Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rozwój i potencjał energetyczny biogazu i biometanu

Podgórska Marta, Narloch Piotr

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 2

21--26

PL

W niniejszym artykule przedstawiono system produkcji biogazu, jako efektywnego i zrównoważonego zarządzania odpadami komunalnymi i produkcyjnymi, połączonego z wytwarzaniem biogazu oraz promocją ekologicznej energii. W Polsce sektor biogazu i biometanu jest na etapie transformacji legislacyjnej i technologicznej. Posiada ogromny potencjał, biogaz i biometan są niezbędnym elementem miksu energetycznego i w najbliższych latach mogą być kluczowe dla bezpieczeństwa energetycznego kraju. Pomimo wielu lat przygotowań, potencjału i rozwoju technologii, brakuje programów motywacyjnych i wsparcia. Nadzieję na poprawę sytuacji zapowiada podpisane z końcem listopada tzw. „porozumienie sektorowe”.

EN

This article presents the biogas production system as an effective and sustainable management of municipal and production waste, combined with biogas production and promotion of green energy. In Poland the biogas and biomethane sector are at the stage of legislative and technological transformation. It has enormous potential, biogas and biomethane are an essential part of the energy mix and could be crucial to the country's energy security in the coming years. Despite years of preparation, its potential and technology development, incentive and support programs are lacking. The so-called 'sectoral agreement', signed at the end of November 2021, heralds hope for improvement in the situation.

2

Przegląd metod oczyszczania biogazu do biometanu

Podgórska Magda, Narloch Piotr

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 6

16--23

PL

W artykule przedstawiono jak pogłębiające się zmiany klimatu wpływają na działania ograniczające emisje gazów cieplarnianych. W ciągu ostatnich kilku lat można zaobserwować duże zainteresowanie odnawialnymi źródłami energii, które są alternatywą dla paliw kopalnych. Całkiem niedawno uważano, iż uzdatnianie biogazu jest niepotrzebne i ekonomicznie nieuzasadnione. Pogląd ten uległ zmianie pod wpływem bardzo szybkiego postępu technologii uzdatniania oraz ich upowszechnienia. W niniejszym artykule dokonano przeglądu technologii oczyszczania biogazu do biometanu. Dzięki uzdatnieniu biogaz może zostać zastosowany jako biopaliwo w transporcie lub wprowadzony do dystrybucyjnej sieci gazowej. Takie zastosowanie biometanu może sprawić, że w niedalekiej przyszłości zacznie odgrywać decydującą rolę w bilansie energetycznym.

EN

The article presents how increasing climate change and environmental impact influence the activities to reduce greenhouse gas emissions. In the last few years, there has been a lot of interest in renewable energy sources as an alternative to fossil fuels. Only recently it was thought that biogas treatment was unnecessary and economically unjustified. This view has changed due to the rapid advancement of treatment technologies and their widespread use. This article reviews the technology of biogas purification to biomethane. By treating biogas, it can be used in transport or introduced into the gas distribution network. This application of biomethane can make it play a decisive role in the country's energy balance in the near future.

3

Assessment of the potential for the use of local waste biomass from selected Polish golf courses in the process of anaerobic digestion

Sobol Łukasz, Dyjakon Arkadiusz

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 6

84--90

EN

Mowing grass surfaces is the most energy-consuming activity in the maintenance of golf courses, contributing to GHG emissions. Additionally, as a result of the need to maintain the height of the turf at an appropriate level, a significant amount of biomass residues is generated, which requires proper disposal. The goal of this work concerns the determination of biomass residues resources (grass clippings), obtained after mowing of the six selected golf courses in Poland. Based on own research, the selected golf course was characterized in terms of the area, frequency of mowing as well as management strategy and disposal of mowing residues. Based on the indicators obtained from the literature review, the biomass potential was determined, which was equal to 77.96 MgDM year-1 (± 5.51 MgDM year-1 ) to 150.97 MgDM year-1 (± 6.25 MgDM year-1 ) depending on the golf course. The obtained results and performed calculations indicated that the existing resources allow for the construction of microbiogas plants, fed by grass clippings with the electric power of 9.56 kW to 18.51 kW, which would allow for the production of electricity in the amount of 76.19 MWh year-1 to 147.55 MWh year-1 and heat in the amount of 237.36 GJ year-1 - 459.67 GJ year-1 . In addition, it was shown that the production of electricity and heat exceeds the energy input for mowing golf courses, making a positive energy balance of the process.

