Research on Biogas Production from Wastewater Sludge and Plant Biomass

Visame pasaulyje, taip pat ir Lietuvoje susidaro dideli kiekiai nuotekų dumblo, kurių susidarymą sąlygoje gyventojų bei pramonės įmonių atitekančios nuotekos. Nuotekų dumblas yra didelė problema pasaulyje, kurią reikia spręsti. Tinkamai paruoštas nuotekų dumblas, gali būti naudojamas kaip trąša žemės ūkyje ir kaip kuras energetikoje (tiesiogiai ar kaip žaliava biodujų gamybai). Darbo tikslas: ištirti nuotekų dumblo ir žolės siloso mišinio anaerobinio perdirbimo į biodujas galimybes ir įvertinti jų energinį potencialą. Šiame darbe buvo tiriama galimybė perdirbti į biodujas skirtingais santykiais nuotekų dumblo ir žolės siloso mišinius. Eksperimentiniais tyrimų metu nustatyta, kad anaerobinio perdirbimo metu iš nuotekų dumblo ir žolių siloso mišinių daugiausiai galima išgauti 963 l/kg biodujų iš 1 kg sausos medžiagos taikant santykį 1:1 ir mažiausiai – 414 l/kg – taikant santykį 1:3. Dumblo ir žolės mišinių, perdirbamų į biodujas anaerobiniu būdu, energinė vertė siekė nuo 1,5 MJ/kg (kai santykis 1:1) iki 3,7 MJ/kg žaliavos (kai santykis 1:1) arba nuo 13,4 MJ/kg iki 19,4 MJ/kg sausosios medžiagos. Naudojant matematinį modelį, aprašyta nuotekų dumblo ir žolių siloso mišinių paruošimo energijos sąnaudų metodika, perdirbant centralizuotoje biodujų jėgainėje. Nustatyta, kad energijos sąnaudos žolės siloso paruošimui siekia 244 MJ/t, transportavimui – 9,37 MJ/t, o anaerobiniam perdirbimui su nuotekų dumblu, santykiams – 3:1 – 139,55 MJ/t, 1:1 – 132,3 MJ/t ir 1:3 – 141,72 MJ/t.A huge amount of sludge which is inspired by inhabitants’ and industry’s sewage is created in Lithuania as well as all over the world. The enormous amount of sludge is a great problem of the world which should be solved immediately. Prepared properly it can be used as fertilizer for agriculture and as fuel in energetics (in a direct way or as a material for producing biogas). The aim of the work is to explore apportunities of reproducing sludge and silage blend‘s into biogas and to evaluate its energetic potential. It was explored an opportunity to reproduce sludge and silage blends to biogas using different proportions in Tauragė. Using experimental method it was proved that using 1 kg of solids vilage the biggest amount of output of biogas is 963 l/kg using proportion 1:1. The least amount of output of biogas is 414 l/kg using the proportion 1:3. The blend of sludge and grass reproduced to biogas in an way energetic value was from 1,5 MJ/kg (using proportion 1:1) to 3,7 MJ/kg of material (using proportion 1:1) and from 13,4 MJ/kg to 19,4 MJ/kg of solids vilage. Using mathematical mode it was described the methodology of energetic input of sludge and silage blend‘s preparation reproducing it at the centralist biogas power-station. It was established that the input of energy for preparing silage is up to 244 MJ/t, for transportations it is 9,37 MJ/t and for an reprodusing using sludge of proportion – 3:1 is 139,55 MJ/t, 1:1-132,3MJ/t and 1:3 -141,72MJ/t.Žemės ūkio akademijaVytauto Didžiojo universiteta