Rośliny słodkowodne i makroglony morskie jako substrat w produkcji biogazu Pomorskie Centrum Badań i Technologii Środowisk...
<ul><li>Źródła występowania nadmiaru biomasy </li></ul><ul><li>Biogaz z biomasy roślinnej dotychczas </li></ul><ul><li>Pro...
Źródła występowania nadmiaru biomasy
Biogaz z glonów dotychczas <ul><li>Większość badań dotyczy mikroglonów, </li></ul><ul><li>Duża zawartość tłuszczów i białe...
Cel: Zagospodarowanie roślin słodkowodnych i glonów morskich jako substratów w produkcji biogazu – badania wstępne do mode...
System recyklingu nadmiaru biomasy a. b. Ryc. 1. Zagospodarowanie odpadów roślinnych z morza i pompowni dziś (a) i w przys...
Ryc. 2. Rozmieszczenie stacji pomp w woj. pomorskim (a) i w rejonie Gdańska (b)   wg Zarządu Melioracji i Urządzeń Wodnych...
Ryc. 3. Miejsca z częstą obecnością glonów  (wg Zakładu Oczyszczania Miasta w Sopocie). Zasoby makroglonów morskich Gdynia...
Ryc. 4. Obornik na terenie hipodromu Sopot. Zasoby pozostałej biomasy Hipodrom Sopot Teren miasta Sopot Produkcja biomasy:...
Zbieranie biomasy roślinnej
Fot. 1. Megapompownia w Chłodniewie (z lewej) i w Osłonce (z prawej strony). Ryc. 5. Skład gatunkowy biomasy w Chłodniewie...
Fot. 2. Usuwanie glonów z wody (ZOM) Tabela 1. Skład gatunkowy masy pobranej z morza (wg Filipkowska i in. 2008). Fot. 3. ...
Ryc. 6. Zawartość suchej masy (a) i suchej masy organicznej w badanych roślinach (b). a b Podstawowe parametry substratów ...
Ryc. 1. Zagospodarowanie odpadów roślinnych z morza i pompowni. System recyklingu nadmiaru biomasy
Suszenie solarne – metodologia
<ul><li>biomasę rozdzielono na gatunki    i  określono wielkość frakcji, </li></ul><ul><li>biomasę suszono na 10 tacach   ...
Ryc. 7. Temperatura, wilgotność, liczba dni deszczowych i siła wiatru w sierpniu 2011 r. w Gdańsku-Wrzeszczu (wg  NOAA Cli...
Najszybciej schną glony i  S. sagittifolia  ( pol.  strzałka wodna)  – w 10 dniu, Najwolniej mieszanka  Lemna&Spirodella (...
Ryc. 1. Zagospodarowanie odpadów roślinnych z morza i pompowni. System recyklingu nadmiaru biomasy
MAKRO-GLONY MORSKIE ROŚLINY SŁODKOWODNE Fot. 6. Obornik z Hipodromu w Sopocie Tabela. 2. Proporcje w mieszankach roślin i ...
Ryc. 1. Zagospodarowanie odpadów roślinnych z morza i pompowni. System recyklingu nadmiaru biomasy
Dane techniczne: 2 połączone reaktory do fermentacji mokrej (< 5% sm) z możliwością dozowania wsadu,   mieszanie i układ p...
<ul><li>Łączna ilość zbieranej biomasy wodnej w województwie pomorskim to ok. 6500 t/rok + ewentualnie obornik koński i li...
Dziękuję za uwagę
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

4.9 - "Rosliny slodkowodne i makroglony morskie jako substrat w produkcji biogazu" - Ksawery Kuligowski, Agnieszka Kozak [PL]

1,100 views
975 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,100
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

4.9 - "Rosliny slodkowodne i makroglony morskie jako substrat w produkcji biogazu" - Ksawery Kuligowski, Agnieszka Kozak [PL]

