|
|
Zpracování fermentačních zbytků z bioplynových stanic
Budín, Oto ; Touš, Michal (oponent) ; Vondra, Marek (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá odvodňovacími technologiemi fermentačních zbytků (FZ) z bioplynových stanic (BPS) a klade si za cíl navrhnout integraci vybrané technologie do provozu BPS. FZ (neboli digestát), jež jsou vedlejším produktem anaerobní fermentace biomasy v BPS, obsahují jisté množství živin a bývají zpravidla využívány jako zemědělská hnojiva. Vysoký obsah vody ve FZ a s ním spojená nízká koncentrace živin však zvyšují náklady na jejich skladování a přepravu. Odvodnění zfermentovaného materiálu by mohlo přispět ke snížení těchto nákladů. Hlavní náplní této práce je návrh integrace zvolené odvodňovací technologie v BPS – její umístění do procesu, doplnění o potřebné aparáty, vliv na látkové a energetické toky. V tomto případě je zvolena dvoufázová úprava FZ. Nejprve separace pevné (separát) a kapalné (fugát) frakce prostřednictvím šnekového lisu a následné zahuštění fugátu odpařovacím procesem ve vícestupňové odparce. Součástí diplomové práce je rovněž zhodnocení návrhu, včetně jeho vlivu na ekonomiku provozu.
|
|
|
Zařízení pro zahušťování odpadní vody z bioplynových stanic
Vondra, Marek ; Bébar, Ladislav (oponent) ; Hoffman,, Pavel (oponent) ; Stehlík, Petr (vedoucí práce)
Cílem dizertační práce je vývoj technologie, která má přispět k řešení dvou zásadních problémů spojených s provozem bioplynových stanic (BPS). Konkrétně se jedná o nedostatečné využívání odpadního tepla ze spalování bioplynu a nákladné zpracování a využivání fermentačních zbytků, které vznikají ve velkých objemech a jsou svázány řadou legislativních omezení. Na základě rešerše dostupných separačních metod byla jako vhodná technologie zvolena vakuová odparka, mezi jejíž výhody patří jednoduchá konstrukce klíčových zařízení, provozní spolehlivost a robustnost, nízké nároky na předúpravu zahušťovaného média, potenciál k rychlému komerčnímu uplatnění a zejména pak schopnost využít nízkopotenciální odpadní teplo. Primárním účelem této technologické jednotky je redukce objemu fermentačních zbytků. Dalším přínosem jejího provozu je efektivní využívání odpadního tepla z BPS, které by jinak zústalo nevyužito. Jako vhodné pro uplatnění v BPS byly identifikovány odparky s nízkou spotřebou elektrické energie, která je hlavním produktem BPS. Tři z těchto technologií byly předmětem důkladnějšího rozboru zahrnujícího tvorbu výpočtových modelů a jejich vyčíslení pro podmínky vzorové BPS. Jako energeticky nejméně efektivní byla zhodnocena jednostupňová odparka s nucenou cirkulací (680 – 712 kWhth/m3, 25,9 – 30,5 kWhel/m3). Výrazně nižší energetické náročnosti dosáhly třístupňová filmová odparka (241 – 319 kWhth/m3, 12,0 – 23,6 kWhel/m3) a devítistupňová mžiková odparka (236 – 268 kWhth/m3, 13,6 – 18,4 kWhel/m3). Pro vývojovou činnost, která je jádrem disertační práce, byla zvolena vícestupňová mžikové odparka (MSF – multi-stage flash). Mezi hlavní důvody této volby patřily nízké požadavky na teplosměnnou plochu, dobré provozní zkušenosti v oblasti odsolování, jednoduchá konstrukce, modularita a odpařování mimo teplosměnnou plochu. Provedeno bylo také důkladné technicko-ekonomické zhodnocení integrace této odparky do BPS. Hlavní náplní práce byl experimentální vývoj prototypu MSF odparky. Hlavním cílem vývojové činnosti bylo dosažení ustáleného průtoku zahušťované kapalné frakce digestátu, tzv. fugátu a kontinuální tvorby destilátu. Tento cíl nebylo snadné naplnit především kvůli vlastnostem fugátu, který má nenewtonský charakter a zvýšenou hustotu i viskozitu v porovnání s vodou. Předmětem analýzy byla rovněž pěnivost fugátu. V textu je popsán vývoj odparky i první úspěšný provozní test, při němž bylo nutné použít protipěnicího přípravku. S plně vyvinutým prototypem MSF odparky bylo dosaženo kontinuálního provozu s produkcí destilátu v množství od 5 do 10 kg/h při průtoku fugátu 0,4 až 0,5 m3/h. Hlavním nedostatkem vybrané technologie je znečištění destilátu amoniakálním dusíkem. Proto byly analyzovány základní postupy jeho dodatečné eliminace.