PL

Koszenie nawierzchni trawiastych jest najbardziej energochłonnym procesem w pielęgnacji pól golfowych, przyczyniającym się do emisji gazów cieplarnianych. Dodatkowo, w wyniku konieczności zachowania odpowiedniej wysokości murawy, generowana jest znacząca ilość odpadowej biomasy, która wymaga odpowiedniej utylizacji. Problematyka pracy dotyczy wyznaczenia zasobów odpadowej biomasy (ścinek traw) uzyskanych po koszeniu pielęgnacyjnym sześciu wybranych pól golfowych w Polsce. Bazując na własnych badaniach, wybrane pola golfowe zostały scharakteryzowane pod kątem powierzchni, częstotliwości koszenia oraz strategii zarządzani i utylizowania ścinek traw. Na podstawie wskaźników literaturowych, określono potencjał biomasy, który wyniósł od 77.96 MgDM rok-1 (± 5.51 MgDM rok-1 ) do 150.97 MgDM rok-1 (± 6.25 MgDM rok-1 ), w zależności od pola golfowego. Uzyskane wyniki pozwoliły przeprowadzić obliczenia, które wykazały, że dzięki istniejącym zasobom, możliwe jest wybudowanie mikrobiogazownii, zasilanej ścinkami traw o mocy elektrycznej od 9.56 kW do 18.51 kW, co pozwala na produkcję na produkcję energii elektrycznej w ilości 76.19 MWh rok-1 to 147.55 MWh rok-1 oraz ciepła w ilości 237.36 GJ rok-1 - 459.67 GJ rok-1 . Dodatkowo, wykazano, że produkcja energii elektrycznej oraz ciepła przewyższa wkład energii, poniesionej na koszenie, dzięki czemu bilans energetyczny procesu jest dodatni.

4

Jakość biogazu z przetwarzania osadów ściekowych w procesie termicznej hydrolizy i fermentacji : analiza siloksanów

Mukawa Jakub, Rzepecki Tadeusz, Pająk Tadeusz

Przemysł Chemiczny

|

2022

|

T. 101, nr 9

709--713

PL

Przedstawiono podstawową charakterystykę biogazu uzyskanego z fermentacji osadów ściekowych, poprzedzonej procesem termicznej hydrolizy w technologii firmy Cambi, na przykładzie komunalnej oczyszczalni ścieków w Tarnowie. W biogazie stwierdzono występowanie związków krzemoorganicznych oraz duże stężenia lotnych związków organicznych w porównaniu z biogazem pochodzącym z klasycznej fermentacji osadów ściekowych bez procesu termicznej hydrolizy.

EN

Biogas from the wastewater treatment plant in Tarnów, obtained from fermentation of sewage sludge, preceded by thermal hydrolysis (THP), was analyzed for the content of organosilicon compds. and VOCs using GC/MSD. The content of organosilicon compounds and VOCs was significantly higher compared to the biogas obtained from the sludge fermentation process carried out without THP.

5

Analysis and assessment of risk in the implementation of a cogeneration installation at a livestock farm

Kostov Konstantin Vasilev

Polityka Energetyczna

|

2022

|

T. 25, z. 3

123--132

EN

The introduction of increasingly strict rules related to the processing and storage of animal waste, the growing demand for energy and the creation of sustainable animal husbandry have led to an increased interest in the production of clean energy from animal waste. The production of biogas and its subsequent burning on the farm is among the most promising technologies. One of the possibilities for the utilization of biogas is through the use of small aggregates for the combined production of electricity and heat energy based on an internal combustion engine. Analysis of such facilities that have been put into operation show that alternative technologies using biogas as fuel are better than conventional options, both from an economic and an environmental point of view. In this sense, however, the introduction of such a technology into operation is always associated with a number of risks, since investments in new technologies are influenced by technical and economic uncertainty. When planning and preparing the plan for the construction of such a biogas facility, the investment costs, technical support and profitability of the project are essential. Introducing critical economic and technical parameters to inform the farmer of all possible investments, operational and unforeseen risks will allow him to accept the challenges and choose the best solution for his farm. In this publication, an analysis and assessment of the risk has been carried out based on the characteristics of the technology – the possible consequences of the risk are also presented. A risk matrix related to the specifics of the object and the technology is proposed, with the help of which, the type of risk is identified. Based on an analysis of the obtained results, a motivated proposal for reducing the risk is made.

