Fundusze Europejskie: Opracowanie technologii przygotowania substratów wykorzystywanych w kofermentacji metanowej metodami dezintegracji

Konsorcjum: Politechnika Gdańska – Lider, Politechnika Warszawska, Instytut Chemii i Techniki Jądrowej w Warszawie, BIOPOLINEX Sp. z o.o.

Kierownik projektu: dr hab. inż. Krzysztof Czerwionka, prof. PG

Kierownik zadania realizowanego w PW: dr hab. inż. Monika Żubrowska-Sudoł, prof. uczelni

Projekt finansowany ze środków NCBiR w ramach programu operacyjnego inteligentny rozwój. Numer umowy POIR.04.01.02-00-0022/17-00. Lata realizacji 2018 – 2020. Całkowita kwota dofinansowania: 7 030 038, 72 zł, w tym dla Politechniki Warszawskiej 1 794 850,2 zł.

Celem projektu jest opracowanie i wdrożenie kompletnej linii technologicznej kondycjonowania substratów pochodzących z przetwórstwa rolno-spożywczego przy wykorzystaniu dezintegracji hydrodynamicznej i niskotemperaturowej, w innowacyjnym układzie hybrydowym. Jak dotąd procesy te oddzielnie były stosowane do obróbki osadu nadmiernego powstającego w oczyszczalniach ścieków. Proponowana technologia jest dedykowana zarówno do wdrożenia w biogazowniach rolniczych jak i w oczyszczalniach ścieków (biogazownie komunalne). Zwiększenie biodostępności substratów kofermentacji metanowej przyczyni się do wzrostu produkcji biogazu, poprawy własności reologicznych pofermentu, poprawy skuteczności odwadniania osadów, zmniejszenia ilości pofermentu wymagającego dalszego zagospodarowania. Poprzez zastosowanie technologii dezintegracji osiągnie się poprawę bilansu energii i rentowności biogazowni. Dezintegracja substratów ma również wpływ na jakość cieczy osadowej powstającej w procesie odwadniania, co wpływa na podejście związane z jej dalszą obróbką. Zagadnienie oczyszczania odcieków z pofermentu oraz odzysku z nich azotu i fosforu w formie struwitu stanowi dopełnienie wiedzy niezbędnej użytkownikowi proponowanej technologii. Badania dezintegracji, fermentacji oraz oczyszczania odcieków będą realizowane w skali laboratoryjnej, a następnie weryfikowane w pełnej skali w układzie prototypowym. Docelowo mobilny węzeł dezintegracji może być zastosowany jako produkt testowy w dużych obiektach lub jako produkt do bezpośredniego zainstalowania w obiektach mniejszych. Na każdym etapie układ będzie kompleksowo analizowany i optymalizowany za pomocą modelu komputerowego, a o wyborze rozwiązań będzie decydować spełnienie kryteriów technologicznych, energetycznych i ekonomicznych. Model symulacyjny uzupełniony o analizę środowiskową stworzy zaawansowane narzędzie oceny stanowiące nowość zarówno w biogazowniach rolniczych jak i komunalnych.

Wyniki przeprowadzonych badań przedstawiono w następujących publikacjach:

• Żubrowska-Sudoł M., Garlicka A., Walczak J., Sytek-Szmeichel K., Mikołajczak A., Stępień M., Krawczyk P., Umiejewska K., Wołowicz M. (2019): Operational characteristics of an innovative device dedicated for the hydrodynamic disintegration of sewage sludge. ASEE19. E3S Web of Conferences 116, 00105. Artykuł dostępny online. DOI: 10.1051/e3sconf/201911600105.

• Stępień M., Krawczyk P., Dzido A., Wołowicz M., Żubrowska-Sudoł M.: Analiza pracy cyrkulacyjnego wirnikowego urządzenia do dezintegracji substratów biologicznych przed procesem fermentacji metanowej z zastosowaniem technik CFD, Przemysł Chemiczny, vol. 1, no. 9, 2019, pp. 100-102, DOI:10.15199/62.2019.9.20.

• Żubrowska-Sudoł M., Garlicka A., Walczak J., Umiejewska K., Sytek-Szmeichel K.: W jaki sposób poprawić potencjał biogazowy odpadów?, XIV Konferencja Dla Miasta i Środowiska – Problemy Unieszkodliwiania Odpadów, Warszawa, 26.11.2018 r. Plakat.

• Żubrowska-Sudoł M., Garlicka A., Walczak J., Sytek-Szmeichel K., Umiejewska K. 2019: Doświadczenia nad wykorzystaniem hydrodynamicznej dezintegracji do wspomagania procesu kofermentacji. Publikacja w materiałach konferencyjnych: 13. Konferencja „Metody zagospodarowania osadów ściekowych” 16 – 18 września 2019, Władysławowo, Polska, ISBN: 978-83-64816-73-4.

• Żubrowska-Sudoł M., Sytek-Szmeichel K., Walczak J., Garlicka A., Umiejewska K.: How to assess the efficiency of the process of disintegration of agro waste? 10th IWA International Symposium on Waste Management Problems in Agro–Industries 19-21 czerwca 2019 Rhodes, Greece. Referat.

• Żubrowska-Sudoł M., Sytek-Szmeichel K., Walczak J., Garlicka A., Umiejewska K.: Hydrodynamic disintegration as a method of pre-treatment of manure and distillery residue. 10th IWA International Symposium on Waste Management Problems in Agro–Industries 19-21 czerwca 2019 Rhodes, Greece. Referat.

• Żubrowska-Sudol M., Garlicka A., Sytek-Szmeichel K., Walczak J., Umiejewska K.: Distillery residue – waste with high biochemical methane potential. 7th International Conference on Sustainable Solid Waste Management 26-29 June 2019 Heraklion Crete Island, Greece. Referat.

• Żubrowska-Sudol M., Garlicka A., Sytek-Szmeichel K., Walczak J., Umiejewska K. Krawczyk P.,  Stępień M., Dzido A., Wołowicz M.: Hydrodynamic disintegration by means of the method of improvement of the biogas potential of waste. International Conference on Sustainable Solid Waste Management 26-29 June 2019 Heraklion Crete Island, Greece. Plakat.

• Żubrowska-Sudoł M., Garlicka A., Sytek-Szmeichel K., Walczak J., Umiejewska K.: Possibility of an increase in the methane potential of selected substrates as a result of their hydrodynamic disintegration. III International Scientific- Practical Conference Water Supply and Wastewater Disposal. Desining, construction, operation and monitoring. 23-25 października 2019, Lwów Ukraina. Referat.

• Garlicka A., Żubrowska-Sudoł M., Umiejewska K., Walczak J., Sytek-Szmeichel K.: Anaerobic co-digestion of thickened excess sludge and animal manure, Referat przyjęty do wygłoszenia na 2nd Polish IWA Young Water Professionals Conference “Emerging Technologies in Water and Wastewater Sector”, 13-14 February 2020, Warsaw.

• Dzido A., Krawczyk P., Stępień M., Wołowicz M., Żubrowska-Sudoł M.: CFD analysis of the fluid flow in the sewage sludge rotor disintegrator before and after the shredding knives implementation, Referat przyjęty do wygłoszenia na 2nd Polish IWA Young Water Professionals Conference “Emerging Technologies in Water and Wastewater Sector”, 13-14 February 2020, Warsaw.