2 Využívání biologických odpadů agrárního sektoru

2 Využívání biologických odpadů agrárního sektoru 2.1 Výběr oblastí zpracování biologických odpadů Oblasti, ve kterých lze předpokládat i možnost zpracování konfiskátů a jatečních odpadů bioplynovým procesem. Vytipovány byly tyto oblasti: a) zpracování kejdy hospodářských zvířat v bioplynových stanicích (BPS), b) ČOV jatek a zpracoven masa a uzenin doplněné o plynová hospodářství, c) hygienizace a stabilizace kalů v plynových hospodářstvích městských ČOV, d) zpracování biologicky rozložitelných komunálních odpadů (BRKO) a biologicky rozložitelných průmyslových odpadů (BRPO). 2.2 Shromáždění a analýza materiálů z databáze řešitelských týmů, tuzemské a zahraniční literatury a návazných studijních prací 2.2.1 Zpracování kejdy hospodářských zvířat bioplynovým procesem Anaerobní (bioplynové) zpracování Bioplynové zpracování, jako jeden ze způsobů zpracování kejdy, je již dlouhou dobu známou, ale v ČR stále ještě omezeně využívanou technologií zpracování a využívání kejdy. Bioplynové zpracování kejdy se provádí pomocí anaerobní termofilní fermentace mikrobiálního rozkladu organické hmoty (kejdy) za nepřístupu kyslíku. Uskutečňuje se v plynotěsné vyhnívací nádrži (reaktoru fermentoru). Výsledným produktem je bioplyn a digestát. Bioplyn se využívá převážně k výrobě elektrické energie a tepla. Surový digestát (má v podstatě charakter fermentované kejdy) se využívá ke hnojení v rostlinné výrobě, výrobě kompostů, popř. i k úpravě vod v intenzivních a polointenzivních chovech ryb. Parametry bioplynu Složení... 50 až 70 % CH 4... 25 až 55 % CO 2... 5 % vodní pára... 5 % N 2, H 2, O 2 Výhřevná hodnota... 22 (18 až 25) MJ m -3 Výtěžnost kejdy Z 1 m 3 kejdy prasat (skotu)... cca 25 m 3 bioplynu I když literatura udává výtěžnost kejdy až 36 m 3, z výsledků průzkumů BPS v ČR prováděných sdružením IDEÁL v 2. pololetí 2004 vyplývá průměrná výtěžnost 25 m 3. Využitelnost energie bioplynu při výrobě elektrické energie a tepla pomocí kogenerační jednotky (KGJ) Celková využitelnost... cca 80 až 82,3 % Z toho elektrická energie... cca 33,6 až 34,6 % Teplo... cca 46,4 až 47,7 % Z 1 m 3 bioplynu... 1,2 kwh elektrické energie... 1,7 kwh tepla Optimální parametry cyklu a směsi bioplynové stanice Kapacita cyklu reaktoru (fermentoru) = množství kejdy (směsi) t (nebo m 3 ) za den krát 30 dní Doba zdržení směsi v reaktoru... opt. 30 dní Vhodná teplota směsi pro: mezofilní aerobní proces... opt. 40 C termofilní aerobní proces... max. 55 C Doporučené ph směsi... 6,5 až 7,5 Maximální sušina směsi... obvykle 12 %, max. do 15 % 9

Dosažené environmentální přínosy Přínos může být vyjádřen snížením organické sušiny (na 30 40 % z původního množství) produkcí bioplynu (25 m 3 na m 3 kejdy) a koncentrací metanu (65 %). U kejdy prasat je produkce metanu okolo 200 litrů kg -1 sušiny (nebo okolo 6,5 kwh). Prvořadým efektem je snížení spotřeby fosilních paliv se související tvorbou škodlivin. Mezisložkové přínosy (cross-media effects) Při využití anaerobní fermentace v bioplynovém zařízení dochází k několika vedlejším jevům: potlačení patogenních mikroorganismů v kejdě, snížení zápachu, přeměna N na NH 3, vylepšení vlastností pro separaci a další zpracování nebo k aplikaci pro hnojení, snížení emisí skleníkových plynů. Provozní údaje Pro dosažení požadované teploty v reaktoru (fermentoru) lze kejdu vyhřívat pomocí části vyprodukovaného bioplynu, nebo teplem produkovaným kogeneračními jednotkami při výrobě elektřiny. V provozech BPS zpracovávajících kejdu hospodářských zvířat se ohřev kejdy často nepoužívá. Získané množství tepla z chladicí vody motoru kogenerační jednotky se pohybuje okolo 10 20 % z její hrubé produkce energie z kogeneračních jednotek. Plyn je před použitím v kogeneračních jednotkách skladován v plynových zásobnících. Před použitím bioplynu je většinou nutno z něj odstranit síru, buď biologickou cestou, adsorpcí (aktivní uhlí nebo ferochlorid), nebo ve větších zařízeních chemickou cestou. Uplatnění výroby bioplynu v ČR Pokud se nezapočítá výroba bioplynu z čistírenských kalů v rámci plynových hospodářství městských ČOV, je počet bioplynových stanic v ČR poměrně malý. Větší uplatnění výroby bioplynu v ČR zajistí pouze odstranění dnes existujících zábran a využití nabízejících se možností: výroba bioplynu a následně pak elektrické energie a tepla je z hlediska vstupních investic velmi nákladnou záležitostí, ekonomika této výroby je zajišťována v podstatě pouze dotacemi v rámci podpory obnovitelných zdrojů elektrické energie, především ze SFŽP, jisté vylepšení ekonomiky skýtá nově se nabízející možnost nezávadné likvidace určité části kafilerních a jatečních odpadů v rámci výroby bioplynu. Možnosti zlepšení ekonomiky provozu BPS Jak již bylo konstatováno v kapitole 1.1, jisté vylepšení ekonomiky skýtá možnost nezávadné likvidace určité části kafilerních a jatečních odpadů v rámci výroby bioplynu. Základní údaje o možnosti nezávadné likvidace určité části kafilerních a jatečních odpadů v rámci výroby bioplynu Nebezpečí BSE, tak jak se v posledních letech vyhrotilo, zvyšuje tlak na nová řešení problematiky biologických odpadů agrárního sektoru jako celku, především však vedlejších živočišných produktů vyřazených z potravinového řetězce. V ČR se v současné době ročně odvádí do asanačních podniků minimálně 50 000 t kadáverů. Toto množství může dosahovat až 80 000 t za rok. Všechen tento materiál je potenciálně zdravotně rizikový a musí se zpracovávat speciálními tepelnými postupy. Z kadáverů vyrobené masokostní moučky se v současné době nesmí zkrmovat. Vedle kadáverů vzniká v ČR při potravinářské výrobě ročně cca 230 000 t jatečních odpadů. Z nich vyrobené masokostní moučky se v současné době také nesmí používat v krmných směsích pro hospodářská zvířata. Tento v podstatě nouzový postup, který je ztrátový, lze nahradit postupem, při němž BPS budou odebírat hygienizovanou masokostní kaši z veterinárního asanačního podniku, kterou bude možné, po krátkodobém meziskladování a případné úpravě její konzistence, zakládat do reaktoru k výrobě bioplynu. 10

Možnosti nezávadné likvidace určité části kafilerních a jatečních odpadů v rámci výroby bioplynu Obohacení směsi kejdy hospodářských zvířat pro výrobu bioplynu v BPS hygienizovanou masokostní kaší z veterinárního asanačního podniku lze předpokládat v rozsahu cca 15 30 % celkové směsi. Tím se zvýší výtěžnost směsi až na 36 50 m 3 ekonomiky provozu a při zápočtu zisku z likvidace kafilerních a jatečních odpadů zajistila přijatelnou návratnost investice. Je třeba poznamenat, že literatura uvádí hodnoty výtěžnosti biologických odpadů živočišného původu až 65 m 3 bioplynu/m 3 odpadu, kuchyňských odpadů dokonce až 245 m 3 bioplynu/m 3 odpadu, ale již se nezabývá problematikou nezbytného ředění odpadů ve směsi pro výrobu bioplynu. Proto jsou v současné době pro reálnou ekonomickou úvahu prozatím tyto údaje použitelné pouze zcela orientačně, neboť se u jednotlivých autorů i značně liší a nejsou praxí doposud dostatečně ověřeny. Obecné parametry Celková kapacita reaktoru (fermentoru) = množství kejdy (směsi) t/den Doba zdržení směsi v reaktoru min. 25 30 dní Vhodná teplota směsi pro: mezofilní aerobní proces min. 35 C, optimálně 40 C termofilní aerobní proces do 55 C Doporučené ph směsi 6,5 až 7,5 Maximální sušina směsi obvykle do 12 %, max. do 15 % 2.2.2 Zpracování kalů městských ČOV bioplynovým procesem jako součást hygienizace a vyhřívané mezofilní anaerobní stabilizace kalů v plynovém hospodářství ČOV Tato kapitola se zabývá zpracováním kalů městských ČOV bioplynovým procesem v plynovém hospodářství ČOV, tj. analýzou technologických a technických požadavků na řešení stavby s technologickým zařízením stavby (TZS), se zaměřením na hygienizaci a vyhřívanou stabilizaci kalu s produkcí větší než 15 000 ekvivalentních obyvatel (EO). Normativní požadavky na stavbu Technologická stavba pro získávání bioplynu anaerobní stabilizací kalu v plynovém hospodářství ČOV musí odpovídat požadavkům příslušných právních předpisů a především těchto norem: ČSN 75 6401:2006 (75 6401) Čistírny odpadních vod pro více než 500 ekvivalentních obyvatel ČSN EN 12255-8:2002 (75 6403) Čistírny odpadních vod, Část 8: Kalové hospodářství ČSN 75 6415:2001 (75 6415) Plynové hospodářství čistíren odpadních vod ČSN 75 6601:1999 (75 6601) Strojně technologické zařízení čistíren odpadních vod všeobecné požadavky V následujícím textu jsou vybrány a zdůrazněny základní technické požadavky pro řešení plynového hospodářství, stanovené normami: ČSN 75 6401 Čistírny odpadních vod pro více než 500 ekvivalentních obyvatel Kapitola 12 kalové hospodářství v čl. 12.1.2 stanoví, že kal zachycený při čistění odpadních vod se zpracovává hygienicky nezávadným způsobem různými způsoby, mezi nimi anaerobní stabilizací s tím, že způsob zpracování je ovlivněn druhem kalu a navrženým způsobem jeho následného využívání či zneškodňování. Podle vybraných článků normy jsou pro řešení návrhu následující doporučení a požadavky: podle článku 12.2.2.1 se u čistíren větších než 10 000 EO dává přednost anaerobní stabilizaci (psychrofilní nebo mezofilní), článek 12.2.2.5 uvádí, že vyhřívaná anaerobní stabilizace se obvykle navrhuje pro čistírny větší než 15 000 EO, podle článku 12.2.2.6 jsou základními návrhovými technologickými parametry anaerobní stabilizace kalu střední doba zdržení a provozní teplota kalu, článek 12.2.2.9 stanovuje, že při anaerobním uskladnění biologického kalu má objem uskladňovacích prostor odpovídat střední době zdržení kalu alespoň 150 dní při průměrném obsahu sušiny kalu v uskladňovací nádrži. Doporučuje se z provozních i technických důvodů uskladnění řešit ve dvou nádržích; podle čl. 12.2.2.10 se při uskladňování přebytečného biologického kalu v anaerobních podmínkách doporučuje jeho předzahuštění, z provozních důvodů však zahuštění nemá být větší, než 8 % obsahu sušiny kalu, podle čl. 12.2.2.11 mají být uskladňovací nádrže pro anaerobní uskladnění vybaveny míchacím zařízením, článek 12.2.2.12 uvádí, že vyhřívaná mezofilní anaerobní stabilizace kalu se obvykle navrhuje při provozních teplotách od 33 C do 40 C. Při dostatečném zahuštění kalu s obsahem sušiny kalu vyšším než 4 % se doporučuje provozní teplota 39 ± 1 C, 11