PL

Wprowadzenie coraz ostrzejszych zasad związanych z przetwarzaniem i składowaniem odchodów zwierzęcych, rosnące zapotrzebowanie na energię oraz tworzenie zrównoważonej hodowli zwierząt spowodowały wzrost zainteresowania produkcją czystej energii z odchodów zwierzęcych. Produkcja biogazu i jego późniejsze spalanie w gospodarstwie należy do najbardziej obiecujących technologii. Jedną z możliwości wykorzystania biogazu jest wykorzystanie małych agregatów do skojarzonej produkcji energii elektrycznej i cieplnej w oparciu o silnik spalinowy. Analiza takich obiektów oddanych do użytku pokazuje, że alternatywne technologie wykorzystujące biogaz jako paliwo są lepsze od konwencjonalnych, zarówno z ekonomicznego, jak i środowiskowego punktu widzenia. Jednakże wprowadzenie takich technologii do eksploatacji zawsze wiąże się z szeregiem zagrożeń, ponieważ na inwestycje w nowe technologie wpływa niepewność techniczna i ekonomiczna. Przy planowaniu i przygotowaniu planu budowy takich biogazowni istotne są koszty inwestycji, wsparcie techniczne i opłacalność projektu. Przedstawienie rolnikowi krytycznych parametrów ekonomicznych i technicznych informujących go o wszelkich możliwych zagrożeniach inwestycyjnych, operacyjnych i nieprzewidywalnym ryzyku pozwoli mu podjąć wyzwania i wybrać najlepsze rozwiązanie dla swojego gospodarstwa. W publikacji dokonano analizy i oceny ryzyka w oparciu o charakterystykę technologii oraz przedstawiono możliwe konsekwencje tego ryzyka. Proponowana jest macierz ryzyka związana ze specyfiką obiektu i technologią, za pomocą której identyfikowany jest rodzaj ryzyka. Na podstawie analizy uzyskanych wyników formułowana jest umotywowana propozycja ograniczenia ryzyka.

6

Trolejbusy i tramwaje wodne na paliwo gazowe? W Trójmieście eksperci badają potencjał LNG i bioLNG

Klepacz Marlena

Nowa Energia

|

2022

|

nr 1

70--73

PL

W Trójmieście trwają prace nad analizami, które zbadają możliwości wykorzystania skroplonego gazu (LNG) i biogazu (bioLNG), jako alternatywnego źródła energii zasilającego sieci trolejbusowe, jako ekologicznego paliwa dla tramwajów wodnych oraz jako źródła wykorzystania odpadów do produkcji paliwa. Analizy są prowadzone na zlecenie Obszaru Metropolitalnego Gdańsk-Gdynia-Sopot w ramach międzynarodowego projektu Liquid Energy.

7

Wpływ składników wstępnie uzdatnionego biogazu na elementy sieci i instalacji gazowych

Wróblewska Anna

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 11

815--826

PL

Głównym celem niniejszego artykułu jest przedstawienie wpływu składników wstępnie uzdatnionego biogazu na elementy sieci i instalacji gazowych, takie jak np. rury, złączki, armatura, reduktory, oraz na materiały uszczelniające stosowane w połączeniach mechanicznych. W pracy dokonano przeglądu elementów, z których mogą być budowane sieci gazowe, jak i tych występujących w instalacjach gazowych, a następnie zebrano informacje o materiałach, z których wykonywane są elementy liniowe, różnego typu złączki, jak również materiały stosowane do uszczelnienia, w celu określenia zakresu, w jakim należy przeprowadzić ocenę oddziaływania składników biogazu. Biorąc pod uwagę składy biogazu dostępne w literaturze oraz średni skład wstępnie oczyszczonego biogazu rolniczego, dokonano analizy doniesień literaturowych w zakresie możliwych oddziaływań poszczególnych składników na elementy sieci i instalacji gazowych. Przeanalizowano dostępne artykuły naukowe, a także informacje zebrane od producentów poszczególnych elementów, co wykazało, że trudno jest udzielić jednoznacznej odpowiedzi, które składniki biogazu rolniczego i w jakich stężeniach mogą stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa transportu nowego paliwa gazowego. Związane jest to z tym, że prowadzone dotychczas badania i analizy w dużej mierze koncentrowały się jedynie na pojedynczych składnikach lub ewentualnie na mieszaninach jednak o znacznie mniej złożonych składach, niż ma biogaz, stąd też trudno jest ocenić współoddziaływanie jego składników. W pracy określono główne składniki biogazu, które mogą niekorzystnie wpływać na elementy sieci i instalacji gazowych, zwrócono uwagę na ich możliwe wzajemne oddziaływania, a także na fakt, że część prowadzonych badań nie uwzględnia rzeczywistych warunków użytkowania, np. ciśnienia. We wnioskach wskazano również, że aby uzyskać jednoznaczną odpowiedź na pytanie o bezpieczeństwo transportu biogazu lub jego mieszanin, niezbędne jest przeprowadzenie dodatkowych badań.