  1. 1. Rośliny słodkowodne i makroglony morskie jako substrat w produkcji biogazu Pomorskie Centrum Badań i Technologii Środowiska POMCERT Ksawery Kuligowski Agnieszka Kozak (Freshwater plants and marine macroalgae as a substrate in biogas production)
  2. 2. <ul><li>Źródła występowania nadmiaru biomasy </li></ul><ul><li>Biogaz z biomasy roślinnej dotychczas </li></ul><ul><li>Projekt WAB i cel badań </li></ul><ul><li>Proponowany system recyklingu nadmiaru biomasy (4 kroki) </li></ul><ul><li>Zasoby nadmiaru biomasy roślinnej Pomorza </li></ul><ul><li>Zbieranie biomasy (Krok 1) </li></ul><ul><li>Suszenie biomasy (Krok 2) </li></ul><ul><li>Skład gatunkowy i tempo suszenia solarnego </li></ul><ul><li>Przygotowanie mieszanek (Krok 3) </li></ul><ul><li>Planowane badania nad fermentacją metanową i badania uzupełniające (Krok 4) </li></ul>Spis treści
  3. 3. Źródła występowania nadmiaru biomasy
  4. 4. Biogaz z glonów dotychczas <ul><li>Większość badań dotyczy mikroglonów, </li></ul><ul><li>Duża zawartość tłuszczów i białek a niska zawartość ligniny w glonach, </li></ul><ul><li>Niewiele badań nad fermentacją biomasy wodnej w skali większej niż laboratoryjna (tylko bench-scale), </li></ul><ul><li>Uzysk biogazu 160-500 Nm 3 /t smo w przedziałach dla gnojowicy (220-350) i kiszonki kukurydzianej (400-700), </li></ul><ul><li>Wysoka zawartość metanu w biogazie (60%) i brak siarki, </li></ul><ul><li>Hodowla: szybki przyrost biomasy (2x w ciągu 24h) i brak konkurencji z roślinami lądowymi, mniejsze wymagania powierzchni, wykorzystanie nadmiaru biogenów i szybsze pochłanianie CO 2 , </li></ul><ul><li>Jednak problemy logistyczne (zbieranie, zagęszczanie biomasy, suszenie) </li></ul>
  5. 5. Cel: Zagospodarowanie roślin słodkowodnych i glonów morskich jako substratów w produkcji biogazu – badania wstępne do modelowego studium wykonalności biogazowni wykorzystującej te substraty Projekt WAB i cel badań Wetlands, Algae and Biogas (WAB) – A southern Baltic Sea eutrophication counteract project www.wabproject.pl
  6. 6. System recyklingu nadmiaru biomasy a. b. Ryc. 1. Zagospodarowanie odpadów roślinnych z morza i pompowni dziś (a) i w przyszłości (b).
  7. 7. Ryc. 2. Rozmieszczenie stacji pomp w woj. pomorskim (a) i w rejonie Gdańska (b) wg Zarządu Melioracji i Urządzeń Wodnych Województwa Pomorskiego. a b 95 stacji pomp w woj. pomorskim 28 stacji pomp w rejonie Gdańska Produkcja biomasy: 32 – 48 t biomasy/rok/stacja pomp Łącznie potencjał biomasy: W woj. pomorskim: 3040 - 4560 t/rok; W rejonie Gdańska: 896 - 1344 t/rok Występowanie: Lato-jesień Zasoby roślin słodkowodnych Ilość pompowni:
  8. 8. Ryc. 3. Miejsca z częstą obecnością glonów (wg Zakładu Oczyszczania Miasta w Sopocie). Zasoby makroglonów morskich Gdynia Redłowo-Orłowo Sopot Gdańsk Brzeźno, Stogi Produkcja biomasy: Z plaży: 180-795 t/sezon (MOSiR, 2008-10) Z wody: 700 t/sezon (ZOM, 2010) Model: 220-440 t/sezon (IO PAN, 2004-06) Duża zmienność; wiatr, prądy! Łącznie potencjał biomasy: Max: 1500 t/sezon Występowanie: Lato Miejsca występowania:
  9. 9. Ryc. 4. Obornik na terenie hipodromu Sopot. Zasoby pozostałej biomasy Hipodrom Sopot Teren miasta Sopot Produkcja biomasy: Obornik koński: 2100 t/rok (UM Sopot) Liście: 4200-4800 t/rok (UM Sopot) Występowanie: Obornik: Cały rok Liście: jesień Miejsca występowania:
  10. 10. Zbieranie biomasy roślinnej
  11. 11. Fot. 1. Megapompownia w Chłodniewie (z lewej) i w Osłonce (z prawej strony). Ryc. 5. Skład gatunkowy biomasy w Chłodniewie (z lewej) i w Osłonce (z prawej strony). Skład gatunkowy roślin słodkowodnych (osoka aloesowata) (water soldier) (rzęsowate) (duckweed) (strzałka wodna) (arrowhead) (nymfeidy) (nenuphars) (rogatek sztywny) (coontail) N.lutea&N.alba S. sagittifolia C. demersum
