Biogas production experimental research by using sewage sludge loading with biochar additive

Abstract

Biogas – ecological fuel, which is assigned to alternative energy sources. It should be noted, that biogas – renewable energy source, which does not require any specific climatic conditions or geographical position of a country. This power source is available and can be successfully produced and used in all countries of the world. The main components of biogas – methane CH4 and carbon monoxide CO2. This gas is formed under anaerobic conditions, when microorganisms decompose biodegradable biomass. In biological sciences biomass means a living matter content, expressed in grams per unit area. Meanwhile, in the energy sector, the definition of biomass is limited and biomass is characterized as fuel source, produced from plant materials and organic waste (food waste, wood, sludge, manure, vegetables, etc.). Currently, to produce biogas from biomass, bioreactors are used worldwide. However, in order to increase the quality and yield of biogas, in the world practice various bioload additives are used: vegetable waste, clay minerals, and a large amount of the protein-containing waste. The goal – to evaluate the impact of biochar on biogas quality and yield using sewage sludge load. It was found, that 10% biochar additive increased average CH4 concentration of 7.9%, reduced the CO2 concentration of 3–4% and totally removed H2S from biogas.

Article in Lithuanian.

Biodujų gamybos eksperimentiniai tyrimai taikant nuotekų dumblo įkrovą su bioanglies priedu

Santrauka

Biodujos – ekologiškas kuras, kuris priskiriamas prie alternatyvios energijos šaltinių. Pažymėtina, kad biodujos – atsinaujinantis energijos šaltinis, nereikalaujantis jokių specifinių klimato salygų ir nepriklausantis nuo šalies geografinės padėties, t. y. šis energijos šaltinis yra prieinamas ir gali būti sėkmingai gaminamas bei naudojamas visose pasaulio šalyse. Pagrindinės biodujų komponentės – metanas CH4 ir anglies monoksidas CO2. Šios dujos susidaro esant anaerobinėms sąlygoms, kai mikroorganizmais yra skaidoma biomasė. Biologijos moksluose biomasė traktuojama kaip gyvos medžiagos kiekis, išreikštas gramais per ploto vienetą. O energetikos sektoriuje biomasės apibrėžimas yra ribojamas ir biomasė charakterizuojama kaip kuro šaltinis, susidarantis iš augalinių medžiagų ir organinių atliekų (maisto atliekos, mediena, dumblas, mėšlas, augalinės kilmės atliekos ir pan.). Šiuo metu pasaulyje biodujoms iš biomasės pagaminti naudojami bioreaktoriai. Tačiau siekiant padidinti biodujų kokybę ir išeigą, pasaulinėje praktikoje naudojami įvairūs bioįkrovos priedai: augalinės kilmės atliekos, molio mineralai bei didelį kiekį baltymų turinčios atliekos. Šio darbo tikslas – įvertinti bioanglies priedo įtaką biodujų kokybei ir išeigai naudojant nuotekų dumblo įkrovą. Nustatyta, kad 10 % bioanglies priedas padidino CH4 vidutinę koncentraciją 7,9 %, sumažino CO2 koncentraciją 3–4 % ir sumažino H2S koncentraciją iki 0 ppm.

Reikšminiai žodžiai: bioreaktorius; biodujos; bioįkrovos priedai; nuotekų dumblas; bioanglis.

Keyword : bioreactor, biogas, bioloads additives, sewage sludge, biochar