Fermantasyon Kalıntılarının Oldukça Verimli Şekilde İşlenmesi
Fotoğraflar: Maabjerg Bioenergy, Jens Bach
Dünyanın Şu Andaki En Büyük Biyogaz Tesisi, GEA Dekantörleri ile Çalışıyor
Nakit para: katı maddelerde yüksek fosfat içeriği ve yüksek metan potansiyeli
Fermantasyon kalıntısının işlenmesi, örneğin susuzlaştırılması, yüksek hacimde suyun yüksek maliyetle uzun mesafeler taşınmaması için temel bir gereksinimdir. Fermantasyon kalıntısının işlenmesinde çeşitli prosesler kullanılmaktadır: vidalı presler, bant filtreler, hazne filtreleri, merdaneli presler veya elekler, tank veya hidrosiklon ile sedimantasyon ve hatta dekanterle santrifüj kullanarak filtreleme. Bütün bu proseslerin kendilerine özgü avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır.
Dekantörün nispeten yüksek yatırım maliyetleri, genel anlamdaki düşük toplam maliyet - toplam sahip olma maliyeti ile rahatlıkla absorbe edilmektedir. Diğer ekonomik ve prosedür kriterler de dekantörün avantajlarını ispatlamaktadır. Özellikle fosfat ve nitrojen separasyonu dekantör ile diğer teknolojilere göre çok daha fazladır. Bu, karşılaştırma testlerinde ve bağımsız araştırmalarla sağlam bir şekilde ispatlanmıştır.
Bu ayrıca şu anlama gelmektedir: değerli fosfat içeriğine sahip konsantre katı maddeler için gübre piyasasından yüksek gelirler sağlanabilir. Bir diğer önemli faktör ise ayrılan katı maddelerin yüksek metan potansiyelidir. Bu özellikle yakma ve enerji üretimi için sulu çamur kullanılıyorsa önemlidir.
Maabjerg Bioenergy beş adet dekantör kullanmaktadır
Dekantör ile separasyonun avantajları, Holstebro, Danimarka'da bulunan ve 2012 yılında yeniden yapılan Maabjerg Bioenergy biyogaz tesisi tarafından da kabul edilmiştir. Maabjerg Bioenergy, şu anda dünyanın en büyük biyogaz tesisidir. Çiftçiler, yerel otoriteler ve ısıtma tesislerinin işbirliği ile oluşturulmuştur. Bir yandan tesisin tarımdan kaynaklanan gübreyi işlemesi ve rafine etmesi; diğer yandan Holstebro ve Struer kasabalarına ısı ve enerji sağlaması amaçlanmıştır.
Biyokütle tesisi, yılda yaklaşık 500.000 ton tarım ve gıda endüstrisi biyokütlesini işlemek üzere tasarlanmıştır. Buradan yaklaşık 20 milyon metreküp biyogaz ve buna bağlı olarak yaklaşık 110.000 MWs elektrik ve yaklaşık 100.000 kWs sıcak su üretilmektedir. Buradaki karbondioksit emisyonları yılda 21.600 ton azaltılmıştır. Genel anlamda gelecekte, tarım işletmelerindeki CO2 metan emisyonlarındaki azalmayı da hesaba katarsak tam işletimdeki CO2 emisyon azalması yılda yaklaşık 50.000 ton olacaktır. Çevre dostu ve mümkün olduğunca düşük maliyetli şekilde biyokütlenin tesise taşınması için Maabjerg, en büyük biyokütle tedarikçilerini tesise bağlamak için 16 kilometrelik alan üzerinde radyal tasarımlı bir boru hattı sistemi planlamaktadır.
Bu besleme sistemi yapılmazsa, günde 50 kez kamyon yüklemesi gerekecektir. Fermantasyon kalıntısının susuzlaştırılması için Maabjerg, GEA'dan üç adet UCD 535 dekanter ve iki adet UCF 466 dekanter temin etmiştir. Dekanterlerin yüksek seviyede fosfat ve nitrojen separasyonu nedeniyle besin fazlasındaki yıllık toplam azalma 400 ton nitrojen ve 450 ton fosfat seviyesindedir. Bu ayırma verimliliği, polimer kullanmadan elde edilmiştir. Ayrılan sulu çamurdaki yüksek metan potansiyelinden dolayı, fırında yakılan katı maddeler yılda 22.000 MWs enerji üretmektedir. Fosfat ve nitrojen külün içinde kalmaktadır ve geri dönüştürülebilir.
Fotoğraf: Maabjerg Bioenergy, Jens Bach
Geometrinin önemi
Uygun tambur ve helezon geometrisi, doğru dekantör tasarımı için önemlidir. Burada GEA, bütün deneyimini konuşturmaktadır. Separasyonun sonucu olarak kuru maddeden gelen fermantasyon kalıntısı, yüzde beş ve on ile yaklaşık yüzde 30 arasında susuzlaştırılmaktadır. Sıvı fermantasyon kalıntısı içindeki fosfat içeriği, örneğin, buradaki ton başına 1.5 kilogramdan, susuzlaştırılmış katı maddedeki ton başına beş ile yedi kilogram arasına konsantre edilmektedir ve nitrojen içeriği sıvı fermantasyon kalıntısı içindeki ton başına yaklaşık dört ile altı kilogramdan, katı madde içindeki ton başına sekiz ile on kilogram arasında konsantre edilmektedir. Bazı bölgelerde 500 kilometreye kadar çıkan taşıma böylece kolaylaştırılmıştır, daha az su taşınmış ve tanker yerine kamyon kullanılabilmiştir. O nedenle işleme, taşıma maliyetlerinin azaltılmasının yanı sıra daha yüksek fosfat ve nitrojen içeriği ile daha yüksek metan potansiyeline bağlı randıman artışı sağlar.
Yeni: İki-aşamalı separasyon
İlke kez GEA iki-aşamalı separasyon sunuyor. Burada, ikinci separasyon adımında katı kısımdan - kimyasalın kullanılmadığı yaklaşık %75 oranına karşın - yüzde 95'e kadar fosfat içeriği, suda çözünen fosfatın en küçük parçalarını bağlamak için az miktarda kimyasal eklenerek ayrılabilmektedir. Bu oldukça ekonomik değişken, oldukça yüksek besin fazlasının ve dolayısı ile yüksek besin ihracat oranının bulunduğu Türkiye veya Meksika gibi ülke ve bölgelerde ilgi görmektedir.
Uzun yılların deneyimi
GEA, 1988'e kadar uzanan biyogaz tesisi işletim deneyiminden faydalanmaktadır. O tarihten bu yana Almanya'da 6000'den fazla her boydan biyogaz tesisi işletilmektedir. Çok sayıdaki inşaat projesi ile Fransa, Hollanda, İskandinavya ve İngiltere ile Doğu Avrupa ve ABD, biyogaz üretiminin çok sayıdaki avantajını henüz keşfediyor. GEA'nın fermantasyon kalıntısı işleme dekantörleri, saatte üç ile 100 metreküp arasında çıktı ile çalışmaktadır. Hiç bir kimyasal kullanmayan ve bu uygulama için mükemmel olan GEA dekanterleri, katı madde içinde yüzde 30'a kadar yüksek kuru madde içeriği garantisi vermektedir.
