Найбільш простим способом використання «сирого» дигестату як органічного добрива чи покращувача ґрунту є його безпосереднє внесення на поля без будь-якої попередньої обробки. Втім, така практика має ряд недоліків та обмежень, а тому не є поширеною.
Біогазові станції, як правило, працюють безперервно протягом року, що обумовлює необхідність накопичення дигестату на періоди між осіннім та весняним внесеннями на поля. Тривале зберігання в негерметичних резервуарах (лагунах) призводить до осідання твердих часток і їх накопичення. Зі збільшенням маси «неперетравлених» органічних речовин при тривалому зберіганні дигестату пропорційно збільшуються викиди парникового газу, метану, в атмосферу (до 5-10% його потенціалу в сировині). Окрім того, враховуючи часто досить високий вміст крупних часток у «сирому» дигестаті, існують технічні обмеження при розподіленні його в ґрунтах, фактично залишаючи місце лише поверхневому розбризкуванню або розливу. При цьому втрачається значна частина легкодоступного азоту для рослин, а також поширюються на значні площі неприємні запахи. Враховуючи це, попередня обробка «сирого» дигестату в більшості випадків є необхідною.
Як правило, першим етапом обробки «сирого» дигестату на більшості біогазових станцій є розділення його на тверду та рідку фракції, переважно в сепараторах шнекового типу. При цьому обʼєм рідкої фракції вдається зменшити на 10-20%, в залежності від виду вхідної сировини та типу сепаратора. Сепарація призводить до утворення двох продуктів з різною функціональністю: 1) твердої фракції із вмістом сухої речовини 20-40%, збагаченої вуглецем та фосфором, та 2) рідкої фракції зі вмістом сухих речовин 1-8%, збагаченої азотом та калієм (рис. 1).
Рисунок 1 – Розподіл основних складових в рідкій та твердій фракціях в результаті сепарації [1]
Таке розділення дозволяє, окрім часткового зменшення необхідного обʼєму резервуарів для зберігання дигестату, знизити викиди метану в атмосферу під час його зберігання, розширити перелік можливих технічних засобів та способів внесення дигестату в ґрунти, а також зробити можливою подальшу обробку як рідкої, так і твердої фракцій.
На більшості діючих біогазових установок, у т.ч. і в Україні, обробка «сирого» дигестату обмежується розділенням на рідку і тверду фракції. Подальша обробка дигестату потребує додаткових витрат, а тому повинна бути обґрунтованою. Можна виділити такі основні мотиватори додаткової обробки рідкої/твердої фракції дигестату:
- необхідність знизити витрати на транспортування дигестату до місця його споживання (досягається шляхом зменшення обʼєму дигестату);
- існуючі обмеження щодо можливості внесення дигестату на поля (недостатня площа власних полів під внесення дигестату, відсутність власних полів, високі вимоги щодо якості дигестату тощо);
- необхідність дотримання норм внесення азоту на 1 га землі (актуалізується при імплементації Україною Нітратної Директиви ЄС 91/676/ЄЕС);
- економічна доцільність виробництва та розміщення на ринку продуктів з дигестату.
Існують 2 базові напрямки обробки рідкої/твердої фракції дигестату, а саме: а) концентрування; б) виділення окремих сполук (Табл. 1).
Таблиця 1 – Методи обробки рідкої/твердої фракцій дигестату
Із застосуванням відомих методів обробки із «сирого» дигестату можна отримати не менше 10 різних похідних продуктів (Табл. 2), включно з рідкою/твердою фракцією, гранулами, отриманими як з твердої, так і з рідкої фракцій, аналогами комерційних синтетичних добрив: сульфат амонію, аміачна вода, магнезій амоній фосфат (струвіт). Під час виробництва таких продуктів споживається електрична/теплова енергія та в ряді випадків – вода, реагенти, флокулянти інші допоміжні матеріали. Збагачення/регулювання похідних продуктів додатковими макро- та мікронутрієнтами може відкрити нові можливості для стандартизації таких добрив та сприятиме їх подальшій комерціалізації.
Таблиця 2 – Основні види похідних продуктів з дигестату (DDP)
[1] Bernhard Drosg et al. Nutrient Recovery by Biogas Digestate Processing / IEA Bioenergy, 2015
Автор: Петро Кучерук – експерт Біоенергетичної асоціації України
Читайте також:
Органічне добриво як ланка рециклінгу поживних речовин
Споживання органічних добрив в Україні
Види органічних добрив, що виробляються в Україні, та їх ринкові ніші