podle čl. 12.2.2.14 zahuštění surového kalu příznivě ovlivňuje tepelnou bilanci anaerobního procesu; z provozních důvodů však zahuštění nemá být větší než 8 % obsahu sušiny kalu, podle čl. 12.2.2.15 se anaerobní stabilizace kalu doporučuje navrhnout jako dvoustupňová, v oddělených, uzavřených stabilizačních nádržích s jímáním bioplynu. První stupeň stabilizačních nádrží je míchaný a vyhřívaný, druhý stupeň míchaný a nevyhřívaný. Objem druhého stupně se volí obvykle od 50 % do 100 % objemu prvního stupně. U nejmenších aplikací anaerobní stabilizace kalu se výjimečně navrhuje pouze jednostupňová, podle čl. 12.2.2.16 se střední doba zdržení navrhuje v závislosti na teplotě. V prvním stupni při teplotě 40 C nemá být kratší než 11 dní, při teplotě 33 C nemá být kratší než 18 dní, podle čl. 12.2.2.17 nádrže pro mezofilní anaerobní stabilizaci kalu (vyhnívací nádrže) obou stupňů mají být vybaveny zařízením, které zajistí účinnou teplotní a látkovou homogenizaci obsahu, podle čl. 12.2.2.19 stabilizační a uskladňovací nádrže kalu musí mít bezpečnostní přeliv, dimenzovaný na maximální přítok kalu do nádrže s potrubím o světlosti nejméně 150 mm. Uzavřená stabilizační nádrž s jímáním bioplynu musí mít bezpečnostní přeliv o světlosti nejméně 200 mm a provedený tak, aby do nádrže nemohl vniknout vzduch. Odpad bezpečnostního přelivu musí být zaveden zpět do čisticího procesu a má být vizuálně kontrolovatelný. Pro umožnění kontroly a revize vnitřního prostoru a zařízení nádrže musí mít nádrž vstupní otvor o světlosti nejméně 600 mm, a to jak ve stropu, tak i v boční stěně nádrže, požadavky na stavební a provozní část plynového hospodářství uvádí kapitola 13 normy (vodotěsnost konstrukcí, provozní a personální vybavenost, odtok technologických vod, oplocení, dimenze komunikací, zeleň apod.), požadavky na strojně technologické zařízení plynového hospodářství uvádí kapitola 14 normy (mechanizace práce s odpady, spolehlivost provozu, automatizace, signalizace, protikorozní ochrana, kotvení a uložení dílů, opravy, údržba, obsluha a další požadavky), požadavky na řešení souboru měření a řízení technologického procesu se zabývá kapitola 15, elektrotechnickým zařízením kapitola 16 a zásadami bezpečnosti a hygieny práce, požární bezpečnosti kapitola 17 normy. ČSN EN 12255-8 (75 6403) Čistírny odpadních vod, část 8: kalové hospodářství Vztahuje se na všeobecné požadavky a procesy čištění pro čistírny odpadních vod pro více než 50 EO. Rozhodující jsou znění kapitoly 5 Požadavky na technické postupy a čl. 5.3 hygienizace, 5.4 stabilizace a 5.4.2 Anaerobní stabilizace kalu a 5.4.2.3 Vyhřívaná stabilizace. Tyto články obsahují více než 30 hledisek, které je nezbytné respektovat při navrhování procesu stabilizace. ČSN 75 6415 Plynové hospodářství čistíren odpadních vod (říjen 2001) Norma stanoví zásady pro navrhování, výstavbu, zkoušení a provozování staveb plynového hospodářství všech druhů čistíren odpadních vod, pokud mají plynové hospodářství. Norma formuluje požadavky na projektování provozních souborů technologických zařízení stavby, která většinou mají vliv na stavební část stavby. Kapitola 4 navrhování specifikuje obvyklé stavby a zařízení plynového hospodářství strojoven a ukládá, jako součást projektové dokumentace, zpracovávat schéma celého plynového hospodářství, včetně navazujícího kalového hospodářství, popř. anaerobního čistění odpadních vod. Schéma se kreslí ve zjednodušené formě, avšak s podrobně zakreslenými vazbami mezi jednotlivými plynovými zařízeními a detaily zabezpečovacího zařízení. Kapitola 5 jímání bioplynu se zabývá jištěním pracovního přetlaku ve vyhnívací nádrži a v plynojemu a jeho signalizací. Kapitola 6 a její články 6.1 až 6.4 stanovují požadavky na plynojemy vč. membránového plynojemu, uvažovaného v projektu. Kapitola 7 stanovuje technické požadavky na spojovací plynovodní potrubí; články 8.3 a 8.4 stanovují požadavky na plynové motory na bioplyn k výrobě elektrické a tepelné energie kogeneračních jednotek a na stacionární plynové motory. Pro zpracování projektové dokumentace pro realizaci stavby formuluje požadavky kapitola 10 zkoušení na úrovni komplexních zkoušek provozního souboru plynového hospodářství před uvedením do provozu a v článku 10.2 zkouškami stavební konstrukce před montáží technologického zařízení, v čl. 10.3 zkouškami vodotěsnosti a plynotěsnosti vodních nádrží a staveb plynového hospodářství a v čl. 10.4 zkouškami plynojemů. Kapitola 11 specifikuje požadavky na prověrky zařízení při uvádění do provozu a při provozu (provozní řád, revize). V kapitole 13 a 14 jsou soustředěny požadavky na požární bezpečnost a na bezpečnost a hygienu práce. 12

ČSN 75 6601 Strojně technologické zařízení čistíren odpadních vod všeobecné požadavky Norma stanoví požadavky na navrhování, výstavbu a provozování strojně technologických zařízení čistíren odpadních vod, včetně požadavků na zařízení pro samostatné dešťové nádrže a jejich příslušenství. Kapitola 2 obsahuje normativní odkazy, které se týkají profesní úrovně projektování a realizace stavby a budou respektovány v příslušných fázích výstavby. Články 4.2 až 4.7 formulují souhrnný požadavek na provozní celek technologického zařízení, obsahující požadavky technologické, provozní, vč. řízení procesu, materiálové z hlediska odolnosti na vlivy prostředí, manipulace s materiálem, podmínky k údržbě zařízení, speciální požadavky na stavební část a zacházení s čisticí vodou, nouzový zdroj el. energie, označování potrubí a vypracování provozního řádu. Kapitola 5 obsahuje požadavky na řešení zařízení a jeho prvků k přečerpávání odpadních vod. V kapitole 13 plynové hospodářství jsou vyjmenována příslušná zařízení, z nichž jsou pro projekt důležitá: uzavřené vyhnívací nádrže (anaerobní reaktory) s jímáním bioplynu, plynojemy a jejich příslušenství, zařízení pro čištění, popř. jinou úpravu bioplynu, plynový motor s generátorem pro kogenerační výrobu tepla a elektrické energie, soustava vedení teplé vody k ohřevu kalu a jiné spotřebě, soustava k vedení elektrické energie, ovládací a zabezpečovací zařízení. Kapitoly 14 a 15 stanoví požadavky na měření a řízení čistíren a na zkoušení technologického zařízení stavby. Souhrnné údaje z terénních průzkumů plynových hospodářství městských ČOV Parametry plynového hospodářství doba zdržení kalů v reaktoru (fermentoru)... 28 dní provozní teplota v reaktoru... cca 37 C (mezofilní) sušina kalů před fermentací... cca 2 % výroba bioplynu (výtěžnost kalů) 1 m 3 kalů (2 % sušiny)... 8 m 3 bioplynu bioplyn se většinou nečistí ani jinak neupravuje sušina separovaných kalů po fermentaci... cca 26 % rizikové látky a prvky obsažené v kalech... většinou v množství pod přípustné limity kaly většinou splňují mikrobiální kritéria pro použití na půdě Obohacení kalů městských ČOV v rámci výroby bioplynu v plynových hospodářstvích ČOV o hygienizované odpady živočišného původu z jatek a zpracoven masa a uzenin, popř. o hygienizovanou kafilerní masokostní kaši z veterinárních asanačních podniků. Vyhodnocení možností: čistírenské kaly mají z hlediska výroby bioplynu velmi nízkou výtěžnost. Zájem na jejich obohacování tedy existuje; stávající řešení plynového hospodářství však nepředpokládá využívání materiálů pro výrobu bioplynu, které ulpívají na stěnách potrubí a reaktorů plynového hospodářství, neboť není zajištěna možnost bezproblémového čištění reaktorů ani potrubí. Závěr Z analýzy a výsledků dalších částí projektu bude ve 2. okruhu procesu řešení projektu odvozena a konkrétně sestavena a dimenzována provozní část plynového hospodářství pro poloprovozní ověření a posléze návrh pilotního projektu. Při zpracování návrhu a pak při vlastním řešení dokumentace pro poloprovoz a podkladů pro dokumentaci ke stavebnímu řízení pilotního projektu bude upřesněn výběr normativních požadavků, na něž upozorňuje analýza. 2.2.3 Zpracování vedlejších živočišných produktů (odpadů živočišného původu) bioplynovým procesem Definice vedlejších živočišných produktů Vedlejší živočišné produkty Animal By-Products (APB). Vedlejší živočišné produkty jsou části poražených zvířat, které nejsou určeny pro přímou lidskou spotřebu, včetně uhynulých hospodářských zvířat a odpadu (tepelně zpracovaného či nezpracovaného) z veřejného stravování (kateringu odpad z restaurací, kuchyní apod.), který obsahuje či byl v kontaktu s masovými produkty. Některé z těchto vedlejších živočišných produktů jsou používány jako živočišné proteiny masokostní moučka, tuky, želatina, kolagen, krmivo pro domácí zvířata, 13