EN

The main aim of this article is to present the influence of pre-treated biogas components on elements of gas networks and installations, such as pipes, fittings, hardware, reducers and sealing materials used in mechanical connections. The work presents a review of both the elements that can be used to build gas networks and those found in gas installations, then collected information about the materials from which the linear elements are made, various types of couplings as well as the materials used for sealing, in order to determine the scope in which to assess the impact of biogas components. Taking into account the biogas compositions available in the literature and the average composition of pre-treated agricultural biogas, an analysis of literature reports was carried out on the possible impacts of individual components on the elements of gas networks and installations. The available scientific articles and information collected from the producers of individual elements were analyzed, which showed that it is difficult to give an unambiguous answer as to which ingredients of agricultural biogas and in what concentrations may pose a threat to the safety of the transport of the new gas fuel. This is due to the fact that the research and analyzes conducted so far have to a large extent focused only on single components or possibly on mixtures but with much less complex compositions than the composition of biogas, hence it is difficult to assess their interaction. The paper specifies the main components of biogas that may adversely affect the elements of gas networks and installations, emphasizes their possible interactions, as well as the fact that some of the research carried out does not take into account the actual conditions of use, e.g. pressure. It was also indicated in the conclusions that in order to obtain an unambiguous answer to the question about the safety of the transport of biogas or its mixtures, it is necessary to conduct additional tests.

8

Dynamic testing of the efficiency of degassing wells as a means to reduce greenhouse gas emissions from landfills

Hebda Kamil, Kołodziejak Grzegorz

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 9

679--687

EN

The article was written as a continuation of the research on degassing wells in terms of their gas productivity in a landfill. Waste is one of the most serious threats to the environment. The term ‘waste’ means ‘any substance or object which the holder discards, he intends to get rid of, or which he has been required to get rid of’. The European Union, with the aim of ensuring a high quality of life and health of people through effective environmental protection, imposes on Poland very restrictive guidelines in the field of waste management. These guidelines include: waste prevention, preparation for re-use, recycling, other recovery methods, disposal. The waste goes to landfills, where it is collected. Landfills pose a very high threat to the natural environment because they emit pollutants into the atmosphere. The greatest threat is related to the organic matter contained in municipal waste, which during decomposition emits greenhouse gases such as CO2 and CH4. The amount of emitted gas can be reduced by equipping the landfill with a special installation for the production of landfill gas (biogas). Biogas is one of the alternative energy sources that can be used to produce electricity and heat. However, the installation itself is not enough, and the landfill must also be rationally managed to support biogas production. Within the mass of waste, optimal conditions should be created for the methanogenesis process to take place. Compacting or pouring waste into layers of earth may serve as examples. Both of these processes reduce the oxygen content in the stored material. However, the content of the organic fraction in the deposited waste has the most pronounced influence on the production of biogas. The article presents the results of research on the efficiency of degassing wells carried out in one of the active municipal landfills which was established in 2009. Five degassing wells located in different parts of the dump’s canopy were subjected to our measurements.

PL

Artykuł powstał jako kontynuacja badań studni degazacyjnych pod kątem ich produktywności gazowej na składowisku odpadów komunalnych. Odpady są jednym z poważniejszych zagrożeń dla środowiska naturalnego. Pojęcie „odpad” oznacza „każdą substancję lub przedmiot, których posiadacz pozbywa się, zamierza się pozbyć, lub do których pozbycia został zobowiązany”. Unia Europejska, mając na celu zapewnienie wysokiej jakości życia i zdrowia ludzi poprzez skuteczną ochronę środowiska, nakłada na Polskę bardzo restrykcyjne wytyczne w zakresie zagospodarowania odpadów. Na wytyczne te składają się: zapobieganie powstawaniu odpadów, przygotowanie do ponownego użycia, recykling, inne metody odzysku, unieszkodliwienie. Odpady trafiają na składowiska, gdzie są gromadzone. Składowiska odpadów stanowią bardzo duże zagrożenie dla środowiska naturalnego, ponieważ emitują do atmosfery zanieczyszczenia. Największe zagrożenie związane jest z materią organiczną zawartą w odpadach komunalnych, która w trakcie rozkładu emituje do atmosfery gazy cieplarniane, takie jak CO2 i CH4. Można ograniczyć ilość emitowanych gazów poprzez uzbrojenie składowiska w specjalną instalację do produkcji gazu składowiskowego (biogazu). Biogaz jest zaliczany do alternatywnych źródeł energii, które można wykorzystać do produkcji energii elektrycznej i cieplnej. Jednak sama instalacja nie wystarczy, należy również racjonalnie gospodarować składowiskiem w celu wsparcia produkcji biogazu. W masie odpadów należy stworzyć optymalne warunki do zachodzenia procesu metanogenezy. Przykładem może tu być kompaktowanie lub przesypywanie odpadów warstwami ziemi. Oba te procesy prowadzą do obniżenia zawartości tlenu w składowanym materiale. Największy wpływ na wytwarzanie biogazu ma jednak zawartość frakcji organicznej w składowanych odpadach. W artykule przedstawiono wyniki badań wydajności studni degazacyjnych przeprowadzonych na jednym z czynnych składowisk odpadów komunalnych, które powstało w 2009 roku. Pomiary zostały wykonane w pięciu studniach degazacyjnych, które były rozlokowane w różnych częściach czaszy składowiska.

