu, vlákna alebo piliny a v jednom vyhotovení má organický materiál vysoký obsah vlákien, s výhodou viac ako 10% hmotn. Organický materiál môže tiež mať vysoký obsah komplexných uhľovodíkov obsahujúcich celulózu alebo hemicelulózy alebo lignín, ako je s výhodou viac ako 10% hmotn. Varenie organického materiálu obsahujúceho celulózu pod tlakom s vápnom vedie k dezintegrácii celulózy na jednoduché organické kyseliny, ako je kyselina mravčia, kyselina octová, kyselina mliečna a podobne.

Organický materiál môže tiež obsahovať hlbokú podstielku alebo hnoj zvierat, hlavne z objektov pre dobytok, ošípané a hydinu. Naviac sa dá použiť zvierací organický materiál, ako sú napríklad zvieracie mrciny alebo ich časti, odpad z jatiek, mäsová a kostná múčka, krvná plazma alebo akýkoľvek taký výrobok pochádzajúci zo zvierat, rizikový alebo bezrizikový materiál z hľadiska potenciálnej prítomnosti priónov BSE alebo iných priónov.

V jednom vyhotovení organický materiál obsahuje alebo v podstate pozostáva z pevných častíc s dĺžkou menšou ako 10 cm, s výhodou z pevných častíc s dĺžkou menšou ako 5 cm, najvýhodnejšie z pevných častíc s dĺžkou menšou ako 1 cm.

Organický materiál sa môže predúpravou v tlakovom variči s vápnom macerovať, s výhodou za použitia slimákového dopravníka vybaveného macerátorom, s výhodou vyrobeného z nehrdzavejúcej a kyselinovzdornej ocele. Dopravník dopravuje organický materiál do variča s vápnom, kde sa organický materiál s výhodou ohrieva parnou injektážou alebo parou v plášti okolo variča s vápnom alebo nejakou kombináciou vyššie uvedeného.

Organický materiál môže tiež obsahovať proteíny alebo podobné organické molekuly obsahujúce prvky, vrátane aminokyselín a ich kombinácie, tvoriacich prióny BSE alebo iné prióny a kde sú prióny BSE alebo iné prióny zlikvidované alebo ničené priamo alebo upravené na zničenie pri varení podtlakom s vápnom alebo nasledujúcou fermentáciou, vrátane anaeróbnej fermentácie. Organický materiál zvieracieho pôvodu má s výhodou vysoké množstvo dusíka, s výhodou viac ako 10%.

Organický materiál vo forme kvapalného kalu sa môže získať prídavkom vody alebo vody obsahujúcej nízku koncentráciu organického materiálu, s výhodou menej ako 10% pevných častíc. Pridaná voda môže byť recyklovaná voda, voda obsahujúca nízku koncentráciu organického materiálu získaná zo silážovacej jednotky alebo voda zobratá z čistenia stajní alebo čistenia zvierat alebo voda získaná z fermentácie pred spôsobom stripovania dusíka alebo voda získaná z jednej alebo viacerých jednotiek na výrobu bioplynu alebo voda získaná počas koncentrácie fosforečných hnojív alebo voda získaná počas koncentrácie draselných hnojív alebo zobratá dažďová voda.

V jednom vyhotovení je zvlášť výhodné, aby voda bola odpadová voda získaná z jednotky výroby bioplynu alebo odpadová voda získaná počas koncentrácie fosforečných hnojív alebo voda získaná počas koncentrácie draselných hnojív alebo zobratá dažďová voda.

Uprednostňuje sa, aby sa časť alebo väčšina močoviny alebo kyseliny močovej prítomnej v organickom materiáli previedla na čpavok, pričom čpavok je poprípade zbieraný po absorpcii v kolóne tak, ako je to popísané inde.

Ďalšími krokmi vedia tlakového varenia s vápnom je mesofilná alebo termofilná fermentácia. Organický materiál, ktorý bol upravený v tlakovom variči, sa môže ďalej odviesť do jednotky na mesofilnú alebo termofilnú fermentáciu pred a po podrobení organického materiálu stripovaniu dusíka.

Každá fermentácia sa uskutočňuje populáciou baktérií schopnou mesofilnej alebo termofilnej fermentácie. Fermentácia je v jednom vyhotovení anaeróbna fermentácia.

Fermentácia sa s výhodou uskutočňuje pri teplote od 15°C do menej ako 65°C, ako je teplota od 25°C do 55°C, napríklad pri teplote od 35°C do menej ako 45°C.

Fermentácia sa s výhodou uskutočňuje počas 5 až 1 dní, napríklad počas 7 až 10 dní.

Podlá jedného vyhotovenia sa poskytuje spôsob, v ktorom sa uskutočňuje výroba bioplynu v jednej alebo viacerých jednotkách pomocou mikrobiálnych organizmov, s výhodou populácie baktérií a zahŕňa anaeróbnu fermentáciu organického materiálu. Baktérie s výhodou produkujú hlavne metán a malé množstvo oxidu uhličitého, keď sa fermentuje organický materiál. Výroba bioplynu sa dá uskutočňovať v jednej alebo viacerých jednotkách, s výhodou bakteriálnou anaeróbnou fermentáciou organického materiálu.

V jednom vyhotovení sa uskutočňuje výroba bioplynu v dvoch jednotkách anaeróbnou bakteriálnou fermentáciou organického materiálu, spočiatku fermentáciou s termofilnými baktériami v prvej jednotke, po ktorej nasleduje odvedenie termofilne fermentovaného organického materiálu do druhej jednotky, v ktorej dochádza k fermentácii mesofilnými baktériami.

Termofilne reakčné podmienky s výhodou zhŕňajú reakčnú teplotu siahajúcu od 45°C do 75°C, ako je reakčná teplota siahajúca od 55°C do 60°C.

Mesofilné reakčné podmienky s výhodou zahŕňajú reakčnú teplou v rozsahu od 20°C do 45°C, ako je reakčná teplota siahajúca od 30°C do 35°C. Termofilné reakcie, rovnako ako mesofilné reakcie sa s výhodou uskutočňujú počas 5 až 15 dní, hlavne počas 7 až 10 dní.

Každá potenciálna tvorba peny sa dá znížiť alebo vylúčiť pridaním polymérov alebo rastlinných olejov alebo viac solí, s výhodou rastlinného oleja vo forme repkového leja. Soli s výhodou obsahujú alebo sa v podstate skladajú z CaO alebo Ca(OH)₂.

Žiadúce vločkovanie látok a častíc počas výroby bioplynu sa s výhodou dosiahne pridaním iónov vápnika, ktoré sú schopné vytvárať vápnikové mostíky medzi organickými a anorganickými látkami v roztoku alebo suspenzii, pričom tieto vápnikové mostíky vedú k tvorbe „vločiek častíc. Pridávanie iónov ďalej vedie k vyzrážaniu ortofosfátov, vrátane (PO·}^3-), ktorý sa s výhodou vyzráža ako fosforečnan vápenatý Ca3(PO₄ ^3-), pričom vyzrážaný fosforečnan vápenatý s výhodou zostáva suspendovaný v kale.

Získaný bioplyn sa dá odvádzať do plynového motora schopného vyrábať teplo alebo elektrický prúd. Teplo sa dá použiť na ohrev tlakového variča vápna alebo vo fermentačnej jednotke alebo v reaktore na stripovanie N alebo v jednej alebo viacerých bioplynových jednotkách alebo v budovách pre zvieratá alebo v ludských obydliach alebo na ohrev vody, ktorá sa používa v domácnostiach alebo ludských sídlach. Elektrický prúd sa dá odviesť a predávať do komerčnej sie'te na distribúciu elektriny. V konkrétnom vyhotovení sa zostávajúci vápnika rozpusteného organický materiál, z ktorého bol vystripovaný dusík, ktorý bol sterilizovaný a fermentovaný, rozhadzuje na poľnohospodárskych pozemkoch.