jiné jako produkty pro technické účely lepidla, kůže, mýdla, hnojiva apod. Jinou možností zpracování je jejich ničení, nejčastěji spalováním (Defra, 2003). Metody zpracování vedlejších živočišných produktů Technologické limity jsou dány současnou úrovní znalostí o možnostech zpracování odpadu a existujícími zařízeními, dovolujícími využít těchto znalostí. Nedostatek procesních a zpracovávajících kapacit spolu s nevyřešenými technologickými problémy, neznalostí efektivní metod přeměny odpadu na využitelnou druhotnou surovinu patří již po několik let k nejdůležitějším příčinám jejich omezené recyklace (Matoušková, 2002). Metody využití vedlejších živočišných produktů: a) kompostování kontrolovaný aerobní mikrobiální proces, v němž je organický materiál přeměňován na organo-minerální hnojivo kompost. Prakticky lze kompostovat jakýkoli netoxický materiál, je však nutné dodržovat poměr C:N v rozmezí 1: 25 35. Kompostování podléhá nařízení ES č. 1774/2002. Více o kompostování vedlejších živočišných produktů lze nalézt u následujících autorů: Looper, 2002; Harper, 2001; Morse, 2001; Underwood, 1999; Váňa, 1999; b) anaerobní digesce; c) výroba krmiv je limitována požadavky nařízení ES č. 1174/2002; d) termické zpracování je považováno za možnou metodu zpracování vedlejších živočišných produktů, nicméně vzhledem k vysokému obsahu vody tento materiál není pro termické zpracování optimální (Matoušková, 2002). Podle Bartoše (1998) energetické využití bioodpadu v termických procesech se nejeví jako vhodné, protože nedovoluje využít organické zbytky po zpracování jako hnojivo. Během termických procesů jsou hodnotné živiny ztraceny, dokonce se mohou objevit i toxické produkty. Požadavky právních předpisů na zpracování odpadů živočišného původu v bioplynových stanicích podle nařízení ES č. 1774/2002: Nařízení ES č. 1774/2002 ukládající hygienická pravidla týkající se odpadů živočišného původu neurčených pro lidskou spotřebu bylo přijato 3. 10. 2002. Nařízení se stalo, po přijetí směrnice týkající se BSE, druhým klíčovým aktem Bílého prohlášení potravinové bezpečnosti a je hlavním prvkem strategie Komise v boji proti kontaminaci potravin nákazou BSE (tzv. nemoc šílených krav), kulhavkou a slintavkou, morem prasat a dioxiny. Je klíčový z hlediska vyloučení uhynulých zvířat a jiných konfiskovaných materiálů z potravního řetězce a vede k bezpečnému zpracování a nakládání 16 milionů tun vedlejších živočišných produktů, ročně produkovaných v EU. Podle požadavků směrnice mohou být součástí krmiv jen takové živočišné materiály, jež prošly veterinární inspekcí a byly shledány jako nezávadné pro lidskou spotřebu. Nařízení rovněž zakazuje jakoukoli mezidruhovou recirkulaci živočišných materiálů, tzv. kanibalismus. Nařízení stanovuje jasná pravidla, co musí a může být provedeno s vyloučeným materiálem, ukládá striktní systém identifikace a monitorování, jenž je vyžadován u produktů jako jsou masokostní moučka a tuky určené ke znehodnocení. Tyto materiály musí být trvale označené, aby se předešlo možnému riziku výskytu neoznačených materiálů v krmivech či potravinách. Nařízení představuje nové alternativy nakládání s vedlejšími živočišnými produkty jako je anaerobní digesce, kompostování a spoluspalování. Vytváří nový transparentní a přímo aplikovatelný zákonný rámec, který nahrazuje a zjednodušuje mnoho nařízení a usnesení, vytvořených v posledních letech jako reakce na interní tržní požadavky a kritické situace. Důvody, jež vedly k přijetí směrnice ES 1774/2002: 16,1 milionů tun vedlejších živočišných produktů zpracovávaných ročně v EU, 3 miliony tun masokostní moučky, 1,5 milionů tun tuku, epidemie BSE, epidemie kulhavky a slintavky. Nařízení (ES) č. 1774/2002: Kategorie materiálu Nařízení klasifikuje vedlejší živočišné produkty do tří kategorií, založených na rizikovosti vůči zvířatům, veřejnosti či prostředí, a ustanovuje možnosti nakládání, materiálem jednotlivých kategorií. Kategorie 1 Materiál představuje vysoce rizikový materiál (výskyt TSE, rezidua zakázaných látek jako jsou růstové hormony, dioxiny, PCB), tzv. specifikovaný rizikový materiál a kuchyňský odpad z mezinárodní dopravy. Nesmí být zpracován v BPS či kompostárně za žádných okolností. 14

Kategorie 2 Kategorie 2 zahrnuje materiál s rizikem kontaminace jiných nemocí zvířat než u materiálu kategorie 1 (např. zvířata uhynulá na farmě či poražená v důsledku kontroly výskytu nemocí na farmě, či zvířata obsahující rezidua veterinárních léčiv). Tento materiál lze využít pro jiné účely než krmné po vhodném tepelném zpracování (bioplyn, kompost, olejochemické produkty). Podle článku 15 materiál kategorie 2 může být zpracován v BPS, či kompostárně jen po sterilizaci (133 C/3 bary/20 min/50 mm). Kategorie 3 Kategorie 3 zahrnuje vedlejší živočišné produkty pocházející ze zdravých zvířat poražených pro lidskou potřebu, ale z obchodních důvodů nejsou určeny k lidské spotřebě. Mohou být zpracovány na krmiva, použity jako hnojiva či prostředky pro zlepšení půd, zpracovány v BPS či kompostárně. Požadavky na schválení bioplynové stanice (BPS) na zpracování odpadů živočišného původu a) prostory BPS musí být vybavena: pasterizační/hygienizační jednotkou, která nemůže být obtékána a musí být vybavena: 1. zařízením ke sledování teploty v reálném čase, 2. záznamovým zařízením ke stálému zaznamenávání výsledků těchto měření, 3. vhodným bezpečnostním systémem, bránícím nedostatečnému záhřevu, vhodným vybavením k čištění a dezinfekci dopravních prostředků a kontejnerů, schválenou laboratoří (vlastní či externí); b) hygienické požadavky lze zpracovávat pouze následující vedlejší živočišné produkty: 1. hnůj a obsah trávicího traktu, 2. sterilizovaný materiál kategorie 2, 3. materiál kategorie 3, zabezpečení rizika kontaminace konečných produktů, oddělení čisté/nečisté strany areálu BPS, pravidelné čištění a dezinfekce (systematické a dokumentované); c) technologické normy materiál kategorie 2: 1. maximální velikost částic: 50 mm, 2. minimální teplota: 133 C, 3. minimální doba ošetření bez přerušení: 20 min., 4. minimální tlak vytvořený nasycenou parou: 3 bary; materiál kategorie 3: 1. maximální velikost částic: 12 mm, 2. minimální teplota: 70 C, 3. minimální doba ošetření bez přerušení: 60 min.; d) kvalitativní parametry pro stabilizovaný zbytek po digesci Vzorky musí splňovat následující normy: Salmonella: nepřítomnost v 25 g: n = 5, c = 0, m = 0, M = 0, Enterobacteriaceae: n = 5, c = 2, m = 10, M = 300 v 1 g, kde n je počet vzorků, které mají být testovány, m prahová hodnota počtu bakterií; výsledek je považován za uspokojivý, pokud počet bakterií ve všech vzorcích není vyšší než m, M nejvyšší hodnota počtu bakterií; výsledek je považován za neuspokojivý, pokud je počet bakterií v jednom či více vzorcích vyšší nebo roven M, c počet vzorků, u nichž může být počet bakterií mezi m a M; celý vzorek je považován za přijatelný, pokud ostatní vzorky mají počet bakterií nižší nebo roven m. Souhrn možností a požadavků na BPS zpracovávajících vedlejší živočišné produkty je uveden v tab. 1. 15

