Tiskane izdaje
Bioplin je plinski produkt anaerobne razgradnje organskih snovi. Nastane s fermentacijo biokemično razgradljivih organskih materialov, kakršni so biomasa, gnoj, komunalni odpadki, zeleni odrez, gnojevka, odpadna voda ali odpadna hrana.
V bioplinu je največ metana (CH4 ), ki je odličen energent (kurilna vrednost okoli 35.700 kJ/kg). Poleg metana so v bioplinu še ogljikov dioksid ter manjše količine vodika in vodikovega sulfida. V Sloveniji se pridobiva bioplin v bioplinarnah in na komunalnih deponijah, v zadnjem času pa tudi v tovarnah, ki imajo močno onesnažene odpadne vode. Tak primer je Pivovarna Laško.
V Laškem nastajata dve vrsti odpadnih vod, ki se pojavljajo v večjih količinah. To so industrijska odpadna voda Pivovarne Laško ter komunalna odpadna voda bližnjih naselij. V pivovarni nastajajo med proizvodnjo velike količine industrijske odpadne vode, ki jih ekonomsko ni smiselno čistiti na klasični komunalni čistilni napravi, zato so se skupaj z občino odločili za kombinirano dvostopenjsko čistilno napravo.
Prva stopnja je anaerobna čistilna naprava, v kateri se čistijo industrijske odpadne vode Pivovarne Laško, v drugi, aerobni stopnji pa delno prečiščene industrijske odpadne vode in komunalne odpadne vode Laškega in Rimskih Toplic. Čistilno napravo so dogradili leta 2005. Prvo leto je obratovala poskusno, leta 2006 pa je začela redno obratovati.
Dve stopnji čiščenja
V Pivovarni Laško nastaja povprečno 45 kubičnih metrov odpadne vode na uro oziroma približno 400.000 m3 na leto. Odpadna voda je močno organsko onesnažena, saj je povprečna kemijska potreba po kisiku (KPK) 3750 mg/L, kar je približno osemkrat močneje od komunalne odpadne vode. Industrijska odpadna voda se mora zato prečistiti vsaj 80-odstotno glede na KPK, da jo lahko sprejme komunalna čistilna naprava, kjer se skupaj z odpadnimi vodami bližnjih naselij dokončno prečisti.
V pivovarni so pred izpustom industrijskih odpadnih vod izvedli vse potrebne ukrepe, da so maksimalno zmanjšali količino odpadnih vod in zmanjšali tudi onesnaženje odpadne vode. Čiščenje industrijske odpadne vode poteka v anaerobni UASB čistilni napravi biobed, proizvajalca Biothane.
Pri čiščenju industrijske odpadne vode se je v prvih letih obratovanja čistilne naprave odstranilo do 90 odstotkov organskih snovi, na leto pa je nastajalo okoli 512.000 m3 bioplina, ki je vseboval 70–80 odstotkov metana (400.000 m3 metana). Glede na letno porabo bioplina v pivovarni (približno 3.000.000 m3/leto) je to pomenilo okoli 12 odstotkov celotne porabe plina.
V Pivovarni Laško je eden stranskih produktov tudi koncentrat, imenovan kvasina. Dolgo so kvasino sušili in predelovali v kvas, ki so ga po minimalni ceni prodajali na trgu. Ob spremljanju delovanja čistilne naprave in optimizaciji le-te pa so strokovnjaki začeli razmišljati, da bi kvasino lahko predelali v bioplin, ki bi imel večjo tržno vrednost kakor kvas. Kvasine je zelo malo, ima pa visoko vsebnost organskih snovi.
Na Kemijskem inštitutu in pozneje na Inštitutu za okoljevarstvo in senzorje so izvajali laboratorijske pilotne poskuse predelave kvasine, skupaj z industrijskimi odpadnimi vodami. Sklenili so, da je v sedanji čistilni napravi mogoče predelati tudi kvasino ob precej večji pridelavi bioplina.
Proizvajalec opreme čistilne naprave je takšnemu ravnanju nasprotoval, saj po svetu takšnega primera niso zasledili. Kljub nasprotovanju se je vodstvo pivovarne odločilo, da se rezultate raziskav preveri v industrijski čistilni napravi. Pri strogo določenih pogojih so leta 2010 začeli dodajati industrijski odpadni vodi kvasino ter proučevali njen vpliv na učinek čiščenja in pridobivanje bioplina.
Dober rezultat s kvasino
Rezultati so pokazali, da so pred dodajanjem kvasine (med junijem 2009 in junijem 2010) na napravi proizvedli 512.112 m3 bioplina, v prvem letu dodajanja kvasine (med junijem 2010 in junijem 2011) so proizvedli 709.146 m3 bioplina, naslednje leto pa so pridobili 670.239 m3 bioplina.
Proizvodnja bioplina po mesecih je po letih različna zaradi različnih obremenitev v posameznih letih. V vsakem primeru pa se je zaradi dodajanja kvasine pridobilo velike dodatne količine bioplina (prvo leto 38 odstotkov več, drugo leto 31, pozneje pa tudi do 40 odstotkov več glede na leta, ko kvasine še niso dodajali).
To pomeni, da se je količina proizvedenega bioplina precej povečala in pivovarni omogoča prihranek sredstev za energente. Tako zdaj lahko prihranijo do 18 odstotkov pri porabi zemeljskega plina. Poleg dodatnega metana iz kvasine te tudi ni več treba sušiti, kar zagotavlja še dodaten prihranek.
Sistem dodatnega pridobivanja bioplina iz kvasine so avtorji patentirali (Urad RS za intelektualno lastnino, patent št. 24095, Postopek za predelavo pivovarniške kvasine v bioplin , 31. 12. 2013, avtorji Gregor Drago Zupančič, Matej Oset, Romana Marinšek Logar, Milenko Roš in Miran Klemenčič), saj je sistem edinstven na svetu. Avtorji predvidevajo, da bo patent koristna podlaga za aplikacije v nekaterih večjih pivovarnah po svetu.
Uporaba bioplina in načrti
Pridobljeni bioplin iz čistilne naprave se uspešno uporablja za različne namene. Manjši del je uporabljen na čistilni napravi za lastno obratovanje (segrevanje industrijske odpadne vode), največji del kot energent v pivovarni (namesto zemeljskega plina), del pa se uporablja tudi kot gorivo za viličarje in osebne avtomobile, kar je tudi najgospodarnejša rešitev zaradi visokih cen goriva.
V Pivovarni Laško pa si še naprej prizadevajo pridobiti dodatne količine bioplina iz nekaterih trdnih organskih stranskih produktov, ki jih trenutno uničujejo po klasičnih, ekonomsko manj ugodnih postopkih (sušenje, odvoz, sežig). Tako se že izvajajo raziskave obdelave pivskih tropin, ki jih imajo toliko, da bi iz njih lahko pridobili dovolj bioplina za vse potrebe pivovarne.
Prof. dr. Milenko Roš, Kemijski inštitut Ljubljana