Naviac k 1) zníženie alebo vylúčenie nežiadúcich mikrobiálnych organizmov, 2) zlepšovanie výroby bioplynu a 3) poskytovanie vysoko použitelného organického materiálu s odstripovaným dusíkom a sterilizovaným a fermentovaným, sa vynález podlá iného aspektu vynálezu týka spôsobu výroby hnojív obsahujúcich dusík z organických materiálov obsahujúcich zdroj dusíka, pričom výroba obsahuje kroky 1) zber dusíka, vrátane čpavku, odstripovaného z organického materiálu v kroku odstripovania dusíka, 2) absorbovanie dusíka, vrátane čpavku, vo vode alebo v kyslom roztoku, s výhodou obsahujúcom kyselinu sírovú a 3) získanie dusíkatého hnojiva, ktoré sa môže rozstrekovať na poľnohospodárskom poli.

Ďalším aspektom vynálezu je, že prináša spôsob výroby fosofor (P) obsahujúcich hnojív z organických materiálov obsahujúcich zdroj fosforu, pričom daná výroba zahŕňa kroky 1) odvádzanie kalu z fermentoru bioplynu do separátora, 2) separovanie fermentovaného organického materiálu, ako i anorganického materiálu, do pevnej látky a v podstate kvapalnej frakcie, 3) získanie v podstate pevnej frakcie obsahujúcej časť fosforu, s výhodou vo forme fosforečnanu vápenatého (Ca₃(PO₄)2) a organických fosfátov suspendovaných v kale, pričom daná pevná frakcia je schopná toho, aby bola používaná ako fosforečné hnojivo schopné rozhadzovania na poľnohospodárskom pozemku, keď je to vhodné.

Separátor na separovanie fermentovaného organického materiálu, ako aj anorganického materiálu na pevnú a v podstate kvapalnú frakciu je s výhodou usadzovacia odstredivka. Hlavne pevná frakcia obsahujúca fosfor môže byť s výhodou sušená, aby sa získal granulát obsahujúci fosforečné hnojivo, napríklad umožňujúci, aby sa fosfor obsahujúca frakcia kompostovala v úložnom priestore pod fóliou alebo prikrývkou prestupnou pre vzduch.

Odpadová voda získaná z výroby bioplynu a oddeľovania od pevných zložiek môže s výhodou byť znovu používaná pri fermentácii siláže alebo pri tlakovom varení s vápnom alebo pri spôsobe stripovania dusíka alebo v bioplynovej jednotke alebo pri čistení stajní alebo pri rozstrekovaní na pozemok alebo sa vedie do konvenčnej čistiarne odpadových vôd.

Spôsob podľa iného hľadiska teda poskytuje výrobu v podstate čistej odpadovej vody, pričom výroba zahŕňa kroky 1) získanie zo separátora, s výhodou z usadzovacej odstredivky, kvapalné frakcie obsahujúce odpadovú vodu majúcu len veľmi obmedzený obsah dusíka a fosforu, s výhodou menej ako 5% hmotn., hlavne menej ako 1% hmotn., ešte výhodnejšie menej ako 0,1% hmotn., ešte výhodnejšie menej ako 0,01% hmotn. a v podstate žiadne zdroje schopné rozširovať ochorenia prenosné zo zvierat na človeka, veterinárne vírusy, infekčné baktérie, parazity alebo iné infekčné činidlá, vrátane priónov BSE a iných priónov. V niektorých vyhotoveniach je prijatelné, ak odpadová voda obsahuje menej ako 10% dusíka a fosforu pôvodne získaných z kalu.

Podľa iného hľadiska predmetného vynálezu sa poskytuje spôsob na výrobu hnojív obsahujúcich draslík (K) z organických materiálov zahrňujúcich zdroj draslíka, pričom táto výroba zahŕňa 1) odvádzanie kvapalnej frakcie z prvého oddelovacieho kroku (používaného pri oddeľovaní fosforu obsahujúceho organické materiály tak, ako je to tu popísané vyššie), do druhého oddelovacieho kroku, 2) oddeľovanie zostávajúcej organickej a anorganickej zmesi z kvapaliny, 3) získavanie pevnej frakcie obsahujúcej draslík, pričom príslušná pevná frakcia je schopná použitia ako draselné hnojivo schopné rozprašovania na poľnohospodársky pozemok, keď je to vhodné.

Druhý separačný krok s výhodou zahŕňa priechod frakcie obsahujúcej draslík cez keramický mikrofilter pracujúci s periodickým prevzdušňovaním a filtráciou odpadovej vody, pričom s výhodou dané prevzdušňovanie zabezpečuje rozklad zostávajúceho anorganického materiálu a vytvorenie anorganických vločiek.

Podía ďalšieho hladiska sa poskytuje spôsob výroby čistej odpadovej vody, pričom získaná voda sa upravuje v aeróbnom úpravnom systéme schopnom vylúčenia alebo redukovania obsahu dusíka a fosforu vo vode a s výhodou tiež rozkladu zostávajúceho organického materiálu a zapáchajúcich zložiek, získania odpadovej vody v podstate bez dusíka a fosforu, pričom odpadová voda je s výhodou schopná rozstreku na poľnohospodársky pozemok, keď je to vhodné alebo recirkulácie cez objekty so zvieratami.

Vyššie uvedené prevzdušňovanie sa dá uskutočňovať atmosférickým vzduchom počas 2 až 4 týždňov pri teplote okolo 20°C a pomere kvapaliny k plynu okolo 1:2000. Všetok vylúčený dusík sa môže zbierať a privádzať do absorpčnej kolóny, ktorá je tu popísaná inde.

Tým, že je vo vynáleze možné čistiť objekty so zvieratami odpadovou vodou týmto spôsobom, vynález tiež poskytuje podľa iného hladiska spôsob zlepšenia hygieny v budove so zvieratami alebo v stajni pre zvieratá, pričom toto zlepšenie spočíva v čistení stajne získanou odpadovou vodou. Súčasťou čistenia je čistenie a vyplachovanie chlievov, podláh, latiek, kanálikov na hnoj, stropov, vetracích kanálov, prepieranie výstupného vzduchu atď., ako i zníženie emitujúcich povrchov, kde sa môže zápach, čpavok a prach uvoľňovať do prostredia vo vopred určenom mieste vrátane stajní.

Čistenie stajní je v jednom vyhotovení s výhodou uskutočňované odpadovou vodou získanou po fermentácii energetických plodín alebo získaných po fermentácii pri výrobe bioplynu a pri oddeľovaní pevných látok a kvapalín alebo odpadovej vody získanej pri ďalšej fáze spôsobu v systéme.

Tiež je možné podlá tohoto hľadiska vynálezu zlepšiť pohodu zvierat vo stajni využitím v stajni, alebo sa zvieratám poskytuje materiál na rytie a zamestnanie a štruktúrne krmivo. V jednom vyhotovení je výhodné odviesť slamu obsahujúcu organický materiál zo stajne do tlakového variča s vápnom a hydrolyzovať organický materiál pred ďalším spracovaním. Ďalším celkovým cielom zlepšenia pohody zvierat v stajni je možnosť zaistiť sprchovanie zvierat, aby sa znížil počet mikrobiálnych organizmov, ako aj prach v srsti zvierat a súčasne sa znížila teplota zvierat.

Týmto spôsobom sa zaisťuje spôsob integrovania anaeróbnej fermentácie zvieracích hnojov, energetických plodín a podobných organických substrátov, ako aj rafinovania živín obsiahnutých vo vyhnívanej biomase na hnojivá s komerčnou kvalitou v kombinácii so získavaním čistej odpadovej vody.

Tu vyššie popísaný integrovaný spôsob vyžaduje systém zložiek alebo výber takých zložiek tak, ako je to tu popísané podrobnejšie inde.