Tab. 1 Souhrn požadavků na možné zpracování vedlejších živočišných produktů (VŽP) v BPS Kategorie VŽP Požadavky 1 Nelze zpracovat Eliminace rizika šíření jakýchkoli přenosných chorob 2 Hnůj, obsah trávicího traktu, mléko, kolostrum. Vše bez předběžného zpracování. Ostatní materiály kategorie 2 3 Veškerý materiál kategorie 3 Kateringový odpad, kromě kateringového odpadu spadajícího do kategorie 1 Absence patogenů; lze zpracovávat v BPS splňující právní předpisy Sterilizace (133 C, 3 bary, 20 min./50 mm) a označení (pachovým); BPS splňující podmínky ES č. 1774/2002, článek 15 BPS splňující podmínky ES č. 1774/2002, článek 15 (pasterizace 70 C, 60 min./12 mm). BPS splňující právní předpisy Výsledky zahraničního výzkumu Anaerobní digesce se stala uznávanou technologií při nakládání s pevnými i likvidními odpady.v této kapitole jsou citovány výsledky výzkumů a informace týkající se anaerobní digesce vedlejších živočišných produktů. Salmien a Rintala (2002) studovali vliv retenčního času a zatížení při anaerobní digesci odpadů z drůbežích jatek. Pokus byl prováděn v semikontinuálních laboratorních bioreaktorech při teplotě 31 C. Vliv na průběh procesu byl velmi průkazný. Proces probíhal až do zatížení 0,8 kg sušiny l -1 a v retenčním čase 50 100 dní. Specifická produkce metanu byla vysoká, 0,52 až 0,55 m 3 kg -1 vložené sušiny. Při zatížení 1,0 až 2,1 kg sušiny l -1 a zkráceném retenčním času 25 až 13 dní se průběh procesu zpomalil či zastavil vlivem přetížení, což se projevilo kumulací nižších a vyšších mastných kyselin a poklesem produkce metanu. Tento průběh byl nicméně reverzibilní. Množství dusíku ve vsázce odpovídalo 7,8 % celkových látek. Dusík se vyskytoval převážně v organické formě, obsah amoniakální formy byl velmi nízký. Ve stabilizovaném zbytku se zastoupení formy dusíku výrazně změnilo, amoniakální forma vykazuje 55 67 % (až 3,8 g l -1 ) z celkového množství dusíku. Odbourání celkových látek a sušiny během procesu dosáhlo 76 % a 64 %. K popisu dynamiky procesu degradace odpadů z jatek anaerobní digescí byl upraven nově vytvořený matematický model <METHANE> (Vavilin, 2003). Salminen et al. (2000) použil tento modifikovaný model pro studium průběhu anaerobní digesce tuhých odpadů z drůbežích jatek v jednovsázkových bioreaktorech. Broughten et al. (1998) studoval proces anaerobní digesce ovčího loje. Pokus byl prováděn v jednostupňových reaktorech za mezofilních (35 C) a termofilních (50 C) podmínek. Ovčí lůj byl přidáván až do 59 % množství organických látek. Lůj byl rychle fermentován na VMK a NMK (vysokomolekulární a nízkomolekulární organické kyseliny) při teplotě 35 C, avšak při teplotě 50 C degradaci odolával. Olejové kyseliny byly fermentovány na palmitovou, stearovou a octovou kyselinu. Metanogeneze byla zpomalená kvůli charakteristické adaptační době, potřebné pro kompletní degradaci VMK a NMK. Lze konstatovat, že odpady s vysokým obsahem tuků mohou být stabilizovány v jednostupňových reaktorech za mezofilních podmínek. Dohányos et al. (2003) studují dvě metody zpracování masokostní moučky pyrolýzu a anaerobní digesci, případně jejich kombinace. Přípravné pokusy anaerobní digesce byly prováděny s masokostní moučkou běžně produkovanou při teplotě 140 C a masokostní moučkou pyrolyzovanou při teplotě 200 C a 285 C. Pokusy byly prováděny v jednovsázkových reaktorech. Jako inokulum sloužil digestovaný zbytek. Výsledky ukázaly velmi dobrou biodegradabilitu běžné i pyrolyzované (při 200 C) masokostní moučky. Produkce bioplynu dosáhla 0,37 l a 0,452 Nm 3 kg -1 sušiny. Raizada et al. (2003) pozoroval činnost pevných a fluidních reaktorů při degradaci organického odpadu (obsahu bachoru) dvoustupňovou anaerobní digescí při různých zatíženích (2 12 kg CHSK m 3 d -1 ) v mezofilním režimu. Činnost fixního reaktoru byla ve srovnání s činností fluidního reaktoru lepší, zejména z hlediska tvorby propionové kyseliny. Farinet a Forest (2003) stručně popisují dvě africké bioplynové stanice, zpracovávající odpady z jatek. Jedna je lokalizována v Senegalu, druhá v Egyptě. Obě rovněž vlastní zařízení na kompostování digestovaného zbytku. Autoři předpokládají další vzrůstající rozvoj kombinovaného zpracování odpadů z jatek v Africe, zejména v důsledku vysokých cen za elektrickou energii a poptávky po kompostu. Ashare et al. (1983, in Straka et al., 2003) studoval dostupné hodnoty BSK různých typů odpadu z masného průmyslu. Zjistili, že dostupné hodnoty BSK těchto odpadů skýtají velký potenciál, např. pro skot: krev 2,3 kg BSK/t ŽPH (živá porážková hmotnost), obsah trávicího systému 2,5 kg BSK/t ŽPH; pro drůbež 15,3 kg BSK/t ŽPH. Měrné výtěžky metanu jsou u jatečních odpadů velmi vysoké, neboť tuky zde tvoří velmi významný podíl zpracovaného odpadu. 16

2.2.4 Zpracování biologicky rozložitelných komunálních odpadů (BRKO) a průmyslových odpadů (BRPO) Základní údaje Část tuhého komunálního odpadu rovněž obsahuje živočišné tkáně ze zbytků jídel (to by mohlo ulehčit zpracování kafilerních a jatečních odpadů společně s komunálními odpady). Tuhý komunální odpad je specifickým druhem odpadu, jeho odstraňování je vážným environmentálním a ekonomickým problémem. Podle obecného pravidla nakládání s hmotami, jež vytvářejí tuhý komunální odpad (TKO), je nejvýhodnější snižování množství odpadu (tzv. prevence) před recyklací vytříděných složek odpadu; třídění s následnou recyklací má přednost před likvidací (většinou spalováním nebo ukládáním na skládkách). Za předpokladu, že je v uvedeném TKO přibližně 35 % odpadu organického původu (záleží na lokalitě, ročním období apod.), je TKO zdrojem biologicky rozložitelného komunálního odpadu (BRKO), vhodného pro energetické využití. Podle definice dané příslušnou směrnicí ES, je biologicky rozložitelný odpad jakýkoli odpad, který je schopen anaerobního nebo aerobního rozkladu mikroorganismy (např. potraviny, odpadní zeleň, papír apod.). Tento odpad nemá v Katalogu odpadů svou samostatnou položku, je rozložen mezi řadu jiných druhů odpadů a snad i to byl důvod, že se tomuto odpadu nevěnovala dostatečná pozornost. Směrnice Rady 1999/31/ES o skládkách odpadů ukládá členským zemím povinnost postupně snižovat množství ukládaného biologicky rozložitelného odpadu na skládky (75 % do roku 2005, 50 % do roku 2009, 35 % do roku 2016, 30 % do roku 2020); tento předpis je v ČR plně převzat zákonem č. 185/2001 Sb., o odpadech a o změně některých dalších zákonů, ve znění pozdějších předpisů, účinným od 1. 1. 2002. Teprve v souvislosti se schválením této směrnice, kde se postupně omezuje ukládání biologicky rozložitelných komunálních odpadů na skládky, se tomuto druhu odpadu začíná věnovat větší péče. Vedle tohoto mezinárodního aspektu je tu však další, neméně důležitý, a to národní. Jednou ze součástí BRKO je odpad z údržby zeleně v zahradách a parcích, který produkují především občané. Tento odpad je často neřízeně spalován v přírodě, ale především je odkládán volně v prostředí, kde se z takto vzniklých hromad velmi rychle stávají zárodky nepovolených skládek, mnohdy i nebezpečných odpadů. Biologicky rozložitelný odpad, který je především spojován s komunálním odpadem, nebyl dosud evidován. Teprve v poslední době několik studií (Koncepce odpadového hospodářství ČR, první pracovní návrh pro diskusi, 01/2001, ČEÚ; Omezení množství biologicky rozložitelných odpadů ukládaných na skládky, Implementační a investiční strategie v nakládání s odpady v ČR, 02/2001, Projekt PHARE CZ 9811-02-02) provedlo bilanční rozbor, ze kterého vyplynulo, že v současné době vzniká ročně asi 1,6 mil. tun biologicky rozložitelných odpadů (BRO). Podle obecného pravidla nakládání s hmotami, jež vytvářejí TKO, je vhodné snižovat množství odpadu (tzv. prevence) před recyklací tříděných složek odpadu. Třídění s následnou recyklací má zase přednost před likvidací (většinou spalováním nebo ukládáním na skládkách). Předností spalování nebo třídění a recyklace TKO proti jeho ukládání na skládkách je, že se nezabírá značná plocha území nutného pro skládku, nevzniká nebezpečí znečišťování podzemních vod, okolí není obtěžováno nepříjemným zápachem a vylučuje se nebezpečí exploze skládkového plynu. Naopak spalovny, které vykazují emise v přípustném pásmu obsahu škodlivin, stejně jako technologie třídění a recyklace odpadů, jsou investičně a provozně nákladné. Přes snahy likvidovat TKO především spalováním nebo tříděním s následnou recyklací jeho složek se předpokládá, že ještě asi 20 roků bude převládat ukládání TKO na skládky. Prakticky se neuvažuje anaerobní zpracování TKO se složkou BRKO s následnou výrobou bioplynu a kompostu. Tento způsob zpracování TKO je rovněž investičně náročný, ale přináší energetický zisk, snižuje objem odpadu ve velmi krátkém časovém úseku a produkuje organické hnojivo. Systémy bioplynových stanic (BPS) na zpracování tuhého komunálního odpadu (TKO) Systémy bioplynových stanic na zpracování TKO se liší zejména podle lokality (venkovská zástavba, městská zástavba aglomeračního typu). Domovní odpad musí být před nadávkováním do reaktoru připraven. Příprava spočívá v dezintegraci odpadu, odstranění příměsí, jako jsou sklo, kovy, kameny, plasty apod., a zahřátí připraveného odpadu na teplotu 70 C po dobu jedné hodiny nebo na 60 C po dobu 2,5 hodiny s cílem likvidace patogenních mikroorganismů a semen plevelů. Ale u některých, zejména menších stanic, může být technologie jednodušší, neboť je možné po popsané úpravě a vytřídění počítat se získáním relativně čistých složek BRKO. Na obr. 1 uvádíme některé zdroje BRKO v TKO. Zároveň je zde rovněž vidět, jak obvykle vypadá separovaný zbytkový komunální odpad po oddělení BRKO. Dalším zdrojem BRKO jsou obchody a služby, především obchodní řetězce supermarketů, hypermarketů a restauračních zařízení. 17

