Heiz Schulz Barbara Eder Bioply v praxi Teorie projektováí stavba zaøízeí pøíklady S pøíspìvky Adrease Kriega a Hase Mitterleitera 2004

ökobuch Verlag, Staufe bei Freiburg 1996, 2001 Pùvodí ìmecký titul Biogas-Praxis vydalo akladatelství ökobuch Verlag GmbH, Staufe bei Freiburg/Breisgau (ISBN 3-922964-59-1) Origially published i Germa uder the title Biogas-Praxis by ökobuch Verlag GmbH, Staufe bei Freiburg/Breisgau Návody a doporuèeí v této kize byly shromáždìy s ejlepším vìdomím a v souladu se soudobým stavem techiky Pro jejich praktické použití však ai po autorovi ai po akladatelství elze požadovat žádé záruky Všecha práva a šíøeí vèetì prostøedictvím rozhlasu, televize, fotomechaické reprodukce, zvukových osièù všech druhù, pamìtí zaøízeí a zpracováí dat a pøetisku vybraých pasáží stejì jako právo a pøeklad do jiého jazyka jsou vyhrazea Heiz Schulz Barbara Eder: Bioply v praxi Teorie projektováí stavba zaøízeí pøíklady Tato kiha byla vydáa s podporou Státího fodu životího prostøedí Èeské republiky Veškerá práva vyhrazea Vydalo akladatelství HEL, ul 26 duba 208, 725 27 Ostrava-Plesá 1 èeské vydáí 2004 ISBN 80-86167-21-6

OBSAH 1 ZÁKLADY BIOPLYNOVÉ TECHNIKY 7 1 1 Základy vèera a des 7 1 2 Pro koho pøipadá bioplyová staice v úvahu? 14 2 BIOPLYNOVÝ PROCES 17 2 1 Vzik bioplyu 17 2 2 Výroba a kvalita plyu 21 2 3 Optimalizace procesu 24 2 4 Druh a složeí substrátu 25 3 TECHNOLOGIE VÝROBNÍCH POSTUPÙ 30 3 1 Bioplyové techologie 30 3 2 Kostrukèí typy fermetorù 35 3 3 Stavebí materiály a stavebí techiky pro vyhívací ádrže 36 3 4 Pøípravé a skladovací ádrže, pøímé plìí fermetoru 47 3 5 Potrubí, èerpadla, armatury 48 3 6 Míchadla 52 3 7 Topá zaøízeí a pøíprava tepla pro proces 57 3 8 Kotrolí, mìøicí a ovládací zaøízeí 60 3 9 Odstraòováí tìžkých látek 63 4 SKLADOVÁNÍ, ZPRACOVÁNÍ A ZUŽITKOVÁNÍ PLYNU 65 4 1 Skladováí plyu 65 4 2 Pøíprava a zpracováí plyu 69 4 3 Zužitkováí plyu 73 4 4 Výroba proudu z bioplyu 75 5 ZABEZPEÈOVACÍ TECHNIKA 84 6 VEDLEJŠÍ ÚÈINKY VÝROBY BIOPLYNU 87 7 PØÍPRAVA STAVBY, NÁKLADY A HOSPODÁRNOST 92 7 1 Kocepce bioplyové staice 94 7 2 Dimezováí bioplyové staice 97 7 3 Stavebì techická pøíprava 99 7 4 Projektováí techologie 100 7 5 Výroba bioplyu áklady a výosy 103 7 6 Pøíklady výpoètù pro zjištìí výosù z výroby bioplyu 111 8 KOFERMENTACE ORGANICKÝCH ODPADÙ 116 8 1 Poteciál zužitkovatelých odpadù 117 8 2 Kofermetace v zemìdìlství 118 3

8 3 Aspekty biologického procesu 121 8 4 Zákoy a schvalovací øízeí 123 8 5 Likvidace odpadù 126 8 6 Literatura a pramey 127 9 HYGIENIZAÈNÍ ÚÈINKY BIOPLYNOVÝCH STANIC 129 9 1 Požadavky a hygieizaèí pùsobeí bioplyové staice 130 9 2 Hygieizaèí výko bioplyového procesu 131 9 3 Výsledky pokusù a zkušeosti z praxe v oblasti hygieizaèího výkou 133 9 4 Shrutí 134 9 5 Literatura a pramey 134 10TYPICKÉ PØÍKLADY Z PRAXE 136 11 POHLED DO ZAHRANIÈÍ 148 12 ADRESY 153 12 1 Vìda a výzkum 153 12 2 Svazy, spolky, skupiy a porady 154 12 3 Sdružeí provozovatelù 155 12 4 Poradeská pracovištì v evropských zemích 155 12 5 Poradeství v oboru Bioply v rozvojových zemích 156 13 LITERATURA 157 REJSTØÍK 161 4