Podľa jedného aspektu sa systém skladá z:

1. prvého zariadenia, s výhodou z objektov pre zvieratá alebo stajní na ustajnenie a chov zvierat, s výhodou poľnohospodárskych zvierat, ako sú kravy, ošípané, dobytok, kozy, ovce alebo hydina a podobne alebo

2. druhého zariadenia, s výhodou z jednotky na predúpravu organického materiálu, pričom tento organický materiál s výhodou obsahuje zvierací hnoj alebo zvierací kal alebo časti rastlín, pričom tieto časti rastlín s výhodou obsahujú slamu, plodiny, zbytky plodín, siláž, energetické plodiny a prípadne zvieracie mrciny alebo ich časti, odpad z jatiek, mäsovú a kostnú múčku, krvnú plazmu alebo iné takéto výrobky pochádzajúce zo zvierat, rizikový a bezrizikový materiál s ohľadom na potenciálnu prítomnosť priónov BSE alebo iných priónov alebo

3. tretieho zariadenia, s výhodou z energetickej jednotky generujúcej zvýšené množstvo energie z biomasy obsahujúcej organický materiál, v ktorom prvé zaradenie obsahuje

a) systém čistenia podláh, latiek, stajní, kanálov na hnoj, kanálov na kal, zvierat, vetracích kanálov v budove pre zvieratá alebo v stajni, pričom toto čistenie zahŕňa použitie čistiacej vody alebo

b) systém na dopravu čistiacej vody, prípadne vo forme kalu obsahujúci čistiacu vodu a organický materiál z budovy pre zvieratá alebo stajne do druhého zariadenia, v ktorom druhé zariadenia obsahuje

a) prvú predupravovaciu nádrž, s výhodou stripovaciu nádrž na

1) stripovanie dusíka (N) , vrátane čpavku, z kalu odvádzaného z prvého zariadenia do druhého zariadenia alebo

2) stripovanie dusíka, vrátane čpavku, z organického materiálu odvedeného z prídavnej predupravovacej nádrže druhého zariadenia, kde prvá predupravovacia nádrž môže prípadne tiež byť používaná na hydrolyzovanie organického materiálu alebo

b) druhú predupravovaciu nádrž, s výhodou tlakový varič na varenie s vápnom na hydrolyzovanie kalu zahrňujúceho organický materiál odvedený z prvého zariadenia do druhého zariadenia, pričom hydrolýza vedie k vylúčeniu, inaktivácii alebo redukcii počtu životaschopných mikrobiálnych organizmov alebo patogénnych látok prítomných v kale alebo jeho časti alebo

c) aspoň jednu nádrž, s výhodou silážnu nádrž na vytváranie silážovaného rastlinného materiálu obsahujúceho aspoň jednu alebo viacero plodín z obilia alebo kukurice, energetických plodín, repy a plodinových zbytkov alebo

d) aspoň jednu druhú nádrž, s výhodou predupravovaciu fermentačnú nádrž na fermentovanie siláže alebo s vápnom pri tlaku zvareného organického materiálu, v ktorom sú odstredivku, v ktorej jedného bioplynového fermentačné podmienky zvolené z mesofilných fermentačných podmienok alebo termofilných fermentačných podmienok, v ktorom tretie zariadenie obsahuje

a) aspoň jeden bioplynový fermentor, ku ktorému sa môže odvádzať kal alebo organický materiál z druhého zariadenia na fermentáciu organického materiálu pri buď mesofilných fermentačných podmienkach alebo termofilných fermentačných podmienkach, pričom fermentácia vedie k výrobe bioplynu obsahujúceho hlavne metán alebo

b) aspoň jednu nádrž na zber bioplynu, pričom nádrž je prípadne pripojená k výstupu na distribúciu bioplynu alebo pripojená k plynovému motoru alebo

c) aspoň jeden prvý separátor, s výhodou usadzovaniu sa fermentovaný materiál z aspoň fermentora oddeľuje do v podstate kvapalnej frakcie vo forme odpadovej vody a v podstate pevnej frakcie, pričom pevná frakcia obsahuje pevný organický a anorganický materiál obsahujúci fosfor (P) alebo

d) aspoň jeden druhý separátor, s výhodou keramický mikrofilter, v ktorom odpadová voda z aspoň jedného prvého separátora sa ďalej spracováva, s výhodou prevzdušňovaním a filtráciou, pričom výsledky spracovania pri odstraňovaní aspoň niektorých a s výhodou väčšiny z jednej alebo z viacerých zapáchajúcich zložiek, dusíkových zlúčenín a draselných zlúčenín, pričom daná separácia ďalej vedie k vytváraniu odpadovej vody obsahujúcej znížené množstvo jednej alebo viacerých zapáchajúcich zložiek, dusíkových zlúčenín a draselných zlúčenín v porovnaní s množstvom pred oddeľovaním.

Systém s výhodou obsahuje potrubie tvoriace uzatvorený systém zabraňujúci alebo vedúci k zníženiu emisií jednej alebo viacerých z nasledujúcich zložiek: prachu, mikrobiálnych organizmov, čpavku, vzduchu, kvapaliny alebo nejakej inej zložky v systéme.

Kvapalné frakcie alebo odpadová voda z aspoň jednej silážnej nádrže, aspoň z jednej predupravovacej fermentačnej nádrže, aspoň jedného bioplynového fermentora, aspoň jedného prvého separátora a aspoň jedného druhého separátora sa s výhodou znovu používa na čistenie budovy pre zvieratá alebo stajne.

Kvapalné frakcie alebo odpadová voda z aspoň jednej silážnej nádrže, aspoň z jednej predupravovacej fermentačnej nádrže, aspoň jedného bioplynového fermentora, aspoň jedného prvého separátora a aspoň jedného druhého separátora sa s výhodou znovu používa v kroku separácie kalu a systému výroby bioplynu na udržanie organického materiálu v riadnom kvapalnom stave.

Systém umožňuje pridávať vápno obsahujúce CaO alebo Ca(0H)2 do organického materiálu skôr ako organický materiál vstupuje do stripovacej nádrže na stripovanie dusíka, vrátane čpavku, s výhodou pridaním množstva vápna dostačujúceho na dosiahnutie pH hodnoty od 10 do 12, prípadne v kombinácii s krokom ohrevu a prevzdušnenia kalu, vrátane organického materiálu.

Organický materiál s výhodou zostáva v stripovacej nádrži systému počas obdobia 5 až 10 dní, ako je 7 dní. Teplota vnútri stripovacej nádrže je s výhodou medzi 60°C a 80°C. Množstvo od 30 g do 60 g Ca(OH)₂/kg sušiny v organickom materiáli sa s výhodou pridá do organického materiálu v stripovacej nádrži alebo pred tým, ako organický materiál vstúpi do stripovacej nádrže.

Systém uľahčuje zber stripovaného dusíka, vrátane čpavku, zo stripovacej nádrže a odvádzanie stripovaného čpavku do kolóny v ktorej sa dusík, vrátane čpavku, absorbuje vo vode alebo v kyslom roztoku s výhodou obsahujúcom kyselinu sírovú a prípadne sa tiež ukladá absorbovaný čpavok v nádrži. Dusík absorbovaný vo vode alebo v kyslom roztoku týmto spôsobom sa s výhodou používa ako hnojivo.

Tlakový varič s vápnom systému je s výhodou aparát, ktorý je spočiatku schopný rozrezania organického materiálu na segmenty a následne je schopný odviesť segmentovaný organický materiál do komory, v ktorej sa segmentovaný organický materiál ohrieva a súčasne vystavuje vysokému tlaku kvôli zvýšenej teplote. K organickému materiálu, ktorý sa dá upraviť v tlakovom variči s vápnom, sa pridáva dávka vápna, obsahujúceho CaO alebo Ca(OH)₂ pred alebo po vstupe do tlakového variča s vápnom.

CaO sa s výhodou pridáva do tlakového variča s vápnom v množstve od 5 do 10 g/kg sušiny v organickom materiáli. Systém pracuje pri teplote v rozmedzí 100°C až 220°C, s výhodou v rozmedzí 180°C až 200°C. Teplota sa volí podľa organického materiálu, ktorý sa upravuje, pričom sa vyššia teplota volí, keď je vyšší obsah celulózy, hemicelulózy a lignínu v organickom materiáli alebo sa volí vyššia teplota podlá rizika z infekčných mikrobiálnych organizmov alebo patogénnych zlúčenín, vrátane priónov BSE, v organickom materiáli.