18 Obr.1 Příklady různých druhů TKO, které je možné vytřídit, upravit a zpracovat v bioplynové stanici

Dále se zaměříme na schematický popis tří vybraných bioplynových stanic pro zpracování BRKO. Tento typ bioplynových stanic nabízí řada firem v Rakousku, Německu a Švýcarsku. V Dánsku, Holandsku a Švédsku se preferuje spíše výstavba centrálních bioplynových stanic na zpracování veškerých biologicky rozložitelných odpadů. Základem je zpracování zemědělských produktů (především exkrementů hospodářských zvířat, ale i fytomasy), BRKO a BRPO (biologicky rozložitelný průmyslový odpad, především z potravinářských provozů). Jen pro upřesnění musíme dodat, že všechny tyto bioplynové stanice se liší od BPS u čistíren odpadních vod, kde se zpracovávají komunální kalové vody z obecních kanalizačních systémů. Zpracování komunálních kalových vod anaerobní fermentací na bioplyn je klasickou technologií, zavedenou v celém světě. V současnosti je podle odhadu v ČR v provozu 100 ČOV s tímto předpisovým zpracováním kalů na bioplyn. Vyrobená elektrická energie se využívá zejména pro potřeby vlastního provozu, částečně je prodávána do sítě. Tepelná energie je využívána pro ohřev procesu, případné přebytky jsou využity pro vytápění hospodářských a administrativních budov ČOV. Zpravidla však vyráběné teplo a elektrická energie ani nestačí pro krytí provozu ČOV. Bioplynové stanice na zpracování BRKO mají podstatně větší výtěžnosti plynu, neboť pracují s vyššími obsahy sušiny v substrátu 8 12 % (oproti ČOV, kde jde o 2 6 %) a jsou schopné vyrábět značné přebytky plynu pro následné využití. Obr.2 Jednoduchá bioplynová stanice na zpracování BRKO s malým podílem zbytkového odpadu (Bioplynová stanice BIO Energie Schwaben v Erkheimu, SRN). Obr.3 Schéma bioplynové stanice BIO-Energie Schwaben v Erkheimu, SRN. 1 dezintegrace bioodpadu, 2 rozpouštěcí tank, 3 odlučovač písku, 4 odlučovač nevhodných a rušivých látek, 5 písek, 6 fermentor, 7 kogenerační jednotka, 8 separátor, 9 tuhý podíl k následnému kompostování, 10 zásobník procesní vody, 11 tekuté hnojivo. 19

Obr. 4 Větší bioplynová stanice na zpracování BRKO s malým podílem zbytkového odpadu (Bioplynová stanice na zpracování BRKO ve městě Karlsruhe). Obr. 5 Schéma bioplynové stanice na zpracování BRKO ve městě Karlsruhe, SRN. 1 svoz bioodpadu, 2 příjmová váha, 3 příjmový zásobník, 4 dezintegrace bioodpadu, 5 mezisklad bioodpadu, 6 rozpouštěcí tank, 7 odlučovač písku, 8 odlučovač nevhodných a rušivých látek, 9 písek, 10 fermentor, 11 separátor (tuhý podíl ke kompostování), 12 přídavek zeleného materiálu ke kompostování, 13 výroba kompostu, 14 zásobník procesní vody, 15 tekuté hnojivo. Obr. 6 Komplexní bioplynová stanice na zpracování BRKO s velkým podílem zbytkového odpadu (Bioplynová stanice pro zplynování BRKO oblast Mnichov, obec Kirchstockach, SRN). 20

Obr. 7 Schéma bioplynové stanice pro zplynování BRKO oblast Mnichov, obec Kirchstockach, SRN. 1 svoz bioodpadu, 2 příjmová skladovací plocha, 3 dezintegrace bioodpadu, 4 odlučovač magnetických kovů, 5 rozpouštěcí tank, 6 rozpouštěcí tank, 7 odlučovač nevhodných a rušivých látek, 8 odlučovač inertních látek, 9 suspenzní zásobník, 10 hygienizace, 11, 12, 13 separátory, 14, 15 hydrolýzní fermentory, 16 tuhý podíl na výrobu kompostu, 17 fermentor s pevným ložem, 18 flokulační komora, 19 usazovací komora, 20 kal, 21 procesní voda, 22 nitrifikace / denitrifikace, 23 dočištění, 24 přebytečná voda, 25 kogenerační jednotka Bioplyn se využívá i v bioplynových stanicích jako technologické palivo v provozech, souvisejících s jeho výrobou (např. pro vyhřívání vyhnívacích nádrží), pro výrobu tepla v plynových kotlích, a také jako motorové palivo pro stacionární motory kogeneračních jednotek, vyrábějících teplo a elektrickou energii. V některých případech je nutné předčištění (odsíření) bioplynu před jeho spalováním, aby byly sníženy emise oxidů síry do ovzduší. Oproti spalování biomasy jsou výroba a využití bioplynu obtížněji realizovatelné, zejména pro vysoké investiční náklady a tím i vysokou cenu vyrobené energie. Pro racionální využití bioplynu je potřeba pečlivě vybrat pro výstavbu bioplynové stanice vhodnou lokalitu s vysokou a celoročně stálou poptávkou po teple, a pokud možno i po elektrické energii z kogenerační jednotky. Mimo bioplynu je produktem takovéto bioplynové stanice odvodněný vyhnilý kal. Tuhý anaerobní zbytek je kompostu podobný materiál, který však může ještě obsahovat kousky plastů a jiných příměsí. Tento materiál může být použit na zakrytí skládek, nebo po smíchání s dřevní štěpkou spalován ve velkých kotlích na biomasu. Další možností je separace zbylých příměsí a výroba kompostu pro komunální potřeby (péče o veřejnou zeleň). V případě, že konečný produkt splňuje hygienické normy pro aplikaci v zemědělství, je možné jej využít jako organické hnojivo i tam. Sušina organické frakce tuhého domovního odpadu přechází při anaerobní stabilizaci obvykle z 50 % (ale jsou technologie s podílem až 80 %) na bioplyn, 32 % kapalné hnojivo, 8 % kompost a 10 % zůstává jako nerozložitelný zbytek. Domovní odpad musí být před dávkováním do reaktoru upraven tak, jak již bylo popsáno. Anaerobní fermentace je soubor dílčích na sebe navazujících biologických procesů mnoha druhů anaerobních mikroorganismů. Rozklad organických látek až na bioplyn vyžaduje jejich koordinovanou metabolickou součinnost, kde produkt jedné skupiny mikroorganismů se stává substrátem skupiny druhé (hydrolýza, acidogeneze, acetogeneze, metanogeneze). To znamená, že při řízené fermentaci musí být zabezpečeny vhodné fyziologické podmínky pro činnost anaerobních mikroorganismů. 21

Mezi nejdůležitější faktory patří: Anaerobní prostředí Teplota (mezofilní oblast 35 42 C, termofilní oblast do 55 C) ph 6,5 7,5 Živiny (hlavně u průmyslových vod) Složení substrátu Míchání Pro vlastní technologický proces se využívají u bioplynových stanic ke zpracování BRKO jednostupňové až třístupňové systémy (viz obr. 2 až 7) a různé typy reaktorů, např. s pevným ložem, BIMA, výplňový reaktor, reaktor s fluidním ložem atd. Obvykle se bez ohledu na počet pracovních stupňů navrhuje mezofilní proces, ale jsou i kombinace první stupeň mezofilní, druhý termofilní a jiné zcela libovolné kombinace. Z hlediska sanitace je i pochopitelné, že po ohřevu na 70 C následuje stupeň, který může bez výrazných tepelných ztrát podržet vyšší teplotní pracovní hladinu. Výjimku z běžných mezí tvoří například rakouský systém, určený zejména pro zpracování BRKO, s prvním stupněm pracujícím při teplotě 72 C a druhým při 42 C. Efektivita výroby bioplynu z biologicky rozložitelných komunálních odpadů (BRKO) Výrobu bioplynu z BRKO je potřeba chápat jako alternativu zpracování odpadů různého původu a různého druhu, která šetří životní prostředí. Finální produkt při dobrém projektu může být ekonomicky zhodnocen. Míru ziskovosti podporuje zavedená vyšší sazba za výkup elektřiny vyrobené z obnovitelných zdrojů (2,30 Kč kwh -1 ). Aby se ale technologie zaplatila sama bez dotací, je nutné navýšení sazby ještě o 100 %, při složitějších projektech i o 200 %. Při platbách za likvidaci BRKO by hranice 100 % mohla postačit. Není totiž žádným tajemstvím, že systém využití bioplynu je například proti prostému spalování biomasy technologicky mnohem náročnější. Hlavním důvodem váhání investorů při volbě technologie zpracování BRKO v BPS jsou vysoké investiční náklady a vysoká cena vyrobené energie. Navíc každý nový projekt je vlastně originálem, který prodražuje investici. Univerzální schéma nejde použít vzhledem k umístění v lokalitě, různému typu zpracovávaného materiálu, charakteru provozu, místnímu vybavení, technologiím atd. Pro využití bioplynu je proto třeba pečlivě vybrat vhodnou lokalitu s vysokou a celoročně stálou poptávkou po teple a elektřině z kogenerační jednotky. Řešit je třeba i návazné provozy, vylepšující ekonomiku. Důležitý je pravidelný a dostatečný přísun vstupního materiálu pro fermentaci a výrobu bioplynu. Udržování vhodných podmínek anaerobní fermentace ve fermentorech bioplynových stanic umožňuje v porovnání se skládkami podstatně rychlejší rozklad organické hmoty a tím větší a rychlejší produkci bioplynu. Pro zabezpečení a udržení jednotlivých parametrů existuje v dnešní době celá řada technologických řešení, jejichž výběr záleží na druhu zpracovávaných odpadů, kvalitě požadovaných výstupů a samozřejmě na ekonomických možnostech. Ekonomika provozu bioplynové stanice (BPS) je kromě množství a kvality zpracovávaného odpadu výrazně ovlivněna využitím vznikajícího bioplynu a anaerobně stabilizovaného zbytku. Pro výstavbu BPS je příznivé sdružit síly a prostředky místních investorů, budoucích uživatelů i dodavatelů. Perspektivu mají obce, zemědělské podniky, farmy i komunální sféra. Významnou pomocí pro větší rozšíření BPS by byla úprava předpisů, umožňující dotaci i podnikatelským subjektům. ČR se bude muset vyrovnat se směrnicí ES, redukující množství skládkovaného biologicky rozložitelného materiálu z úrovně v roce 1995 na pouhých 30 % tohoto množství v roce 2020. Komunální bioplynové stanice na zpracování BRKO a společné bioplynové stanice na zpracování zemědělských, potravinářských a komunálních BRO mohou být v tomto směru perspektivní. 2.2.5 Nové metody zpracování masokostní moučky Základní údaje V současné době se stále více dostává do popředí zájmu odborné veřejnosti problematika zpracování odpadů z jatek a kafilerií. Odpadní materiál z jatek a kadávery se obvykle zpracovávají ve veterinárních asanačních ústavech na finální produkty kafilerský tuk a masokostní moučku (MKM). Se zpracováním kafilerského tuku nejsou problémy, díky své vysoké výhřevnosti 37 MJ/kg je dobře využitelný jako palivo. Problémem je další nakládání s MKM. Vzhledem k vzrůstajícím a oprávněným obavám z přítomnosti a rozšiřování původce syndromu BSE se MKM přestává používat jako doplněk do krmiva, i když je tento produkt sterilizován při cca 133 C. Příčinou této změny využívání kafilerských produktů je nebezpečí přítomnosti zvláštního druhu bílkoviny zvané prion, jehož jedna varianta je prokazatelně původcem velice nebezpečných chorob zvířat i člověka. 22

