Αριστοποίηση της παραγωγής βιοαερίου από αραιό μίγμα τυρογάλακτος και υγρών αποβλήτων βουστασίου γαλακτοπαραγωγής μετά απο μηχανικό διαχωρισμό και σχεδιασμός του μεγέθους των εγκαταστάσεων διαχείρισης των εκροών

Abstract

One of the main environmental problems in society today is the increasing waste generation. In many countries, sustainable management, prevention of production and waste reduction have become major policy priorities and are important part of efforts to reduce pollution and greenhouse gas emissions, but also mitigate global climate change. The production of biogas from anaerobic digestion (AD) of aqueous and solid animal manure and also from a wide range of organic wastes convert these substrates into renewable energy and provide a natural fertilizer for agriculture. The aim of this work was to study for the optimization of biogas production from liquid mixtures dilute Cowsheds waste combined with degraded quality whey, the determination of an optimal mix of both waste which combines maximum biogas production, maximum reduction of pollution load in effluent, the stability of the anaerobic digester and design the size of the output management facilities. In this study the types of waste used for the experiment come from a holding waste dairy farms and cheese-making unit. The study was separated in three parts: 1.Theoretical part, 2. Experimental part and 3. Conclusions – Proposals. In the first part, mainly the general bibliographical review on the history of renewable energy, biomass, biofuels and biogas was stated, but also the institutional framework that was developed in Greece. Then specific information about the production of biogas were reported, advantages and disadvantages of the application of mechanical separation and the pros and cons for the biogas plant in livestock units. At the end of the first part basic information on environmental problems from waste animal farms were gathered. In the experimental part lies the description of the experimental procedure that was carried out in the Laboratory of Agricultural Manufactures, where we recorded the measurements and the qualitative characteristics of the raw materials which were used. In the third part, the conclusions and recommendations of the measurements which were studied for biogas production at four different retention times (10, 15, 20, 25 days) are presented. Optimal biogas production and the optimum retention time (15 days) were calculated and were tested in real conditions, the size of the plant and the energy potential of biogas. The method of producing extracts waste presents multiple, technical, economic and environmental benefits, and is the basis for the development of the implementation of Renewable Energy.

Ένα από τα κύρια περιβαλλοντικά προβλήματα της κοινωνίας σήμερα είναι η συνεχώς αυξανόμενη παραγωγή αποβλήτων. Σε πολλές χώρες, η αειφόρος διαχείριση, αλλά και η πρόληψη της παραγωγής και η μείωση των αποβλήτων έχουν καταστεί σημαντικές προτεραιότητες της πολιτικής και συνιστούν ένα σημαντικό μέρος των προσπαθειών που καταβάλλονται για τη μείωση της ρύπανσης του περιβάλλοντος και των εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου, αλλά και τη μετρίαση των αλλαγών του παγκόσμιου κλίματος. Η παραγωγή βιοαερίου από την αναερόβια χώνευση (ΑΧ) της ζωικής στερεής και υδαρούς κοπριάς καθώς και ενός ευρύτατου φάσματος οργανικών αποβλήτων μετατρέπει αυτά τα υποστρώματα σε ανανεώσιμη ενέργεια και προσφέρει ένα φυσικό εδαφοβελτιωτικό για τη γεωργία. Ο σκοπός της εργασίας ήταν η μελέτη για την αριστοποίηση της παραγωγής βιοαερίου από μίγματα αραιών υγρών αποβλήτων βουστασίου σε συνδυασμό με υποβαθμισμένο ποιοτικά τυρόγαλα, ο προσδιορισμός ενός βέλτιστου μίγματος των δύο αποβλήτων που θα συνδυάζει μέγιστη παραγωγή βιοαερίου, μέγιστη μείωση του ρυπαντικού φορτίου στα υγρά εκροής , τη σταθερότητα της αναερόβιας χώνευσης και ο σχεδιασμός του μεγέθους των εγκαταστάσεων διαχείρισης των εκροών. Στην παρούσα μελέτη τα είδη των αποβλήτων που χρησιμοποιήθηκαν για την διεξαγωγή του πειράματος προέρχονταν από απόβλητα κτηνοτροφικής μονάδας βουστασίων & τυροκομικής μονάδας.. Η μελέτη χωρίστηκε σε τρία μέρη : 1. Θεωρητικό μέρος , 2. Πειραματικό μέρος & 3. Συμπεράσματα – προτάσεις. Στο πρώτο μέρος, αναφέρθηκε η βιβλιογραφική επισκόπηση γενικά για την ιστορία των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, τη βιομάζα, τα βιοκαύσιμα και κυρίως το βιοαέριο αλλά και το θεσμικό πλαίσιο που αναπτύχτηκε στην Ελλάδα. Έπειτα, αναφέρθηκαν συγκεκριμένες πληροφορίες για την παραγωγή του βιοαερίου, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα από την εφαρμογή μηχανικού διαχωρισμού καθώς και τα υπέρ και τα κατά για την εγκατάσταση βιοαερίου μέσα σε κτηνοτροφικές μονάδες. Στο τέλος του πρώτου μέρους συγκεντρώθηκαν βασικές πληροφορίες για τα περιβαλλοντικά προβλήματα από τα απόβλητα κτηνοτροφικών μονάδων. Στο πειραματικό μέρος έγινε η περιγραφή της πειραματικής διαδικασίας που πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Γεωργικών Κατασκευών όπου καταγράφηκαν οι μετρήσεις και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των πρώτων υλών που χρησιμοποιήθηκαν. Στο τρίτο μέρος, παρουσιάστηκαν τα συμπεράσματα και οι προτάσεις από τις μετρήσεις που μελετήθηκαν για την παραγωγή βιοαερίου σε τέσσερις διαφορετικούς χρόνους παραμονής (10, 15, 20, 25 ημέρες). Υπολογίστηκε η βέλτιστη παραγωγή βιοαερίου και ο βέλτιστος χρόνος παραμονής (15 ημέρες) και εξετάστηκε σε πραγματικές συνθήκες το μέγεθος της εγκατάστασης και το ενεργειακό δυναμικό του παραγόμενου βιοαερίου. Η μέθοδος της παραγωγής μίγματος αποβλήτων παρουσιάζει πολλαπλά, τεχνικά, οικονομικά και περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα, οπού και αποτελεί την βάση για την εξέλιξη της εφαρμογής των ηπίων μορφών ενέργειας.