Tlak je v rozmedzí medzi 0,2 MPa (2 bary) až menej ako 1,6 MPa (16 barov), s výhodou medzi 0,4 MPa (4 bary) až 1,6 MPa (16 barov), ešte výhodnejšie od 0,6 MPa (6 barov) do menej ako 1,6 MPa (16 barov), najvýhodnejšie od 1,0 MPa (10 barov) do 1,6 MPa (16 barov). Systém pracuje pri zvýšenej teplote počas 5 až 10 minút, ale dajú sa tiež použiť dlhšie doby úpravy.

Dusík vrátane čpavku, stripovaný v tlakovom variči s vápnom, sa s výhodou zbiera a odvádza do kolóny a absorbuje tak, ako je to tu popísané inde.

Systém v jednom vyhotovení uľahčuje odvádzanie siláže, ako je napríklad kukurica, energetické plodiny, repa alebo zbytky plodín do mesofilnej alebo termofílnej fermentačnej nádrže pred tým, ako sa materiál ďalej odvedie do stripovacej nádrže.

Systém môže tiež uľahčovať odvádzanie organického materiálu zvareného s vápnom do nádrže mesofilnej alebo termofilnej fermentácie pred tým, ako sa materiál odvedie do stripovacej nádrže.

Systém tiež uľahčuje optimalizáciu fermentácie organického materiálu a výrobu bioplynu uskutočňovaním predúpravy v jednotke obsahujúcej zariadenie na stripovanie dusíka, vrátane čpavku alebo uskutočňovanie alkalickej hydrolýzy za vopred stanovených parametrov spôsobu, vrátane hodnoty pH, teploty, prevzdušnenia, doby trvania, inhibície peny a vločkovania suspendovaného materiálu.

Systém v inom vyhotovení zabezpečuje optimalizované podmienky na populáciu mikrobiálnych organizmov obsiahnutých vo fermentoroch vyrábajúcich bioplyn. To sa dosiahne napríklad odvádzaním sterilizovaného alebo asanovaného kalu zo stripovacej nádrže z aspoň prvého bioplynového fermentora, pričom sterilizovaný alebo asanovaný kal neinhibuje alebo neškodí populácii mikrobiálnych organizmov vo fermentore, produkujúcom bioplyn. Organický materiál, z ktorého sa stripuje dusík, vrátane čpavku, bioplynového reaktora, v ktorom môže byť odvádzaný do fermentačné podmienky podporujú mesoflinú fermentáciu. Po podrobení organického materiálu mesofilnej fermentácii sa organický materiál s výhodou odvádza do iného bioplynového reaktora systému, v ktorom sú fermentačné podmienky schopné podporovať termofilnú fermentáciu.

Podmienky termofilnej reakcie obsahujú to, že teplota

reakcie	je	v	rozsahu	od	45°C do	75°C, s výhodou v	rozsahu	od
55°C do	60	’C.	Podmienky	mesofilnj	reakcie sú také,	že reakčná
teplota	je	v	rozsahu	od	20°C do	45°C, s výhodou v	rozsahu	od
30°C do	35°	'C.

Systém umožňuje ako termofilnú reakciu, tak aj mesofilnú reakciu, ktoré sa objavujú počas aspoň 5 až 15 dní, s výhodou počas 7 až 10 dní, najvýhodnejšie počas 7 dní.

Systém obsahuje zariadenia schopné zabrániť tvorbe' peny, pričom tieto zariadenia sú schopné pridávať napríklad polyméry alebo rastlinné oleje, vrátane repového oleja alebo rôzne soli, vrátane solí obsahujúce CaO alebo Ca(OH)2·

Systém umožňuje znovu použiť aspoň časť fermentovaného organického materiálu z bioplynových reaktorov v tom reaktore, pritom fermentovaný organický materiál pôsobí ako očkovacia látka na populáciu mikrobiálnych organizmov uskutočňujúcich fermentáciu.

Systém umožňuje v jednom vyhotovení odvádzať kal, vrátane kvapaliny obsahujúcej pevné častice, do prvého separátora na separovanie pevných materiálov, vrátane obmedzenej frakcie kvapaliny z hlavnej časti kvapalnej frakcie. Táto prevažne pevná frakcia obsahuje organický a anorganický materiál, vrátane fosforu (P) a jeho zlúčenín. Táto prevažne pevná frakcia sa môže ďalej sušiť a tvorí hnojivo. Prvý separátor systému je s výhodou usadzovacia odstredivka.

Systém tiež umožňuje upravovať odpadovú vodu z prvého separátora, pričom druhý separátor obsahuje keramické mikrofiltre, v ktorých sa odpadová voda z prvého separátora ďalej spracováva prevzdušňovaním a filtráciou, pričom sa prípadne odstraňujú zostávajúce zapáchajúce látky, zostávajúce dusíkaté látky, alebo zložky obsahujúce draslík (K) , pričom zostane v podstate čistá odpadová voda neobsahujúca v podstate žiadnu z uvedených zostatkových zložiek.

Systém umožňuje odviesť odpadovú vodu z termofilného bioplynového reaktora alebo z prvého alebo z druhého separátora na poľnohospodárske pole, do čistiarne odpadových vôd alebo do čistiacej jednotky na biologické čistenie na ďalšie čistenie, pokiaľ je to požadované.

Priemyselná využiteľnosť

Systém alebo spôsoby podľa predmetného vynálezu sa dajú použiť na:

vylúčenie alebo zníženie emisií prachu, mikrobiálnych organizmov, čpavku, kontaminovaného vzduchu, kvapaliny alebo iné látky zo systému, hlavne z budov pre zvieratá, do životného prostredia, zlepšenému využitiu energie obsiahnutej v biomase, vrátane organického materiálu, zlepšenie výroby bioplynu obsahujúceho plynný metán a plyn obsahujúci metán, pričom tento plyn môže byť ukladaný do nádrže miestne alebo môže byť odvádzaný do komerčnej plynovej distribučnej siete, získanie oddelených frakcií dusíka (N), fosforu (P) a potenciálne draslíka (K) z organických materiálov, pričom tieto frakcie majú komerčnú hodnotu a môžu byť využité ako hnojivá na hnojenie poľnohospodárskych a záhradníckych plodín, získanie lepšej pohody pre zvieratá a lepšej hygieny v stajniach pre zvieratá a z hladiska výstupu zo stajní pre zvieratá, pričom tento výstup obsahuje hnoj, kal a zvieratá na porážku, pričom čisté zvieratá znižujú riziko infekcie mäsa, keď sa zvieratá porážajú, získanie spôsobu likvidácie zvieracích mrcín alebo ich častí, mäsovej a kosnej múčky alebo iných výrobkov zo zvierat, ktoré sú k dispozícii na likvidáciu na poľnohospodárskych pozemkoch vo forme rafinovaných hnojív, čím sa ťaží z mikroživín a makroživín v živočíšnych produktoch v poľnohospodárskej a záhradníckej rastlinnej výrobe.

PAT

ENTOVÉ

Claims (1)

1. NÁROKY

   1. Spôsob zníženia počtu životaschopných mikrobiálnych organizmov alebo priónov BSE prítomných v organickom materiály, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa kroky

   1. poskytnutie organického materiálu obsahujúceho pevné alebo kvapalné časti,

   2. podrobenie organického materiálu krokom spôsobu

   a) varenie pod tlakom s vápnom pri teplote v rozmedzí 100°C až 220°C, ktoré vedie k hydrolýze organického materiálu, pričom vápno je Ca(OH)₂ alebo CaO

   b) stripovanie čpavku z organického materiálu, ktorý bol pod tlakom zvarený s vápnom, pričom vápno pridané v spojitosti so stripovaním čpavku a asanáciou organického materiálu vyzráža rozpustený ortofosfát a

   3. získanie spracovaného organického materiálu obsahujúceho aspoň znížený počet životaschopných mikrobiálnych organizmov alebo priónov.