  12. 12. Fot. 2. Usuwanie glonów z wody (ZOM) Tabela 1. Skład gatunkowy masy pobranej z morza (wg Filipkowska i in. 2008). Fot. 3. „Masa glonowa” Skład gatunkowy makroglonów Green algae Brown algae Red algae Cladophora spp. Pilayella littoralis Ceramium spp. Enteromorpha spp. Ectocarpus spp. Polysiphonia spp. Ulotrix sp. Phyllophora brodiaei Stigeoclonium spp.     22-75% 0-50% 17-71%
  13. 13. Ryc. 6. Zawartość suchej masy (a) i suchej masy organicznej w badanych roślinach (b). a b Podstawowe parametry substratów roślinnych arrowhead arrowhead coontail coontail nenuphars nenuphars duckweed duckweed water soldier water soldier
  14. 14. Ryc. 1. Zagospodarowanie odpadów roślinnych z morza i pompowni. System recyklingu nadmiaru biomasy
  15. 15. Suszenie solarne – metodologia
  16. 16. <ul><li>biomasę rozdzielono na gatunki i określono wielkość frakcji, </li></ul><ul><li>biomasę suszono na 10 tacach (każda o powierzchni 1.5 m 2 ), </li></ul><ul><li>na każdej tacy ułożono ok. 40 kg biomasy, </li></ul><ul><li>wzruszanie (przerzucanie) następowało co 2 dni. </li></ul><ul><li>pomiar zawartości suchej masy [%] wykonywano co 2 dni, na wagosuszarce (MAC 50/NP). </li></ul>Fot. 5. Próbki roślin Fot. 4. Suszarnie Suszenie solarne – metodologia
  17. 17. Ryc. 7. Temperatura, wilgotność, liczba dni deszczowych i siła wiatru w sierpniu 2011 r. w Gdańsku-Wrzeszczu (wg NOAA Climatological Summaries) . Suszenie solarne – warunki pogodowe
  18. 18. Najszybciej schną glony i S. sagittifolia ( pol. strzałka wodna) – w 10 dniu, Najwolniej mieszanka Lemna&Spirodella ( rzęsowate) – w 16 dniu. Ryc. 8. Tempo wysychania roślin w warunkach klimatycznych sierpnia. Suszenie solarne – wyniki osoka aloesowata, water soldier rzęsowate, duckweed strzałka wodna, arrowhead makroglony, macroalgae nymfeidy, nenuphars rogatek, coontail (C. demersum???) (piasek!!!)
  19. 19. Ryc. 1. Zagospodarowanie odpadów roślinnych z morza i pompowni. System recyklingu nadmiaru biomasy
  20. 20. MAKRO-GLONY MORSKIE ROŚLINY SŁODKOWODNE Fot. 6. Obornik z Hipodromu w Sopocie Tabela. 2. Proporcje w mieszankach roślin i obornika (R+O) oraz glonów i obornika (G+O) Proponowane mieszanki mieszanka/powtórzenie 1 2 3 50/50 30/70 10/90   A. R+O 50/50 30/70 10/90   50/50 30/70 10/90   50/50 30/70 10/90 B. G+O 50/50 30/70 10/90   50/50 30/70 10/90
  21. 21. Ryc. 1. Zagospodarowanie odpadów roślinnych z morza i pompowni. System recyklingu nadmiaru biomasy
  22. 22. Dane techniczne: 2 połączone reaktory do fermentacji mokrej (< 5% sm) z możliwością dozowania wsadu, mieszanie i układ przepompowania biomasy – continuous stirred tank reactor , 2 niezależne reaktory do fermentacji suchej ze zraszaniem (30-50% sm), batch reactor , V = 50 l T ~ 35-40 o C (warunki mezofilne), Układy pomiarowe temperatur, przepływu gazu, ciśnienia, Pomiar CH 4 , CO 2 , H 2 S, NH 3 za pomocą przenośnego analizatora gazu Planowane badania nad fermentacją
  23. 23. <ul><li>Łączna ilość zbieranej biomasy wodnej w województwie pomorskim to ok. 6500 t/rok + ewentualnie obornik koński i liście (7000 t/rok) to może jest potencjał na biogazownię rzędu 0.2-0.3 MW? </li></ul><ul><li>Możliwe jest wysuszenie biomasy naturalnymi metodami do ok. 15-20% sm w czasie 17 dni, </li></ul><ul><li>Niska gęstość nasypowa suchej biomasy (makroglony: 0.22; rośliny słodkowodne bez rzęsy: 0.100; rzęsowate: 0.074 kg/l) może powodować problemy logistyczne) </li></ul><ul><li>Duża zawartość piasku w masie glonowej 6-27% w/w, grawitacyjne odpadanie przy 70% sm (9ty dzień suszenia). </li></ul><ul><li>Planuje się też badanie podstawowych parametrów biomasy (pH, TN, NH4, CHZT5, tłuszcze, C:N:P ratio) </li></ul>Podsumowanie
  24. 24. Dziękuję za uwagę

×