PØEDMLUVA V posledích letech výrazì stoupá zájem o techologii bioplyu To se projevuje eje rostoucím poètem projektovaých a budovaých bioplyových staic, ýbrž i velkým zájmem moha zemìdìlcù, obcí, firem, politikù a soukromých osob o vývoj v této oblasti Také lidé odpovìdí za hospodaøeí s eergií des již a decetralizovaou výrobu proudu z bioplyu epohlížejí tak skepticky jako døíve Pro potraviáøský prùmysl a gastroomii, velkokapacití kuchyì, katýy a odpadové hospodáøství abízí bioplyová techologie možost zlikvidovat orgaické zbytky a odpady, jichž stále pøibývá, eákladou cestou v zemìdìlských zaøízeích A jelikož tato techologie je ekologicky výhodá také pro zpracováí kejdy a hoje (apø se síží zatížeí pachem), oceòují ji stále více i lidé mimo zemìdìlství Pro samoté zemìdìlce má techologie bioplyu stále vìtší výzam z moha dùvodù, o ichž v další èásti ještì pojedáme podrobìji Zde ejprve uvádíme dva ejdùležitìjší: využitím bioplyu ve vlastím provozu lze eje ušetøit a ákladech za akupovaou eergii, ale v moha pøípadech mùže zemìdìlská výroba proudu zameat i další zdroj pøíjmu Zároveò získávají a výzamu vedlejší efekty bioplyové techiky; k im áleží pøedevším zmešeí zatížeí pachem kejdy a hoje, sížeí ztrát a živiách, což má za ásledek úsporu a umìlých hojivech, sížeí žíravého úèiku a rostliy pøi vyvážeí bioplyové kejdy, lepší homogeita, a tím i lehèí mícháí, èerpáí a rozdìlováí kejdy V této souvislosti roste potøeba iformací o této staré, a pøesto aktuálí techologii biologického rozkladu bez pøístupu vzduchu Na poradách, semiáøích a studijích cestách k problematice bioplyu je vždy hojá úèast, literatura s tímto tématem je velmi žádaá a odboríci a projektováí a realizaci bioplyových staic se rozhodì eudí Tuto poptávku vyvolaly ásledující skuteèosti: De 14 12 1990 vstoupil v Nìmecku v platost záko o apájeí proudem z obovitelých zdrojù a fiaèích áhradách za teto proud Tím získala a zajímavosti výroba proudu z bioplyu, která zameá lepší využití rozkladem vzikajícího plyu pøedevším v létì Tehdejší výše áhrady 15,4 feiku/kwh (stav v r 1995) se jeví pro oba partery zemìdìlce i eergetické podiky jako pøimìøeá Des jsou k dispozici výkoá, pro bioply uzpùsobeá zaøízeí a výrobu proudu využívající odpadí teplo Bioplyem lze poháìt jak motory pro vývi mechaické síly, tak geerátory proudu ve velkém výkoovém rozsahu od ìkolika málo až po ìkolik stovek kw Naproti tomu pro výkoy øádu megawattù (více ež 1000 kw) je v souèasosti úèelé vyrábìt proud prostøedictvím parích turbogeerátorù využívajících spalováí døeva, slámy a jiých druhù suché biomasy Byly vyviuty zpùsoby, jak postavit bioplyové staice levìjší, z fukèího hlediska bezpeèìjší, a tím i hospodárìjší ež dosud Zde je tøeba uvést pøedevším zásobíkové bioplyové staice s fóliovým víkem, ale také vylepšeá prùtoková a kombiovaá zaøízeí Také u pøíslušých pomocých agregátù (míchadla, topé systémy, èerpadla, øezaèky) astal a trvá pokrok ve vývoji Byly získáy i rozsáhlé praktické zkušeosti s bioplyovými staicemi Díky tomu des již existují odboríci, kteøí zemìdìlcùm mohou pøi pláováí a realizaci zaøízeí poskytout pomoc Od roku 1992 se stále èastìji praktikuje kofermetace, tedy zužitkováí orgaických zbytkù z ezemìdìlských provozù spolu s kejdou a hojem, což je pro zemìdìlce, potraviáøský prùmysl i komuálí hospodáøství velmi zajímavá záležitost Dává ové podìty použití bioplyové techologie a zlepšuje hospodárost provozu zaøízeí Vedlejší efekty výroby bioplyu, jež zlepšují vlastosti kejdy (zmííme je dále), je des možo lépe posoudit, èásteèì dokoce kvatifikovat a pøedevším využít Aaerobí (bez pøístupu vzduchu) zpracováí kejdy v bioplyových staicích pøedstavuje praktickou možost, jak zabráit emisím metau a èpavku bìhem zpracováí a skladováí kejdy 5