   2. Spôsob podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že ďalej obsahuje kroky, že sa spracovaný organický materiál odvádza do fermentora bioplynu, že sa spracovaný organický materiál fermentuje a získa sa bioplyn.

   3. Spôsob podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že ďalej obsahuje kroky, že sa spracovaný organický materiál dodáva na polnohospodárske pole.

   4. Spôsob podlá nároku 2, vyznačujúci sa tým, že obsahuje ďalší krok, kde sa zostatkový materiál vyplývajúci z fermentácie spracovaného organického materiálu dodáva ' na polnohospodárske pole.

   745. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že mikrobiálne organizmy sú veterinárne mikrobiálne a zoonotické patogény.

   6. Spôsob podľa nárokov 1, vyznačujúci sa tým, že mikrobiálne organizmy sú volené z infekčných mikrobiálnych organizmov a parazitických patogénnych mikrobiálnych organizmov.

   7. Spôsob podľa nárokov 1 a 2, vyznačujúci sa tým, že organický materiál obsahujúci pevné alebo kvapalné časti je zvolený z hnojov a ich kalov, zbytkov plodín, silážovaných plodín, zvieracích mrcín alebo ich častí, odpadu z jatiek, mäsovej a kostnej múčky, vrátane všetkých ich kombinácií.

   8. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že sa výroba bioplynu ďalej zlepšuje tlakovým varením organického materiálu s vápnom, pred tým, ako sa organický materiál podrobuje kroku stripovania čpavku v stripovacie nádrži.

   9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že s vápnom tlakovo zvarený organický materiál sa fermentuje pred tým, ako sa organický materiál podrobuje korku stripovania čpavku.

   10. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že sa organický materiál rastlinného pôvodu silážuje pred tým, ako sa odvádza do kroku stripovania čpavku.

   11. Spôsob podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že sa silážovaný organický materiál rastlinného pôvodu fermentuje pred krokom stripovania čpavku.

   12. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že sa krok stripovania čpavku uskutočňuje tým, že sa z počiatku pridá

   dávka nad 9 vápna k organickému materiálu, ktorá zvýši hodnotu PH pri teplote s výhodou nad 40°C. 13. Spôsob je nad podľa nároku 10. 12, vyznáčujúci sa tým, že hodnota PH 14. Spôsob je nad podľa nároku 11. 12, vyznačujúci sa tým, že hodnota PH 15. Spôsob nad 50 podlá nároku °C. 12, vyznačujúci sa tým, že teplota je 16. Spôsob podľa nároku 12, vyznačujúci sa tým, že teplota je

   nad 60°C.

   17. Spôsob podľa nároku 12, vyznačujúci sa tým, že doba prevádzky kroku stripovania čpavku je od 2 do 15 dní. 18. Spôsob podľa nároku 12, vyznačujúci sa tým, že doba prevádzky kroku stripovania čpavku je od 4 do 10 dní. 19. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že doba prevádzky kroku stripovania čpavku je od 6 do 8 dní.

   20. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že hodnota pH je 8 až 12, teplota je 70°C až 80°C, pomer kvapaliny k plynu je menší ako 1:400 a doba prevádzky kroku stripovania čpavku je 7 dní.

   21. Spôsob podlá nároku 12, vyznačujúci sa tým, že organický materiál obsahuje maximálne 50% (w/v) pevných častíc.

   22. Spôsob podlá nároku 12, vyznačujúci sa tým, že organický materiál obsahuje maximálne 30% (w/v)pevných častíc.

   23. Spôsob podlá nároku 12, vyznačujúci sa tým, že organický materiál obsahuje maximálne 10% (w/v.) pevných častíc.

   24. Spôsob podľa nároku 12, vyznačujúci sa tým, že stripovaný čpavok je absorbovaný v kolóne pred uložením v nádrži.

   25. Spôsob podľa nároku 24, vyznačujúci s tým, že kolóna obsahuje vodu alebo kyslý roztok.

   26. Spôsob podľa nároku 25, vyznačujúci sa tým, že kyslý roztok je kyselina sírová.

   27. Spôsob podľa nároku 24, vyznačujúci sa tým, že sa čpavok stripovaný tlakovým varením s vápnom tiež absorbuje v kolóne pred uložením v nádrži.

   28. Spôsob podľa nárokov 1 až 12, vyznačujúci sa tým, že sa krok tlakového varenia organického materiálu s vápnom uskutočňuje pri teplote od 120°C do 220°C pri tlaku 0,2 až 2 MPa počas pridania vápna postačujúceho na dosiahnutie hodnoty pH od 9 do 12 a prevádzkovou dobou kroku tlakového varenia s vápnom od 1 minúty do menej ako 60 minút.

   29. Spôsob podľa nároku 28, vyznačujúci sa tým, že teplota je v intervale od 180°C do 200°C pri tlaku od IMPa do menej ako 1,6 MPa pričom hladina pH je od 10 do 12 a prevádzková doba kroku tlakového varenia s vápnom od 5 minút do 10 minút.

   30. Spôsob pódia nároku 28, vyznačujúci sa tým, že organický materiál ďalej obsahuje hlbokú podstielku alebo hnoj zo zvierat, hlavne ošípaných, dobytka a hydiny.

   31. Spôsob podľa nároku 28, vyznačujúci sa tým, že organický materiál ďalej obsahuje proteíny tvoriace prióny BSE alebo

   3?

   iné prióny, pričom prióny BSE alebo iné prióny sa zlikvidujú v kroku tlakového varenia s vápnom.

   32. Spôsob podľa nároku 28, vyznačujúci sa tým, že organický materiál obsahuje slamu, vlákna alebo piliny.

   33. Spôsob podľa nároku 28, vyznačujúci sa tým, že organický materiál má obsah vlákien viac ako 10% (w/v).

   34. Spôsob podľa nároku 28, vyznačujúci sa tým, že organický materiál má obsah komplexných karbohydrátov obsahujúcich celulózu alebo hemicelulózy alebo lignín, s výhodou viac ako 10% (w/v).

   35. Spôsob podlá nároku 28, vyznačujúci sa tým, že množstvo pridávaného CaO je od 2 do 80 g na kg sušiny.

   36. Spôsob podľa nároku 28, vyznačujúci sa tým, že množstvo pridávaného CaO je od 5 do 60 g na kg sušiny.

   37. Spôsob podľa nárokov 28, vyznačujúci sa tým, že sa organický materiál maceruje pred úpravou vo varáku s vápnom.

   38. Spôsob podľa nároku 37, vyznačujúci sa tým, že sa organický materiál maceruje slimákovým dopravníkom vybaveným macerátorom, ktorý dopravuje organický materiál do tlakového varáku s vápnom, kde sa organický materiál ohrieva vpustením pary alebo parou v plášti okolo varáku s vápnom alebo kombináciami týchto spôsobov.

   39. Spôsob podľa nároku 28, vyznačujúci sa tým, že sa organický materiál upravený v tlakovom varáku s vápnom odvádza do fermentora na mesofilnú alebo termofilnú fermentáciu pred tým, ako sa organický materiál podrobuje stripovaniu dusíka.

   40. Spôsob podľa nároku 39, vyznačujúci sa tým, že sa fermentácia uskutočňuje bakteriálnou populáciou.

   41. Spôsob podľa nároku 39, vyznačujúci sa tým, že fermentácia je anaeróbna fermentácia.

   42. Spôsob podlá nároku 39, vyznačujúci sa tým, že organický materiál zvieracieho pôvodu má množstvo dusíka viac ako 10% (w/v).

   43. Spôsob podlá nároku 39, vyznačujúci sa tým, že sa fermentácia uskutočňuje pri teplote od 15°C do menej ako

   65°C.

   44. Spôsob podľa nároku 39, vyznačujúci sa tým, že sa fermentácia uskutočňuje pri teplote od 25°C do menej ako

   55°C.