9

Analiza możliwości zasilania certyfikowanych urządzeń gazowych uzdatnionym biogazem rolniczym

Wojtowicz Robert

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 8

608--617

PL

Głównym celem prowadzonych analiz było sprawdzenie, czy dostępne na rynku certyfikowane urządzenia gazowe użytku domowego i komercyjnego (urządzenia wykorzystywane w zakładach gastronomicznych) można zasilać częściowo oczyszczonym biogazem rolniczym lub mieszaniną takiego biogazu z gazem ziemnym wysokometanowym grupy E lub gazem z regazyfikacji LNG. Aby odpowiedzieć na to pytanie, rozważono sytuację, w której biogaz rolniczy zostanie wstępnie oczyszczony z najbardziej niepożądanych zanieczyszczeń i docelowo będzie gazem składającym się z metanu (CH4), dwutlenku węgla (CO2) i tlenu (O2). Rozpatrywano cztery różne składy biogazu rolniczego, w których zawartość CH4 zmieniała się od 70% do 85%, natomiast CO2 – od 14,8% do 29,8%. Obliczone parametry energetyczne, a w zasadzie liczbę Wobbego tych biogazów, porównywano następnie z wartościami nominalnej liczby Wobbego gazów ziemnych grup Ln, Ls i Lw, podanymi w polskich przepisach prawnych. Innym rozpatrywanym wariantem było mieszanie częściowo oczyszczonego biogazu rolniczego z gazem ziemnym wysokometanowym grupy E lub gazem z regazyfikacji LNG w takich proporcjach, aby powstałe mieszaniny osiągnęły minimalne wymagania energetyczne dla gazów ziemnych grup Ls, Lw i E oraz minimalne i maksymalne wymagania energetyczne dla gazu ziemnego grupy S (gaz zawierający w swoim składzie CO2 rozprowadzany na Węgrzech). Określono proporcje mieszania tych gazów, podano potencjalne składy powstałych mieszanin, ich parametry energetyczne oraz ciśnienia zasilania urządzeń końcowych spalających te mieszaniny. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń podano, które kategorie urządzeń można potencjalnie wykorzystać do zasilania ich bądź to częściowo oczyszczonym biogazem, bądź też jego mieszaninami z gazem ziemnym wysokometanowym grupy E lub gazem z regazyfikacji LNG. Opisano również, jakie ewentualne zmiany będą konieczne w takich urządzeniach, aby można je było bezpiecznie użytkować po zmianie gazu.

EN

The main goal of the analyzes was to check whether the certified gas appliances available on the market for domestic and commercial use (catering equipment) can be supplied with partially purified agricultural biogas or mixture of such biogas in combination with group E high-methane natural gas or gas form LNG regasification. To answer this question, a situation in which the agricultural biogas would be pre-treated to remove the most undesirable pollutants and would ultimately be a gas consisting of methane (CH4), carbon dioxide (CO2) and oxygen (O2) was considered. Four different compositions of agricultural biogas were considered in which content of methane varied from 70% to 85% and carbon dioxide from 14.8% to 29.8%. The calculated energy parameters (Wobbe index) of these biogases were then compared with the nominal Wobbe index for natural gases of Ln, Ls and Lw groups set out in Polish legislation. Another option considered was to mix partially purified agricultural biogas with group E high-methane natural gas or gas from LNG regasification, in such proportions that the resulting mixtures would meet the minimum energy requirements for natural gases from the Ls, Lw and E groups as well as the minimum and maximum energy requirements for natural gas S group (a gas containing carbon dioxide distributed in Hungary). The mixing proportions of these gases were determined, the potential compositions of the resulting mixtures, their energy parameters and the supply pressures of the end devices burning these mixtures were given. Based on the calculations performed, the categories of devices that could potentially be supplied with either partially purified biogas or its mixtures with group E high-methane natural gas or gas from LNG regasification were indicated. The article also describes what, if any, modifications will be necessary to such devices to make them safe to use after the gas change.