|
|
|
Faktory ovlivňující zastoupení konečných produktů nitrifikace při biologické předúpravě fugátu
Kyselová, Aneta ; Švehla, Pavel (vedoucí práce) ; Zuzana, Zuzana (oponent)
V rámci této diplomové práce byl vyhodnocen vliv chemického složenífugátu, hodnoty pH, teploty a dalších faktorů na zastoupení konečných produktů nitrifikace při biologické předúpravě fugátu produkovaného v rámci zemědělských
bioplynových stanic.Při pokusu byl zpracováván fugát z BPS Nový Dvůr s koncentrací N-amon na vstupu v rozmezí 1300 - 3200 mg/l. Hodnoceny byly výsledky z období 21. 9. 2015 - 22. 12. 2015 (den 0 - 93). Nitrifikační reaktor o pracovním objemu 5 l byl umístěn v laboratoři při teplotě v rozmezí 20 - 25 °C. Objemové zatížení reaktoru N-amon se v průběhu pokusu pohybovalo od 0,18 do 0,44 kg/(m3.d). Účinnost odstranění N-amon se pohybovala mezi 68,6 - 96,9 %. Hydraulická doba zdržení vody byla v průběhu pokusu snižována z 12,3 dní na cca 4,2 dny. Hodnota pH byla regulována pomocí NaOH na hodnoty kolem 7. Experiment prokázal, že v agresivním prostředí fugátu je možné dosáhnout procesu nitrifikace. Bylo zjištěno, že hodnota pH, která určuje aktuální koncentraci volné kyseliny dusité (Free Nitrous Acid - FNA) významně ovlivňuje zastoupení
konečných produktů nitrifikace. Koncentrace N - NO2 v odtoku z reaktoru se v průběhu procesu navyšovaly ze 130 až na 1840 mg/l z důvodů výkyvů hodnot pH a narůstající koncentrace FNA, která inhibovala činnost nitratačních organismů (Nitrite Oxidising Bacteria - NOB). Zastoupení N-NO2 od dne 0. do 93. dne pokusu postupně narůstalo od 19 % až na 95 %. Koncentrace N-NO3 od 0. do 3. dne
narůstaly z 570 na 1056 mg/l a od 3. dne do 93. dne naopak postupně klesaly z 570 mg/l až na koncentrace kolem 100 mg/l. Zastoupení N-NO3 se ode dne 0. do 93. dne snižovalo z 80 % na 5 % a nepodařilo se je udržet jako dominantní produkty nitrifikace z důvodu citlivosti NOB.
|
|
|
Vliv termické dezintegrace kalu na jeho další zpracování
Žerava, Zdeněk ; Houdková, Lucie (oponent) ; Boráň, Jaroslav (vedoucí práce)
První část diplomové práce je věnována problematice produkce kalů, přehledně hodnotí nakládání s kaly z čistíren odpadních vod. Jsou zde uvedeny faktory ovlivňující výběr způsobů nakládání s kaly a porovnání nakládání s kaly v ČR a v ostatních zemích EU. Dále je popsána kompletní čistírenská linka a nastíněn popis zpracování kalu z oblasti kalového hospodářství. Podrobně je zpracována dezintegrace kalu a popsány nejúčinnější způsoby dezintegrace. Druhá část popisuje experimentální část dezintegrace čistírenských kalů. Experiment byl proveden ve školní laboratoři způsobem termické dezintegrace v dvouplášťové tlakové nádobě. Dezintegrace byla prováděna za teploty 60, 90, 120, 150 a 180 °C. Byla sledována závislost obsahu sušiny na teplotě dezintegrace a obsah nerozpuštěných látek ve fugátu. Podle zpracovaných výsledků je možné zvolit optimální teplotu dezintegrace.