   45. Spôsob pódia nároku 39, vyznačujúci sa tým, že sa fermentácia uskutočňuje pri teplote od 35°C do menej ako

   45°C.

   46. Spôsob podľa nároku 39, vyznačujúci sa tým, že sa fermentácia uskutočňuje od 5 do menej ako 15 dní.

   47. Spôsob podľa nároku 39, vyznačujúci sa tým, že sa fermentácia uskutočňuje od 7 do menej ako 10 dní.

   48. Spôsob podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že organický materiál na silážovanie obsahuje jednoročné krmivové plodiny, ako je repa, kukurica, ďatelina a kde obsahujú s výhodou aj vršok rastlín.

   49. Spôsob podľa nárokov 2 až 12, vyznačujúci sa tým, že sa výroba bioplynu uskutočňuje v aspoň jednom fermentore mikrobiálnymi organizmami a zahŕňa anaeróbnu fermentáciu organického materiálu.

   50. Spôsob podlá nároku 49, vyznačujúci sa tým, že mikrobiálne organizmy sú baktérie vyrábajúce hlavne metán a menšiu frakciu oxidu uhličitého v porovnaní s výrobou metánu, keď sa fermentuje organický materiál.

   51. Spôsob podľa nároku 49, vyznačujúci sa tým, že sa výroba bioplynu uskutočňuje v dvoch fermentoroch anaeróbnej bakteriálnej fermentácie organického materiálu, spočiatku fermentácie s termofilnými baktériami v prvej fermentore, potom sa odvedie termofilne fermentovaný organický materiál do druhého fermentora, v ktorej sa uskutočňuje fermentácia mesofilnými baktériami.

   52. Spôsob podľa nároku 51, vyznačujúci sa tým, že termofilné reakčné podmienky zahŕňajú reakčnú teplotu od 45°C do 75°C.

   53. Spôsob podľa nároku 51, vyznačujúci sa tým, že termofilné reakčné podmienky zahŕňajú reakčnú teplotu od 55°C do 60°C.

   54. Spôsob podľa nároku 51, vyznačujúci sa tým, že mesofilné reakčné podmienky zahŕňajú reakčnú teplotu od 20°C do 45°C.

   55. Spôsob podľa nároku 51, vyznačujúci sa tým, že mesofilné reakčné podmienky zahŕňajú reakčnú teplotu od 30°C do 35°C.

   /θθ

   56. Spôsob podľa nároku 51, vyznačujúci sa tým, že sa termofilné reakcie uskutočňujú počas 5 až 15 dní.

   57. Spôsob podľa nároku 51, vyznačujúci sa tým, že sa termofilné reakcie uskutočňujú počas 7 až 10 dní.

   58. Spôsob podľa nároku 51, vyznačujúci sa tým, že sa mesofilné reakcie uskutočňujú počas 5 až 15 dní.

   59. Spôsob podľa nároku 51, vyznačujiíci sa tým, že sa mesofilné reakcie uskutočňujú počas 7 až 10 dní.

   60. Spôsob podľa nároku 51, vyznačujúci sa tým, že sa potenciálna tvorba peny znižuje alebo vylučuje pridaním polymérov alebo rastlinných olejov alebo aspoň jednej soli.

   61. Spôsob podľa nároku 60, vyznačujúci sa tým, že rastlinným olejom je repkový olej.

   62. Spôsob podľa nároku 49, vyznačujúci sa tým, že sa žiadúce vločkovanie látok a častíc počas výroby bioplynu dosahuje pridávaním iónov vápnika schopných vytvárať vápnikové mostíky medzi organickými a anorganickými látkami v roztoku alebo suspenzii, pričom tieto vápnikové mostíky vedú k vytváraniu vločiek častíc.

   63. Spôsob podľa nároku 62, vyznačujúci sa tým, že prídavok vápnikových iónov ďalej vedie k vyzrážaniu ortofos fátov, vrátane rozpusteného (PCh³~), ktorý sa s výhodou vyzráža ako fosforečnan vápenatý vzorca Ca₃(PO₄)₂, pričom vyzrážaný fosforečnan vápenatý s výhodou zostáva suspendovaný v kale.

   64. Spôsob podľa nároku 62, vyznačujúci sa tým, že sa získaný bioplyn odvádza do plynového motora schopného vyrábať teplo alebo elektrický prúd.

   65. Spôsob podľa nároku 64, vyznačujúci sa tým, že sa teplo používa na ohrev tlakového varáku s vápnom alebo fermentora alebo reaktora stripujúceho čpavok alebo aspoň jedného bioplynového reaktora alebo aspoň jednej budovy pre zvieratá.

   66. Spôsob podľa nároku 64, vyznačujúci sa tým, že sa elektrický prúd odvádza a odovzdáva do obchodnej siete na distribúciu elektrického prúdu.

   67. Spôsob podľa nárokov 1 až 12, vyznačujúci sa tým, že mikrobiálne organizmy obsahujú baktérie, ako je Campylobacter, Salmonella, Yersínia, Ascaris, vírusy a viroidy.

   68. Spôsob podľa nárokov 2 až 12, vyznačujúci sa tým, že ďalej zahŕňa krok výroby hnojív obsahujúcich dusík z organického materiálu, pričom výroba obsahuje kroky, že sa 1) zbiera čpavok vystripovaný z organického materiálu v kroku stripovania čpavku, že sa 2) absorbuje čpavok vo vode alebo v kyslom roztoku obsahujúcom kyselinu sírovú, a že sa 3) získava dusíkaté hnojivo.

   69. Spôsob podlá nárokov 2 až 12, vyznačujúci sa tým, že ďalej obsahuje krok výroby hnojív obsahujúcich fosfor z organického materiálu obsahujúcich zdroj fosforu, pričom táto výroba obsahuje kroky, že sa 1) odvádza kal z fermentora biomasy do separátora, že sa 2) separuje fermentovaný organický materiál, a anorganický materiál do pevnej a kvapalnej frakcie odpadovej vody, že sa 3) získava /CsJL pevná frakcia obsahujúca časť fosforu vo forme fosforečnanu vápenatého vzorca Ca3(PO₄)2 a organické fosfáty spočiatku suspendované v kale, pričom pevná frakcia je schopná použitia ako fosforečné hnojivo.

   70. Spôsob podľa nároku 69, vyznačujúci sa tým, že separátor je usadzovacia odstredivka.

   71. Spôsob podlá nároku 69, vyznačujúci sa tým, že pevná frakcia obsahujúca fosfor sa suší na výrobu granulátu obsahujúceho fosforečné hnojivo.

   72. Spôsob podľa nárokov 69 a 70, vyznačujúci sa tým, že odpadová voda získané zo separačného kroku obsahuje menej ako 0,1% (w/v) dusíka a fosforu.

   73. Spôsob podľa nároku 72, vyznačujúci sa tým, že sa odpadová voda odvádza do stripovacej nádrže a znovu sa používa na stripovanie čpavku z organického materiálu v stripovacej nádrži.

   74. Spôsob podía nároku 72, vyznačujúci sa tým, že sa odpadová voda znovu používa na čistenie stajne.

   75. Spôsob podľa nároku 72, vyznačujúci sa tým, že odpadová voda neobsahuje zdroje schopné rozširovať zoonózy, veterinárne vírusy, infekčné baktérie, parazity, prióny BSE a iné prióny.

   76. Spôsob podľa nárokov 69 a 70, vyznačujúci sa tým, že obsahuje ďalší krok stripovania čpavku z odpadovej vody v stripéri pary.

   103

   ΊΊ. Spôsob podľa nároku 76, vyznačujúci sa tým, že stripovaný čpavok sa kondenzuje v dvojstupňovom kondenzátore.

   78. Spôsob podľa nároku 77, vyznačujúci sa tým, že sa čpavok kondenzuje v prvom kroku v protiprúde so schladeným čpavkovým kondenzátom.