10

Analiza IR biogazu pochodzącego z przeróbki odpadów gorzelnianych

Wieczorek Agnieszka

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 8

630--636

PL

Technika spektrometrii w podczerwieni (IR) stosowana jest do identyfikacji substancji organicznych, polimerowych i w niektórych przypadkach materiałów nieorganicznych. Zgodnie z tezą, że era paliw kopalnych powoli zbliża się do końca, zaistniała konieczność szukania i testowania alternatywnych źródeł energii. Gaz ziemny zawierający metan stanowi źródło energii wytwarzające duże ilości gazów cieplarnianych. Magazynowanie i wytwarzanie energii z paliw takich jak biogaz stanowi jedno z wielu innowacyjnych podejść podczas produkcji w zamkniętych, neutralnych pod względem CO2 obiegach (biogazownie). Technologie służące do wytwarzania biogazu i wykorzystujące biogaz kwalifikują się do otrzymania dofinansowania wspierającego rozwój OZE. Biogaz jest uważany za odnawialne źródło energii, obieg węgla w cyklu produkcji jego surowców i zużycia jest zamknięty i nie wiąże się z emisją netto dwutlenku węgla. Spektrometry IR pracujące zarówno w zakresie średniej, jak i bliskiej podczerwieni dają możliwości analizy chemicznej i materiałowej z dużą czułością i dokładnością, przez co mogą być szeroko stosowane w monitorowaniu środowiska lub do kontrolowania prowadzonych procesów technologicznych. W artykule opisano analizę próbek biogazu za pomocą spektrometrii w podczerwieni z transformacją Fouriera z zastosowaniem kuwety gazowej o regulowanej drodze optycznej. Badane próbki pochodzą z przerobu odpadów gorzelnianych. Przedstawiono analizę próbek gazów wzorcowych będących głównymi składnikami biogazu oraz dokonano porównania otrzymanych widm IR z widmami rzeczywistych próbek biogazu. Podjęto próbę określenia możliwości użycia tej techniki do wykrywania zanieczyszczeń, takich jak obecność gazowego amoniaku. Przeprowadzone badania potwierdziły możliwości analityczne badania głównych składników biogazu. Zawartość substancji będących zanieczyszczeniami biogazu może okazać się za niska do ich oznaczenia w przypadku ich śladowych ilości, wtedy spektrometria IR może okazać się niewystarczająca m.in. do oceny skuteczności prowadzonych procesów oczyszczania biogazu, dlatego należy ją stosować w połączeniu z analizą GC.

EN

The infrared (IR) spectrometry technique is used to identify organic substances, polymers and, in some cases, inorganic materials. In line with the thesis that the era of fossil fuels is slowly coming to an end, there has been a need to search for and test alternative energy sources. Natural gas containing methane is an energy source that produces large amounts of greenhouse gases. Storing and producing energy from fuels such as biogas is one of the many innovative production approaches in closed, CO2-neutral circuits (biogas plants). Technologies for the production and use of biogas are eligible for funding supporting the development of renewable energy sources. Biogas is considered to be a renewable energy source, the carbon cycle in its raw material production and consumption is closed, with zero net carbon emissions. IR spectrometers operating both in the mid-infrared and near-infrared range provide the possibility of chemical and material analysis with high sensitivity and accuracy, therefore they can be widely used in environmental monitoring or to control technological processes. The article describes the analysis of biogas samples by Fourier transform infrared spectrometry with the use of a gas cuvette with adjustable optical path. The tested samples come from the processing of distiller's waste. The paper presents the analysis of standard gas samples, which are the main components of biogas, and compares the obtained IR spectra with the spectra for real biogas samples. An attempt was made to determine the applicability of this technique for the detection of contaminants such as the presence of ammonia gas. The conducted research confirmed the analytical possibilities of examining the main components of biogas. The content of biogas pollutants may turn out to be too low for their determination in the case of trace amounts, and in such a case the IR spectrometry may turn out to be insufficient, e.g. to assess the effectiveness of biogas purification processes, therefore it should be used in conjunction with the GC analysis.

11

Prospects of biomethane production in Ukraine

Geletukha Georgii

Journal of New Technologies in Environmental Science

|

2022

|

Vol. 6, nr 4

130-133

EN

Prospects and potential for the development of biomethane production in Ukraine are presented. The biomethane potential due to anaerobic digestion from the most prospective feedstock types is estimated as 9.7 billion m3 CH4/year in 2020. The total biomethane production in Ukraine could reach 1.0 billion m3/year in 2030 and 4.5 billion m3/year in 2050.