Složení masokostní moučky Obvyklé složení masokostní moučky uvádí tab. 1; ve sloupci MKM I je produkt z kafilerie pracující v standardním režimu, zpracovávající surovinu z porážky prasat, skotu a drůbeže. MKM II je produkt kafilerie pracující v speciálním režimu, zpracovávající surovinu z porážky skotu s podezřením na přítomnost BSE prekurzorů. Protože tato kafilerie zpracovávala odpady především z porážky skotu s velkým obsahem kostí, MKM II vykazuje podstatně vyšší obsah anorganických látek. Detailní složení obou druhů MKM a kafilerského tuku je uvedeno v tab. 2. Chemické složení popela z MKM II je uvedeno v tab. 3. Tab. 2 Chemické složení masokostní moučky a kafilerského tuku jednotka MKM I MKM II tuk I Popel % sušiny 12,89 27,85 0,23 Hořlavina % sušiny 69,88 71,36 100 Spalné teplo MJ/kg 22,46 19,18 39,49 Výhřevnost MJ/kg 24 17,88 36,9 Prchavá hořlavina % sušiny 77,92 62,73 99,77 Neprchavá hořlavina % sušiny 9,19 9,42 0 Chemické složení organických látek: v % sušiny Vodík % 6,7 5,95 11,87 Uhlík % 48,9 40,56 76,51 Síra organická % 0,69 0,16 0,03 Dusík % 11,24 7,94 0,14 Kyslík % 19,58 17,54 11,22 Tab. 3 Chemické složení popela z MKM II % hm % hm CaO 44,45 Fe 2 O 3 0,40 P 2 O 5 38,40 Al 2 O 3 0,21 Na 2 O 3,76 SO 3 0,35 K 2 O 2,64 CO 2 1,10 SiO 2 1,97 Cl 1,51 MgO 1,49 ztráta žíháním 3,18 Nejdůležitějším poznatkem z analýzy je vysoký obsah dusíku v organické frakci MKM. Zajímavé jsou také vysoké koncentrace vápníku a fosforu v popelu. Dusík v organických materiálech je přítomen hlavně v bílkovinách ve formě aminoskupin a při biologických i termických procesech zpracování je uvolňován jako amoniak. Metody zpracování MKM V případě podezření, že MKM může obsahovat nebezpečné priony, nesmí se použít jako přídavku do krmiva ani jako hnojivo a musí být využita nebo likvidována jiným způsobem. Metody, které přicházejí v úvahu, jsou termické procesy oxické spalování, termické procesy reduktivní pyrolýza a procesy biologické anaerobní fermentace. Spalování Spalování MKM je relativně jednoduchý proces, ale ve skutečnosti jej nelze doporučit. Hlavním důvodem je vysoký obsah dusíku v organické sušině, který je příčinou vysokých koncentrací dusíku ve spalinách. Teoretická koncentrace oxidů dusíku a síry ve spalinách při přebytku kyslíku 11 % obj. činí: NO 2 26 572 mg Nm -3 SO 2 335 mg Nm -3 Spalovací technologie by musela být vybavena velmi účinným zařízením na odstraňování NOx ze spalin. Společné spalování MKM s jiným palivem nevede k cíli z důvodu znehodnocení popela jako hnojiva. 23

Pyrolýza Při pyrolýze MKM nastávají opět problémy s dusíkem jako v předešlém případě. Při zahřívání MKM za nepřístupu kyslíku dochází k uvolňování dusíku v redukovaných formách, převážně ve formě amoniaku a také ve formě dusíkatých heterocyklických sloučenin. Hlavními produkty pyrolýzy jsou pyrolýzní plyn, dehtový olej, voda a tuhý zbytek koks. Významná část amoniaku se nachází v pyrolýzním plynu, ze kterého se odstraní ve formě uhličitanů při čištění plynu. Výsledky ukazují, že čím vyšší je teplota pyrolýzy, tím více amoniaku přechází do plynu. Kvalita a množství jednotlivých pyrolýzních produktů závisí na teplotě a době zdržení v pyrolýzním reaktoru. Tuhý zbytek je absolutně bezpečný netoxický materiál podobných vlastností jako živočišné uhlí a má mnoho způsobů využití. Díky vysokým sorpčním vlastnostem může se použít jako sorbent při čištění různých kapalin. Obsahuje 40 až 75 % hmot. minerálních látek, především fosfor a vápník ve formě fosforečnanu vápenatého, takže může sloužit také jako výborné hnojivo. Kapalné produkty pyrolýzy vzhledem k jejich chemickému složení (obsahují silně páchnoucí sloučeniny dusíku) se doporučuje spalovat přímo v pyrolýzním procesu a využít je jako zdroj tepla pro vlastní proces pyrolýzy. Distribuce dusíku do pyrolýzních produktů (do plynu, tuhé fáze a kapaliny) v průběhu pyrolýzy ukazuje, že i v případě spálení veškeré produkce kapalných pyrolýzních produktů bude množství oxidů dusíku ve spalinách pouze cca 43 % hodnoty dosahované při přímém spalování MKM. Technologie pyrolýzy se optimalizuje tak, aby vznikalo co nejméně kapalných produktů. Anaerobní fermentace metanizace Anaerobní fermentace se jeví jako nejvíce nadějná metoda zpracování MKM a dalších materiály z kafilérií. Organickou frakci MKM tvoří převážně bílkoviny a tuky, což jsou snadno biologicky rozložitelné substráty s vysokou specifickou produkcí bioplynu. Určitou komplikací může být opět amoniak; jeho koncentrace ve fermentační směsi bude záviset na koncentraci fermentovaného materiálu a může dosahovat až gramových hodnot v litru. Inhibičně až toxicky na metanogenní biomasu působí amoniak v nedisociované formě. Koncentrace nedisociované formy amoniaku závisí na ph a celkové koncentraci amoniaku. Negativní vliv amoniaku je možno omezit úpravou ph a také kofermentací, tj. společnou fermentací MKM se substrátem s nízkým obsahem dusíku. Není pochyb, že metanizace je výhodnou metodou zpracování MKM. Základní otázkou však je, zda dojde také k úplnému rozkladu bílkoviny prionů. S velkou pravděpodobností lze předpokládat, že i zde dojde k úplnému rozkladu. Zatím však chybí jednodušší metoda stanovení prionů v takovéto matrici. Na této problematice pracuje řada laboratoří u nás i v zahraničí; v praxi se prověřují bioanalytické metody vhodné pro stanovení prionů také v kalu po anaerobní stabilizaci MKM. Anaerobní fermentace je metoda, která umožňuje uvedené materiály zpracovat s nízkými energetickými nároky. Její největší výhoda je v tom, že dokonce převádí zpracovávané organické látky na bioplyn, tedy energeticky cennou surovinu. 2.2.6 Aplikace kalů na půdu možné problémy a rizika Na základě nařízení EP a Rady (ES) č. 1774/2002, kterým se stanoví hygienická pravidla, týkající se vedlejších živočišných produktů, lze na výrobu bioplynu použít produkty 3. kategorie a zpracované materiály 2. kategorie (masokostní moučky, kafilerní tuky, další materiály zpracovány ve zpracovatelském závodě podle čl. 13 a 15 zmíněného nařízení metodou 1 ve smyslu přílohy V, kapitoly III). Většina těchto produktů obsahuje hodnotné živiny (zejména dusík = kromě tuků většinou 3 12 % N a fosfor = 3 18 % P), které při anaerobní fermentaci přecházejí z větší části do upravených kalů, využitelných jako organické hnojivo. Z tohoto hlediska je nejvhodnější směsí pro výrobu bioplynu kejda hospodářských zvířat s 15 25 % přídavkem hygienizované kafilerní masokostní kaše, popř. jiným obdobně zpracovaným vedlejším živočišným produktem. Další možnou směsí jsou kaly z ČOV jatek a zpracoven masa a uzenin, obohacené o hygienizované odpady živočišného původu z těchto provozů. Tato směs je ve srovnání s výše uvedenou směsí méně vhodná pro výrobu bioplynu, včetně nižší výtěžnosti plynů, následně také mohou nastat problémy s právními předpisy ve smyslu předpokládaného omezení přidávání bioodpadů do kalů z ČOV. Využití upravených kalů po anaerobní fermentaci jako hnojiva Aplikace kalů se zvýšeným množstvím živočišných bílkovin na půdu přináší problémy a rizika v jejich využívání rostlinami. Základní podmínky pro použití upravených kalů z výroby bioplynu jako hnojiva stanoví zákon č. 156/1998 Sb., o hnojivech, ve znění pozdějších předpisů (poslední novela provedená zákonem č. 317/2004 Sb.). 24