   79. Spôsob podľa nároku 78, vyznačujúci sa tým, že čpavok neskondenzovaný v prvom korku sa skondenzuje v protiprúde s permeátom z kroku reverznej osmózy, používanej na extrahovanie draslíka z odpadovej vody získanej zo spôsobu podľa nároku 69.

   80. Spôsob podľa nároku 76, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa ďalší krok odvádzania stripovaného čpavku do kolóny, v ktorej sa absorbuje čpavok z prvej nádrže na stripovanie čpavku.

   81. Spôsob podľa nároku 69 a 70, vyznačujúci sa tým, že obsahuje ďalší krok výroby hnojív obsahujúcich draslík z organických materiálov, pričom výroba obsahuje 1) odvádzanie kvapalnej frakcie odpadovej vody obsahujúcej draslík z prvého separačného kroku do druhého separačného kroku, 2) oddeľovanie zostávajúcej organickej a anorganickej zmesi z kvapalnej frakcie a 3) získanie kvapalného koncentrátu obsahujúceho draslík, pričom kvapalný koncentrát obsahujúci draslík je schopný použitia ako draselné hnojivo.

   vyznačujúci sa tým, že. druhý to, že sa frakcia obsahujúca keramický mikrofilter pracujúci im a filtráciou odpadovej vody, výhodou zabezpečuje rozklad

   Spôsob podlá nároku 81, separačný krok obsahuje draslík nechá prejsť cez s prerušovaným prevzdušnen pričom prevzdušnenie s

   82.

   materiálu a

   usadenie zostávajúceho organického anorganických vločiek.

   83. Systém vyznačujúci sa tým, že s skladá z

   1. prvého zariadenia, s výhodou z objektov pre zvieratá alebo stajní na ustajnenie a chov zvierat, s výhodou poľnohospodárskych zvierat, ako sú kravy, ošípané, telatá, kone, kozy ovce alebo hydina a podobne alebo

   2. druhého zariadenia, s výhodu z jednotky na predúpravu organického materiálu, pričom tento organický materiál s výhodou obsahuje zvierací hnoj alebo zvierací kal alebo časti rastlín, pričom tieto časti rastlín s výhodou obsahujú slamu, plodiny, zbytky plodín, siláž,

   - energetické plodiny a prípadne zvieracie mroiny alebo ich časti, odpad z jatiek, mäsovú a kostnú múčku, krvnú plazmu alebo iné takéto výrobky pochádzajúce zo zvierat, rizikový a bezrizikový materiál s ohľadom na potencionálnu prítomnosť priónov BSE alebo iných priónov alebo

   3. tretieho zariadenia, s výhodou z energetickej jednotky generujúcej zvýšené množstvo energie z biomasy obsahujúcej organický materiál, v ktorom prvé zariadenie obsahuje

   a) systém čistenia podláh, latiek, stajní pre ošípané, kanálov na hnoj, kanálov na kal, zvierat, vetracích kanálikov v budove pre zvieratá alebo v stajni, pričom toto čistenie zahŕňa použitie čistiacej vody alebo

   b) systém na dopravu čistiacej vody, prípadne vo forme kalu obsahujúceho čistiacu vodu a organický materiál z budovy pre zvieratá alebo stajne do druhého zariadenia, v ktorom druhé zariadenie obsahuje

   a) prvú predupravovaciu nádrž, s výhodou stripovaciu nádrž na 1) stripovanie dusíka (N), vrátane čpavku,

   Ίο?

   z kalu odvádzaného z prvého zariadenia do druhého zariadenia alebo 2) stripovanie dusíka, vrátane čpavku, z organického materiálu odvedeného z prídavnej predupravovacej nádrže druhého zariadenia, kde prvá predupravovacia nádrž môže prípadne byť tiež použitá na hydrolyzovanie organického materiálu alebo

   b) druhú predupravovaciu nádrž, s výhodou tlakový varák na varenie s vápnom na hydrolyzovanie kalu zahrňujúceho organický materiál· odvedený z prvého zariadenia do druhého zariadenia, pričom hydrolýza vedie k vylúčeniu, inaktivácii alebo redukcii počtu životaschopných mikrobiálnych organizmov alebo patogénnych látok prítomných v kale alebo jeho časti alebo

   c) aspoň jednu nádrž, s výhodou silážnu vytváranie silážovaného rastlinného obsahujúce aspoň jednu alebo viacero plodín z obilia alebo kukurice, energetických plodín, repy a plodinových zbytkov alebo

   d) aspoň jednu druhú nádrž, s výhodou predupravovaciu fermentačnú nádrž na fermentovanie siláže alebo s vápnom počas tlaku zvareného organického materiálu, fermentačné fermentačných termofilných fermentačných podmienok, v ktorom tretie zariadenie obsahuje

   a) aspoň jeden bioplynový fermentor, ku ktorému sa môže odvádzať kal alebo organický materiál z druhého zariadenia na fermentáciu organického materiálu za buď mesofilných fermentačných podmienok alebo termofilných fermentačných podmienok, pričom fermentácia vedie k výrobe biopiynu obsahujúceho hlavne metán alebo nádrž na materiálu podmienky podmienok v ktorom sú z mesofilných zvolené alebo

   10G

   b) aspoň jednu nádrž na zber bioplynu, pričom nádrž je prípadne pripojená k výstupu na distribúciu bioplynu alebo pripojená k plynovému motoru alebo

   c) aspoň jeden prvý separátor, s výhodou usadzovaciu odstredivku, v ktorej sa fermentovaný materiál z aspoň jedného bioplynového fermentora oddeľuje do v podstate kvapalnej frakcie vo forme odpadovej vody a v podstate pevnej frakcie, pričom pevná frakcia obsahuje pevný organický a anorganický materiál obsahujúci fosfor (P) alebo

   d) aspoň jeden druhý separátor, s výhodou keramický mikrofilter, v ktorom sa odpadová voda z aspoň jedného prvého separátora ďalej spracováva, s výhodou prevzdušňovaním a filtráciou, pričom výsledky spracovania pri odstraňovaní aspoň niektorých a s výhodou väčšiny z jednej alebo viacerých zapáchajúcich zložiek, dusíkových zlúčenín a draselných zlúčenín, pričom daná separácia ďalej vedie k vytváraniu odpadovej vody obsahujúcej znížené množstvo jednej alebo viacerých zapáchajúcich zložiek, dusíkových zlúčenín a draselných zlúčenín v porovnaní s množstvom pred oddeľovaním.

   84. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že kvapalná frakcia alebo odpadová voda z aspoň jednej silážnej nádrže, aspoň jednej predupravovacej fermentačnej nádrže, aspoň jedného fermentora biomasy, aspoň jedného prvého separátora, aspoň jedného druhého separátora sa znovu používa na čistenie objektov pre zvieratá alebo stajne.

   85. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že systém obsahuje potrubie tvoriace uzatvorený systém zabraňújúci alebo vedúci k zníženiu emisií jednej alebo viacerých z nasledujúcich zložiek: prachu, mikrobiálnych organizmov,

   -f O f čpavku, vzduchu, kvapaliny alebo nejakej inej zložky v systéme.

   86. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sa kvapalná frakcia alebo odpadová voda z aspoň jednej silážnej nádrže, aspoň jednej predupravovacej fermentačnej nádrže, aspoň jedného bioplynového fermentora, aspoň jedného prvého separátora a aspoň jedného druhého separátora znovu používa v kroku separácie kalu, systéme výroby bioplynu na udržovanie organického materiálu v riadnom tekutom stave.

   87. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sa vápno obsahujúce CaO alebo Ca(OH)₂ pridáva do organického materiálu skôr ako organický materiál vstupuje do stripovacej nádrže na stripovanie čpavku, vrátane čpavku, s výhodou pridaním množstva vápna dostačujúceho na dosiahnutie pH hodnoty od 10 do 12, prípadne v kombinácii s krokom ohrevu a prevzdušnením kalu, vrátane organického materiálu.

   88. Systém podlá nároku 83, vyznačujúci sa tým, že organický materiál zostáva v stripovacej nádrži počas 5 až 10 dní, s výhodou 7 dní.