12

Comparative study of the performance of an internal combustion engine and its emission working on conventional fuel (Diesel) and alternative fuel (Bio-CNG)

Ingawale Shrikant M., Bagi J. S., Nikam L. S.

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2022

|

Vol. 6, No 1

67--76

EN

Currently, the world is facing problems regarding environmental pollution due to the combustion of fossil fuels. Generally, the combustion of fossil fuels takes place in the Internal Combustion engine for power or electricity generation. The combustion of fossil fuels emits greenhouse gases that lead to the greenhouse effect. The main symptom of the greenhouse effect is increased earth surface temperature. Also, the resources of fossil fuels are depleting rapidly and can take thousands of years to reproduce, so the time has come to go for lesser polluting renewable fuels. In this research, Bio-CNG is considered as an alternative fuel to conventional fuel, i.e. Diesel. The performance test on four-stroke IC Engines working on Bio-CNG and Diesel fuel is conducted simultaneously. The performance parameters such as Brake Power, Indicated Power, Thermal Efficiencies, Mechanical, Volumetric efficiency for both fuels are compared. Along with the performance, the emission is also recorded and compared. The results have shown that Bio-CNG has slightly less performance ability for similar engines working on Diesel fuel. Yet, this study also shows that Bio-CNG possesses the ability to replace the conventional fuel with some engine and exhaust system modifications. The higher calorific value (47000 kJ/kg) and lower or negligible carbon emission make it the best sustainable fuel substitute to conventional fuel, i.e. Diesel.

13

The Biomethanization Gas Purification of Using Chlorophyll-Synthesizing Microalgae

Dyachok Vasil, Venher Liubov, Huhlych Sergij

Journal of Ecological Engineering

|

2022

|

Vol. 23, nr 9

259--264

EN

The paper shows the possibility of using chlorophyll-synthesizing microalgae of Chlorella vulgaris to purify biogas from carbon dioxide (CO2), hydrogen sulfide (H2S) and ammonia (NH3). Experimental dependences of the dynamics of CO2 uptake by microalgae under the action of H2S inhibitor and NH3 activator were presented. A mathematical description of the growth of biomass of microalgae Chlorella vulgaris, depending on the concentration of hydrogen sulfide and ammonia, was obtained. The optimal values of hydrogen sulfide and ammonia concentration for the efficient process of carbon dioxide uptake by chlorophyll-synthesizing microalgae Chlorella vulgaris from biomethanization gas were established.

14

Technological Process of Anaerobic Digestion of Cattle Manure in a Bioenergy Plant

Salkhozhayeva Gaukhar Madykhanovna, Abdiyeva Karlygash Mamytbekovna, Arystanova Sholpan Yescuatovna, Ultanbekova Gulnar Dauletbaevna

Journal of Ecological Engineering

|

2022

|

Vol. 23, nr 7

131--142

EN

Anaerobic digestion consists of the biological decomposition of organic waste under anaerobic conditions by various types of microorganisms. The purpose of this study was to evaluate the effect of the fermentation starter of methanogenic bacteria on the anaerobic digestion of cattle manure in a bioenergy plant. The effect of various methods (physical, microbiological and chemical) on the digestion of cattle manure was studied under mesophilic (35°C) and thermophilic (50°C) modes. The results of the study showed that the content of volatile fatty acids and the pH of the medium was in the optimal range, the yield of methane biogas (CH4) during anaerobic digestion at 35°C was 0.45 m3/kg and at 50°C was 0.58 m3/kg. The data obtained indicate that the thermophilic mode (50°C) of anaerobic digestion of manure effectively affects the yield of methane biogas. Based on anaerobic digestion in mesophilic mode, a fermentation starter of methanogenic cultures adapted to thermophilic conditions was obtained. According to cultural and morphological characteristics, the cultures were assigned to the genera Methanopyrus and Methanococcus. The results of a study on the effect of the fermentation starter of methanogenic bacteria in fermented manure at 50°C showed that with an increase in the dose of the fermentation starter, the methane-forming ability of anaerobic bacteria increased and the process of methane biogas release intensified (from 0.36 m3/kg to 0.79 m3/kg). Besides, the dose of methanogenic fermentation starter based on Methanopyrus and Methanococcus isolates (28 kg) was determined. When the bioenergy plant is launched in thermophilic mode, the release of biogas increases by 2.2 times, and the digestion period decreases to 10 days.