Hnojivo je charakterizováno jako látka obsahující živiny pro výživu kulturních rostlin a lesních dřevin, pro udržení nebo zlepšení půdní úrodnosti a pro příznivé ovlivnění výnosu či kvality produkce (hnojivo je ve smyslu zákona o hnojivech výrobkem, podléhajícím registraci před jeho uvedením do oběhu). Hnojivy a upravenými kaly nesmějí být při jejich používání vnášeny do půdy rizikové prvky nebo rizikové látky, které by mohly narušit vývoj kulturních rostlin, nebo ohrozit potravní řetězec. Odborný dozor při přezkoušení hnojiv, při uvádění hnojiv a statkových hnojiv do oběhu, při jejich skladování a používání, jakož i při používání upravených kalů vykonává Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský (ÚKZÚZ). Zákon o hnojivech předepisuje povinnost evidovat hnojení, přičemž podrobnosti stanoví vyhláška č. 274/1998 Sb., o skladování a způsobu používání hnojiv, která určuje i způsob vedení evidence hnojení. Na základě přílohy č. 3 k vyhlášce č. 474/2000 Sb., o stanovení požadavků na hnojiva, ve znění pozdějších předpisů. Tabulky typů hnojiv je možné upravený kal z výroby bioplynu zařadit jako organické hnojivo typu č. 18.1e s minimálním obsahem 25 % spalitelných látek a 0,6 % celkového dusíku v sušině. Ve smyslu přílohy č. 1 k vyhlášce č. 474/2000 Sb., musí upravený kal splňovat limitní hodnoty rizikových prvků (max. hodnoty v mg/kg sušiny: Cd = 2, Pb = 100, Hg = 1, As = 10, Cr = 100, Cu = 100, Mo = 5, Ni = 50, Zn = 300). V případě použití kejdy může docházet k problémům se splněním limitu u mědi a zejména u zinku (v nyní projednávané novele vyhlášky je limitní hodnota u Zn zvýšena na 400 mg/kg sušiny). V případě použití kalů z ČOV lze předpokládat podstatně větší problémy s uvedenými limity rizikových prvků; u většiny kalů by bylo nutné při aplikaci upraveného kalu po výrobě bioplynu postupovat podle vyhlášky č. 382/2001 Sb., o podmínkách využití upravených kalů na zemědělské půdě, ve znění vyhlášky č. 504/2004 Sb., která je prováděcí vyhláškou zákona č. 185/2001 Sb., o odpadech a o změně některých dalších zákonů, ve znění pozdějších předpisů. Splňuje-li hnojivo požadavky stanovené zákonem č. 156/1998 Sb., o hnojivech, pomocných půdních látkách, pomocných rostlinných přípravcích a substrátech a o agrochemickém zkoušení zemědělských půd (zákon o hnojivech) a odpovídá-li typu uvedenému ve vyhlášce, ÚKZÚZ vydá rozhodnutí o registraci nejpozději do 60 dnů ode dne, kdy mu byla žádost doručena. Neodpovídá-li hnojivo typu uvedenému ve vyhlášce, provede ÚKZÚZ, popř. jiné pověřené pracoviště jeho vlastností biologickými zkouškami a testy. Rozhodnutí o registraci je pak vydáno do 6 měsíců v případě, že nejsou nutné biologické zkoušky a do 18 36 měsíců v případě nutnosti provedení biologických zkoušek ve skleníku (18 měsíců) nebo na poli (36 měsíců). V posledním období provedl ÚKZÚZ vegetační pokusy s aplikací surových kostních a masokostních mouček, které se v půdě velmi pomalu rozkládají (AGRO č. 5/2004 nebo www.ukzuz.cz). Na základě všech dosažených výsledků zkoušek je zřejmý pozitivní vliv ověřovaných mouček na výnos pěstovaných plodin, obsah přístupných živin a organických látek v půdě. Ani v jednom případě se neprokázal negativní vliv na fyzikální vlastnosti půdy, zejména z pohledu vysokého obsahu tuku po aplikaci různých druhů a dávek mouček (např. aplikace masokostní moučky s 18,3 % tuku v dávce 2 t/ha). Přesto při přípravě směsi pro výrobu bioplynu lze doporučit nižší přídavky (okolo 15 %) masokostních kaší s vyšším obsahem tuků a optimalizovat proces anaerobní fermentace mimo jiné také z hlediska rozkladu tuků. Přestože aplikace upraveného kalu z výroby bioplynu jako typového organického hnojiva na půdu není kromě zranitelných oblastí (nařízení vlády č. 103/2003 Sb., o stanovení zranitelných oblastí a o používání a skladování hnojiv...) významně omezena (omezení maximální dávky 30 t ha -1 nejvýše jednou za 3 roky je v navržené novele vyhlášky vypuštěno), lze doporučit zapravení hnojiva do půdy do 24 hod. po aplikaci a zákaz aplikace na půdu určenou k pěstování polních zelenin v roce jejich pěstování a v roce předchozím, při pěstování pícnin, silážní kukuřice a dalších plodin určených ke krmení hospodářských zvířat (např. také u cukrové řepy s využitím chrástu ke krmení). 2.2.7 Souhrn zásad pro zřizování a provoz bioplynových stanic (BPS) Nařízení (ES) č. 1774/2002 Výpis ustanovení pro schválení závodů na výrobu bioplynu z článku 15: 2. Za účelem schválení musí závody na výrobu bioplynu: (a) splňovat požadavky příl. VI kap. II část A; (b) manipulovat s vedlejšími živočišnými produkty a zpracovávat tyto produkty v souladu s příl. VI kap. II část B a C; (c) být kontrolovány příslušným orgánem v souladu s článkem 26. 3. Pokud nejsou dodržovány podmínky, podle kterých bylo schválení uděleno, schválení je neprodleně pozastaveno. Kapitola III, Metoda 1 Zmenšení velikosti částic 1. Pokud je velikost částic vedlejších živočišných produktů, které mají být zpracovány, větší než 50 mm, musí být jejich velikost pomocí vhodného zařízení zmenšena tak, aby po ukončení tohoto procesu nebyly částice větší než 50 mm. Účinnost zařízení musí být denně kontrolována s zjištěný stav zařízení musí být denně 25

zaznamenáván. Pokud kontroly odhalí přítomnost částic větších než 50 mm, musí být proces zastaven a před opětovným započetím procesu musí být provedeny opravy. Čas, teplota a tlak 2. Po zmenšení velikosti částic musí být vedlejší živočišné produkty zahřáty na teplotu v jádře vyšší než 133 C po dobu nejméně 20 minut bez přerušení, při tlaku (absolutním), vytvořeném nasycenou párou, nejméně 3 bary; toto tepelné ošetření může být použito jako jediná metoda, nebo jako fáze sterilizace před zpracováním nebo po zpracování. 3. Toto zpracování může být prováděno v diskontinuálním nebo kontinuálním systému. Výpis zvláštních požadavků pro schválení závodů na výrobu bioplynu z přílohy VI, kapitoly II: A. Prostory (808/2003) 1. Jestliže je závod na výrobu bioplynu umístěn v místě, kde jsou držena hospodářská zvířata, musí být závod umístěn v dostatečné vzdálenosti od prostorů, ve kterých jsou držena zvířata; závod musí být vždy úplně fyzicky oddělen od zvířat, jejich krmiva a podestýlky, v nezbytném případě i oplocením. Závod na výrobu bioplynu musí být vybaven: (a) pasterizační/sanitační jednotkou, kterou není možné obejít, vybavenou: (i) zařízením ke sledování teploty v reálném čase, (ii) záznamovým zařízením ke stálému zaznamenávání výsledků těchto měření, (iii) vhodným bezpečnostním systémem, bránícím nedostatečnému ohřevu; (b) vhodným vybavením k čištění a dezinfekci vozidel a kontejnerů na výjezdu z tohoto závodu na výrobu bioplynu. Avšak pro závody na výrobu bioplynu, které zpracovávají pouze vedlejší živočišné produkty upravené metodou 1, není pasterizační/sanitační jednotka povinná. Dále není pasterizační/sanitační jednotka povinná pro závody na výrobu bioplynu, které zpracovávají pouze materiály 3. kategorie, jež prošly procesem pasterizace/sanitace jinde. B. Hygienické požadavky 4. V závodech na výrobu bioplynu mohou být používány pouze následující vedlejší živočišné produkty: (a) materiály 2. kategorie, zpracované ve zpracovatelském závodě 2. kategorie pomocí metody 1 (808/2003); (b) hnůj a obsah trávicího traktu vyjmutý z trávicího traktu, mléko a mlezivo, podle nařízení (ES) č. 1774/2002; (c) materiály 3. kategorie. 5. Vedlejší živočišné produkty uvedené v článku 4 musí být ošetřeny co nejdříve po dodání. Do ošetření musí být správně skladovány. 6. Nádoby, kontejnery a dopravní prostředky používané k přepravě neošetřených materiálů musí být ve vyhrazeném prostoru očištěny. Tento prostor musí být umístěn a konstruován tak, aby se zabránilo nebezpečí kontaminace ošetřených produktů. 7. Musí být přijata systematická ochranná opatření proti ptákům, hlodavcům, hmyzu a jiným škůdcům. K tomu účelu musí být používán doložený program hubení škůdců. 8. Pro všechny části provozů musí být zavedeny a doloženy čisticí metody. K čištění musí být k dispozici vhodné vybavení a čisticí prostředky. 9. Hygienický dohled musí zahrnovat pravidelné kontroly prostředí a vybavení. Rozvrh a výsledky kontrol musí být doloženy a uchovávány po dobu nejméně dvou let. 10. Vybavení a zařízení musí být udržovány v dobrém stavu a měřicí zařízení musí být v pravidelných intervalech kalibrována. 11. Se zbytky rozkladu se musí manipulovat a musí být skladovány způsobem bránícím rekontaminaci. Normy zpracování: 12. Materiály 3. kategorie, používané jako suroviny v závodě na výrobu bioplynu, vybaveném pasterizační/sanitační jednotkou, musí podléhat následujícím minimálním požadavkům: (a) maximální velikost částic před vstupem do jednotky: 12 mm, (b) minimální teplota všech materiálů v jednotce: 70 C, (c) minimální doba ošetření v jednotce bez přerušení: 60 minut. II. ČSN 75 6415 Plynové hospodářství čistíren odpadních vod Při navrhování, výstavbě a zkoušení budovy BPS se postupuje podle zásad stanovených touto ČSN. Jedná se ve smyslu bodu 4.1.1 zpravidla o tyto stavby a zařízení: uzavřené vyhnívací nádrže s jímáním bioplynu a jejich vybavení, např. míchací zařízení, 26