   89. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že teplota vnútri stripovacej nádrže je medzi 60°C a 80°C.

   90. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že množstvo od 30 g do 60 g Ca(OH)₂/kg sušiny v organickom materiáli sa pridá do organického materiálu v stripovacej nádrži alebo pred tým, ako organický materiál vstúpi do stripovacej nádrže.

   91. Syst ém podľa nároku 83, stripovaný dusík, vrátane nádrže a odvádza do kolóny, vode alebo v kyslom roztoku sírovú, a prípadne sa t v nádrži.

   vyznačujúci sa tým, že sa čpavku, zbiera zo stripovacej v ktorej sa čpavok absorbuje vo s výhodou obsahujúcom kyselinu ež ukladá absorbovaný čpavok

   92. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že dusík absorbovaný v kyslom roztoku sa využíva ako hnojivo.

   93. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že tlakový varák s vápnom je aparát, ktorý najprv rozrezáva organický materiál na segmenty a následne odvádza segmentovaný organický materiál do komory, v ktorej sa segmentovaný organický materiál zahrieva a súčasne vystavuje vysokému tlaku kvôli zvýšenej teplote.

   94. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sa k organickému materiálu, ktorý sa má upraviť v tlakovom varáku s vápnom, pridáva dávka vápna.

   95. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sa k organickému materiálu, ktorý sa má upraviť v tlakovom varáku s vápnom, pridáva vápno vo forme CaO alebo Ca(OH)2·

   96. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sa k organickému materiálu, ktorý sa má upraviť v tlakovom varáku s vápnom, pridáva CaO.

   97. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sa k organickému materiálu, ktorý sa má upraviť v tlakovom varáku s vápnom, pridáva CaO v množstve 5 až 10 g na kg sušiny v organickom materiáli.

   /L><?

   98. Systém podlá nároku 83, vyznačujúci sa tým, že teplota organického materiálu v tlakovom varáku s vápnom je medzi 100°C a 220°C, pričom sa volí podľa upravovaného organického materiálu, pričom vyššia teplota sa volí, keď je vyšší obsah celulózy, hemicelulózy a lignínu v organickom materiáli alebo sa volí vyššia teplota podľa rizika infekčných mikrobiálnych organizmov alebo patogénnych zlúčenín, rátane priónov BSE v organickom materiáli.

   99. Systém podľa nároku 99, vyznačujúci sa tým, že teplota organického materiálu v tlakovom varáku s vápnom je medzi 180°C a 200°C.

   100. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že tlak organického materiálu v tlakovom varáku s vápnom je medzi 10 a 16 barov.

   101. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sa organický materiál v tlakovom varáku s vápnom upravuje pri zvýšenej teplote počas 5 až 10 minút.

   102. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sa dusík, vrátane čpavku, stripovaný v tlakovom varáku s vápnom zbiera a odvádza do kolóny a absorbuje tak, ako je to uvedené v nároku 91.

   103. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sa siláž, hlavne kukurice, energetických plodín, repy alebo zbytkov plodín odvádza do mesofilnej alebo termofilnej fermentačnej nádrže pred tým, ako sa ďalej odvádza do stripovacej nádrže.

   7fO

   104. Sys tém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sa organický materiál zvarený pri tlaku s vápnom odvádza do mesofilnej alebo termofilnej fermentačnej nádrže pred tým, ako sa ďalej odvádza do stripovacej nádrže.

   105. Sys tém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sa fermentácia organického materiálu a výroba bioplynu optimalizuje predúpravou obsahujúcou stripovanie dusíka, vrátane čpavku a alkalickou hydrolýzou za podmienok zahrňujúcich náležitú úroveň hodnoty pH, teplotu, prevzdušnenie, dobu trvania, inhibíciu penenia a vločkovanie suspendovaného materiálu.

   106. Systém podlá nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sú podmienky mikrobiálnych organizmov v bioplyne produkujúcich fermentoroch optimalizované odvádzaním sterilizovaného alebo asanovaného kalu zo stripovacej nádrže do prvého bioplynového fermentora, pričom sterilizovaný alebo asanovaný kal neinhibuje alebo neškodí populácii mikrobiálnych organizmov produkujúcich bioplyn vo fermentoroch.

   107. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sa organický materiál, z ktorého sa stripuje dusík, vrátane čpavku odvádza do bioplynového reaktora, v ktorom sú mesofilné podmienky.

   108. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sa mesofilne fermentovaný organický materiál odvádza do bioplynového reaktora, v ktorom sú termofilné podmienky.

   109. Systém podľa nároku 108, vyznačujúci sa tým, _t že k podmienkam termofilnej reakcie patrí reakčná teplota od 45°C do 75°C.

   m l IO. Systém podľa nároku 108, vyznačujúci sa tým, že k podmienkam termofilnej reakcie patrí reakčná teplota od 55°C do 60°C.

   111. Syst ém podlá nároku k podmienkam mesofilnej 20°C do 45°C.

   108, vyznačujúci sa tým, že reakcie patrí reakčná teplota od

   112. Systém podlá nároku 108, vyznačujúci sa tým, že k podmienkam mesofilnej reakcie patrí reakčná teplota od 30°C do 35°C.

   113. Systém podlá nároku 108, vyznačujúci sa tým, že sa termofilná reakcia uskutočňuje počas 5 až 15 dní.

   114. Systém podlá nároku 108, vyznačujúci sa tým, že sa termofilná reakcia uskutočňuje počas 7 až 10 dní.

   115. Systém podlá nároku 108, vyznačujúci sa tým, že sa mesofilná reakcia uskutočňuje počas 5 až 15 dní.

   116. Systém podlá nároku 108, vyznačujúci sa tým, že sa mesofilná reakcia uskutočňuje počas 7 až 10 dní.

   117. Systém podľa nároku 108, vyznačujúci sa tým, že sa obmedzuje potencionálna tvorba peny pridávaním polymérov alebo rastlinných olejov alebo rôznych solí.

   118. Systém podlá nároku 108, vyznačujúci sa tým, že je rastlinným olejom repkový olej.

   119. Systém podľa nároku 108, vyznačujúci sa tým, že 'soli obsahujú CaO alebo Ca(OH)₂1/7.

   120. Syst ém podľa nároku 119, organický materiál fermentovaný mesofilne zakaždým aspoň počas 7 dní.

   vyznačujúci sa tým, že je a termofilne

   121. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sa časť fermentovaného organického materiálu z bioplynových reaktorov znovu používa v tomto konkrétnom reaktore, pričom

   fermentovaný organický materiál funguje ako očkovací pre populáciu mikrobiálnych organizmov uskutočňuj úcich fermentáciu. 122. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sa

   fermentovaný organický materiál obsahujúci kal, vrátane kvapaliny s pevný materiálom, odvádza do prvého separátora, pričom sa oddeľujú pevné materiály, vrátane obmedzenej frakcie kvapaliny, z hlavnej časti kvapalnej frakcie, pričom v podstate pevná frakcia obsahuje organický a anorganický materiál obsahujúci fosfor a jeho zlúčeniny, pričom v podstate pevná frakcia je poprípade ďalej sušená a obsahuje hnojivo.

   123. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že prvým separátorom je usadzovacia odstredivka.

   124. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sa odpadová voda z prvého separátora upravuje v druhom separátore, pričom druhý separátor obsahuje keramické mikrofiltre, v ktorých sa odpadová voda z prvého separátora ďalej spracováva prevzdušňovaním a filtráciou, pričom sa prípadne odstraňujú zbytky zapáchajúcich zložiek, zbytky dusíkových zlúčenín a zložky obsahujúce draslík, pričom zostáva čistá odpadová voda.

   125. Systém podľa nároku 83, vyznačujúci sa tým, že sa odpadová voda z termofilného bioplynového reaktora alebo z prvého alebo druhého separátora odvádza na pozemok, do čistiarne vôd alebo do čistiacej jednotky, prípadne do biologickej čistiarne.

   Fig. 2

   Fig.3 © θ