|
|
|
Vliv termické dezintegrace kalu na jeho další zpracování
Žerava, Zdeněk ; Houdková, Lucie (oponent) ; Boráň, Jaroslav (vedoucí práce)
První část diplomové práce je věnována problematice produkce kalů, přehledně hodnotí nakládání s kaly z čistíren odpadních vod. Jsou zde uvedeny faktory ovlivňující výběr způsobů nakládání s kaly a porovnání nakládání s kaly v ČR a v ostatních zemích EU. Dále je popsána kompletní čistírenská linka a nastíněn popis zpracování kalu z oblasti kalového hospodářství. Podrobně je zpracována dezintegrace kalu a popsány nejúčinnější způsoby dezintegrace. Druhá část popisuje experimentální část dezintegrace čistírenských kalů. Experiment byl proveden ve školní laboratoři způsobem termické dezintegrace v dvouplášťové tlakové nádobě. Dezintegrace byla prováděna za teploty 60, 90, 120, 150 a 180 °C. Byla sledována závislost obsahu sušiny na teplotě dezintegrace a obsah nerozpuštěných látek ve fugátu. Podle zpracovaných výsledků je možné zvolit optimální teplotu dezintegrace.
|
|
|
Vliv specifické spotřeby flokulantu na odvodnitelnost čistírenského kalu
Volejník, Tomáš ; Medek, Jaroslav (oponent) ; Boráň, Jaroslav (vedoucí práce)
První část této diplomové práce se věnuje problematice produkce kalů z komunálních čistíren odpadních vod a následným nakládáním s tímto kalem. Jsou zde uvedeny jednotlivé procesy z oblasti kalového hospodářství a popsána kompletní čistírenská linka. Zejména je podrobněji pojednáno o procesu odvodňování kalu. Jsou popsány jednotlivé způsoby odvodňování a materiálová bilance procesu. Druhá část této práce popisuje experiment provedený na čistírně odpadních vod Tetčice a dále využívá jeho výsledků. Při tomto experimentu byl sledován vliv dávkování polymerního organického flokulantu na proces odvodňování kalu. Z výsledků experimentu bylo možno vyhodnotit závislost obsahu sušiny v odvodněném kalu a čistoty fugátu na specifické spotřebě flokulantu. Praktickým využitím materiálové bilance a výsledků experimentu bylo sestavení ekonomické bilance odvodňování, což umožnilo zvolit technologicky i ekonomicky nejvhodnější způsob odvodňování kalu na čistírně odpadních vod Tetčice.
|
|
|
Využití fugátu při pěstování kukuřice na siláž
VESELÁ, Miluše
Provoz bioplynových stanic řeší environmentální aspekty (hospodaření s energií, omezení negativních vlivů na životní prostředí, využití obnovitelných zdrojů energie) a jejich vliv v souvislosti s produkcí digestátu a fugátu. Toto vyžaduje stanovení závazných postupů řešení z hlediska na současnou legislativu (ochrana ovzduší, nakládání s hnojivy). Diplomová práce byla provedena v Zemědělském a obchodním družstvu Kámen na Havlíčkobrodsku, které leží 527 m n. m. Bioplynovou stanici má družstvo v provozu od roku 2011. Kromě bioplynu, využívá také fermentační zbytek odseparovaný fugát jako hnojivo, separát je využíván jako surovina pro výrobu kompostu. Diplomová práce posuzovala aplikaci fugátu na pěstování kukuřice na siláž. V jednoletém zkoumání byly posuzovány dva hybridy kukuřice a jejich reakce na hnojení fugátem. U obou hybridů bylo dosaženo vyššího výnosu biomasy a vyššího výnosu sušiny.
|
host ::
RSS.