plynojemy a jejich příslušenství, např. lávky, schody, žebříky, kompresorové stanice podle ČSN 10 5190, zařízení pro čištění, odsiřování, popř. jinou úpravu bioplynu, tlakové nádoby stabilní podle ČSN 69 0010, plynové kotelny podle ČSN 07 0703, zařízení na využití přebytečného bioplynu, např. energetické využití, zařízení na úpravu, stlačování a uskladňování bioplynu, zařízení na spalování zbytkového bioplynu, ostatní prostory, ve kterých je rozvod bioplynu s ovládacím a zabezpečovacím zařízením, měřicí zařízení nebo průmyslové plynové spotřebiče, veškerý rozvod bioplynu, tj. spojovací plynovody, podle ČSN 38 6420 a ČSN EN 1775. 2.3 Nové způsoby v řešení hygienizace a v úpravě rozměrů BRO Biologicky rozložitelné odpady musí před jejich bioplynovým zpracováním projít úpravou ve smyslu požadavků Přílohy VI nařízení ES 1774/2002, tj. musí být pasterizovány a jejich velikost upravena. Parametry hygienického zabezpečení metodou 1 mohou být splněny jen tradičním autoklávem, kde lze docílit tlaku 3 bary při 133 C po dobu 20 min. Taková zařízení jsou běžně užívána v kafileriích. Pokud je nezbytné BRO takto hygienizovat, je účelné službu využívat. Pro využití u BPS zpracovávajících kejdu hospodářských zvířat se předpokládá především hygienizace jatečných odpadů, tedy materiálů kategorie 3, základní teplotou 70 C po dobu 60 min. U dalších doplňkových materiálů pro obohacení směsi pro výrobu bioplynu (např. masokostní moučka, piliny) není hygienizace požadována. Zůstává zde pouze požadavek na úpravu velikosti částic těchto materiálů. Předpokládaný požadavek na výkon linky na hygienizaci a úpravu biologicky rozložitelných odpadů Při velikosti reaktorů BPS 2 000 až 8 000 m 3 lze předpokládat denní vsádku směsi pro výrobu bioplynu 83 až 330 m 3. Při maximálně 30 % biologicky rozložitelných odpadů ve vsádce je potřeba 3 až 6 m 3 hod -1 výkonu linky s tím, že u menších kapacit se předpokládá provoz linky 8 hod, tj. jedna směna, u velkých kapacit až 16 hod, tj. dvě směny. Předpokládané základní zařízení na hygienizaci a úpravu rozměrů biologicky rozložitelných odpadů na maximální velikost 12 mm: Na trhu jsou k dostání zařízení několika konstrukcí. V následujícím textu jsou uvedena od nejjednodušších až po maximální. Volba závisí od množství a charakteru konkrétního BRO. Pro zakrácení delších vláken rostlinného původu (zbytky slámy, sena, kukuřičných stonků), které by mohly v dalším zařízení působit potíže, lze použít do vstupní jímky ponorná čerpadla s mělnicím zařízením (Flygt, MEZ Nedvědice). Minimální světlost je DN 100. Tam, kde se má přidávat organická hmota v menším množství (např. tráva do 5 %) do tekuté BRO, postačí k úpravě rozměrů zařadit před čerpadlo reaktoru do homogenizační jímky macerátor (dovozce Siwatec). Je to přídavné zařízení s vlastním pohonem. Předřazuje se vřetenovým nebo odstředivým kalovým čerpadlům. Je určeno k rozmělnění pevných částic na velikost 3 5 mm a nakrácení vláknitých příměsí před vstupem do čerpadla. Pro BPS jsou vhodné stroje minimálně s DN 100. Tato zařízení jsou vhodná pro úpravu kejdy ve směsi s trusem nebo slamnatým hnojem či rostlinnými zbytky. Nejrazantnějšími zařízeními jsou nožové drtiče na principu dvou protiběžných nožových disků, často ve spojení s čerpadlem (Boerger.de). Mají výkon od 12 do 320 m 3 hod -1 a lze rozmělnit a dále dopravit směs o sušině 15 až 20 %. Rozmělňovány mohou být zbytky krmiv (řepa, mrkev, brambory) nebo potravinářské odpady (žaludky, svazky střev, kusy tuku, flotáty, kuchyňský odpad apod.). Tato zařízení mohou splnit požadavky na mechanickou předúpravu materiálů kategorie 2 a 3 před hygienizací; pasterizační jednotka s minimální teplotou pasterizace 70 C: Běžná hygienizace BRO kategorie 3 se u BPS pro kapacitu BRO 100 200 m 3 den -1 navrhuje o objemu 3 m 3. Nádrž nebo nádoba může být nerezová nebo smaltovaná, uzavřená, vybavená topným hadem, izolovaná a napojená na řídicí systém, který dokladuje dosažení předepsané teploty (70 C) a výdrž na ní (nejméně 60 min). K hygienizaci musí dojít vždy, nesmí být možnost ji obejít. 27

Kontaktovaní výrobci a dodavatelé zařízení na hygienizaci a úpravu rozměrů biologicky rozložitelných odpadů Hygienizační zařízení Alfa Laval, spol. s r. o., U Nákladového nádraží 6, Praha 3-Žižkov. Jedná se o tepelné spirálové výměníky SW a STS. Hygienizační zařízení Tenza, a. s., Svatopetrská 7, 617 00 Brno. Zařízení na úpravu velikosti BRO K&H KINETIC, a. s., Zlatnická 33, 339 01 Klatovy 1 a AxFlow, s. r. o., U Továren 261, 102 00 Praha 10. Tepelné spirálové výměníky SW a STS Alfa Laval, spol. s r. o. Zařízení TENZA, a. s. Každá pasterizační jednotka je vyráběna podle požadovaných parametrů, tj.: denní požadované kapacity (m 3 /den), reologických vlastností substrátu, nejlépe reprezentační vzorek (sušina, viskozita). Automatický provoz pastéru: plnění a ohřev substrátu, míchání, pasterizace při teplotě 70 C po dobu 60 min. při požadované homogenizaci vsádky: ohřev pastéru je teplou vodou 90 C, zdroj tepla kogenerační jednotka, kotel apod. Časování spojené s ohřevem vsádky je dáno konstrukcí pastéru s jednou hodinou zdržení podle požadavků hygieny. Doporučuje se volit velikost pastéru s provozem na dvou- i třísměnný automatický provoz, a to s ohledem na povahu substrátu, který podléhá změnám. Zařízení na úpravu velikosti BRO K&H KINETIC, a. s. Z řady drtičů i celých linek drcení odpadů pro využití především v ČOV se jeví pro úpravu rozměrů částic BRO především drtiče Macho Monster. Zařízení pro úprvu velikostí BRO firma AxFlow, s. r. o. Kanálové a potrubní drtiče této firmy se jeví pro účely úpravy rozměrů částic BRO jako problematické, neboť jejich kapacita (průtok) začíná od 57 m 3 /hod. Jedná se o drtiče řady A, SB/CB a TR. Dále firma vyrábí a dodává čerpadla membránová, extruzní pístová, hadicová a peristaltická, zubová, odstředivá, vřetenová, s rotačními písty apod. Hygienizace kalů městských ČOV U novějších městských ČOV se ve smyslu ČSN EN 12255-8 provádí hygienizace kalů v rámci jejich kalových hospodářství tzv. vyhřívanou stabilizací kalů. Pro tuto stabilizaci se instalují tepelné výměníky, např. firmy Alfa Laval, spol. s r. o. ČSN EN 12255-8 v čl. 5.4.2.3 předpokládá spolu s kaly možnost zpracování i biologicky rozložitelných odpadů. Před společnou hygienizací je však nutno tyto odpady rozmělnit. ZVVZ, a. s., Milevsko dodává zařízení na hygienizaci a stabilizaci kalů z ČOV, které lze uplatnit i při hygienizaci a stabilizaci BRO. Jedná se o zařízení na termickou hygienizaci kalů metodou aerotherm, nebo procesem pasterizace. TENEZ, a. s., Chotěboř dodává zařízení na hygienizaci kalů ČOV procesem pasterizace. Toto zařízení lze uplatnit i při hygienizaci BRO. Dále dodává beztlaké nádrže a tlakové nádrže, které po doplnění o topné zařízení lze též použít pro hygienizaci BRO. 2.4 Nová řešení reaktorů Základní údaje směs pro výrobu bioplynu: sušina do 12 %, ph 6,5 7,5 teplota v reaktoru: mezofilní 35 42 C, termofilní do 55 C Poznámka: V Rakousku byl použit i dvoustupňový systém s těmito teplotními parametry: 1. stupeň 72 C, 2. stupeň 42 C 1. stupeň tohoto systému by mohl nahradit hygienizační zařízení, pasterizační jednotku. doba zdržení směsi v reaktoru 25 až 30 dní. Doba zdržení je odvislá od teploty směsi: čím vyšší teplota, tím kratší doba zdržení. Nejvýznamnější výrobci a dodavatelé zařízení BPS Vítkovice ENVI, a. s. (ocelové smaltované nádrže), Ruská 2887/101, 706 02 Ostrava-Vítkovice LIPP CZ, s. r. o. (ocelové vinuté nádrže), Myslotínská 1048, 394 44 Pelhřimov 28