a hoje Zemìdìlci provozující bioplyové staice aktivì pøispívají k ochraì životího prostøedí a k vytváøeí image moderího zemìdìlství Brát v potaz kolobìhy živi má des vìtší výzam ež pøed ìkolika lety, zvláštì se zøetelem k dusíku (N2) V bioplyových staicích lze ztrátám dusíku z kejdy a hoje témìø úplì zabráit Tím více je však tøeba sledovat, aby velké ztráty dusíku evzikaly pøi vyvážeí obsahu staic a pole Co dosud chybìlo, je prakticky orietovaá iformaèí publikace, která srozumitelou formou podá vìdecké pozatky i praktické zkušeosti a pøitom zohledí ové vývojové tredy v bioplyové techice v Nìmecku Tato kiha pøedstavuje pokus tuto mezeru zaplit Autor dìkuje spoluautorùm, akladatelství a všem, kteøí ke vziku kihy pøispìli Freisig-Weihestepha, prosiec 1996 Heiz Schulz Pøedmluva ke 2 vydáí Aèkoli od prvího vydáí kihy uplyuly teprve ètyøi roky, mohé se zmìilo Dr Heiz Schulz, který se eúavì agažoval eje pro šíøeí využití bioplyu, ale i pro všechy obovitelé zdroje eergie, zaèátkem roku 1998 zemøel Vzhledem k výzamým zmìám v oboru bioplyu jsme my spoluautoøi pokládali za uté vydat kihu v aktualizovaé podobì Aèkoli jsme se sažili zachovat styl a ducha pùvodího textu dr Schulze, ajdete v kize èeté zmìy Moho detailù, i když techicky zajímavých, jsme vyòali, ebo emìly velké uplatìí Namísto toho uvádíme ové pozatky z oblasti vìdy a výzkumu, techiky a práva Pøíklady zaøízeí byly aktualizováy a rozšíøey podle soudobého stavu techiky V roviì árodí i evropské se politický rámec podmíek pro užíváí a šíøeí bioplyových staic velmi zmìil: zvláští výzam mìl zejméa záko o obovitelých zdrojích eergie spolkové vlády, který vstoupil v platost v r 2000 a který pøiesl patrì ejvìtší zmìu v podpoøe obovitelých zdrojù eergie Koeèì se zde reaguje a fakt, že klesá zásoba fosilích paliv, že jejich používáím se otepluje aše atmosféra, a že je proto ezbytì uté podporovat alterativí zdroje Také liberalizace evropského trhu s elektøiou se projevila a šíøeí bioplyové techiky Patrì každý, kdo se døíve cítil být vydá a milost svému dodavateli proudu, uvítal zrušeí jeho moopolího postaveí Na druhé straì je málokdo pøedvídal, že klesající cey elektrické eergie dramaticky ovliví i hospodárost bioplyových staic Poté co opadla vla útoku a kosubstráty (se všemi jejich klady a zápory), abývá už po ìkolik let a výzamu kofermetace arùstajících surovi, apøíklad kukuøice V oblasti bioplyu se jako stále aktuálí téma jeví hygiea a kofermetace K zajištìí právího rámce bylo vydáo aøízeí o bioodpadu Ukázalo se však, že pro bioplyové staice ho lze užít je v omezeé míøe Moho otázek zde tak adále zùstává otevøeých V Nìmecku je v souèasé dobì provozováo okolo 800 zemìdìlských bioplyových staic, což ás staví a prví místo v Evropì Bioplyová techika zde zdomácìla Poèet výrobcù a projektatù se od prvího vydáí této kihy témìø zdvojásobil Doufáme, že yìjším pøepracováím jsme kize zajistili aktuálost a ìkolik dalších let, a dìkujeme všem, kdož ás podporovali Berried, prosiec 2000 Barbara Eder 6