15

Recent Challenges of Biogas Production and its Conversion to Electrical Energy

Syahri Siti Noor Khaleeda Mhd, Abu Hasan Hassimi, Abdullah Siti Rozaimah Sheikh, Othman Ahmad Razi, Abdul Peer Mohamed, Azmy Raja Farzarul Hanim Raja, Muhamad Mohd Hafizuddin

Journal of Ecological Engineering

|

2022

|

Vol. 23, nr 3

251--269

EN

A pressing concern of issues such as climate change has drawn main attention in the world. The burning of fossil fuels by human due to increasing energy demand in various sectors is one of the main factors that influence the climate change. This has resulted in the introduction of many renewable energy sources as alternatives to fossil fuels. Biogas is one type of renewable energy that has numerous advantages. The present review covers the recent challenges of biogas production and its conversion to electrical energy. This includes the substrates used, the operating parameters, and the pre-treatment used, which can be implemented to maximise the biogas yield. The challenges and potential of the generation of electricity from biogas were also discussed in this review. The results obtained in this review emphasise that biogas is a good renewable energy, as it solves multiple problems and at the same brings benefits to human beings in many ways.

16

Impact of Nanoparticles on Biogas Production from Anaerobic Digestion of Sewage Sludge

Heikal Ghada, Shakroum Mohamed, Vranayova Zuzana, Abdo Ahmed

Journal of Ecological Engineering

|

2022

|

Vol. 23, nr 8

222--240

EN

Since anaerobic digestion (AD) is the preferred procedure for sludge treatment and disposal, it is constrained by the hydrolysis and acidogenesis stages. Nanomaterials have an impact on the AD process due to their unique properties (large specific surface areas, solubility, adsorption reduction of heavy metals, degradation of organic matter, reduction of hydrogen supplied and catalytic nature) which make them advantageous in many applications due to their effectiveness in improving the AD efficiency. Magnetic Nanoparticles (MNPs) were used in the present study to improve the biogas production. The experiments were divided into two stages to evaluate the effect of adding MNPs to two types of sewage sludge (SS): attached growth process (AG) and activated sludge (AS). The first stage consists of 15 tests divided into three experiments (A, B, and C). Doses of MNPs (20, 50, 100, 200) mg/l were added to all digesters in the same experiment except for one digester (the control). Experiments A, B and C achieved the highest biogas production when 100 mg/l of MNPs was added. They were 1.9, 1.93 and 2.07 times higher than the control for A, B and C respectively. The second stage consists of 12 tests with a pretreatment for some of SS. It was divided into two experiments (D, E), where the chemical pretreatment was applied to experiment D and the thermal pretreatment was applied to experiment E except for the control. For digester D4, which had 100 mg/l of MNPs after a chemical pretreatment at pH = 12, the biogas production increased by 2.2 times higher than the control (D0) and 1.5 times higher than the untreated sludge with the addition of 100 mg/l MNPs (DN). Thermal pretreatment at 100 °C with addition of 100 mg/l MNPs (E4) achieved a biogas yield 2 times higher than the control (E0), and 1.39 times higher than untreated sludge with 100 mg/l MNPs (EN). The previous results indicate that the integration of magnetite can serve as the conductive materials, promoting inherent indirect electron transfer (IET) and direct interspecies electron transfer (DIET) between methanogens and fermentative bacteria which lead to a more energy-efficient route for interspecies electron transfer and methane productivity. This study demonstrated the positive effect of magnetite on organic biodegradation, process stability and methane productivity.

17

Assessment of the Environmental Status of Household’s Pig Farming System, at An Nhon, Binh Dinh Province, Vietnam

Dang M. T., To B. T.

Inżynieria Mineralna

|

2022

|

no. 2

127--133

EN

The livestock industry has played an important role in Vietnam's economic development. In particular, pig farming is the bright spot of the industry, playing a role in ensuring food security across the country. Along with the rapid development of the livestock industry in general and pig farming in particular, environmental problems in livestock production are becoming more and more serious. This study was carried out in Nhon Tan commune, An Nhon district, Binh Dinh province to initially assess the environmental status of pig production at household scale in the area. Nhon Tan commune is a mountainous commune, the terrain is mainly forest and low hills, is a purely agricultural commune, the labor structure is mainly agriculture, with little training, so the application of scientific and technological advances production technology has many limitations. In recent years, pig farming in the area has grown rapidly in both scale and value, contributing 51.97% of GDP, the commune's pig herd ranks first in An Nhon district and third in the world. Binh Dinh province (Economic office, Nhon Tan commune, 2020). The whole commune has 05 villages: Nam Tuong 1, Nam Tuong 2, Nam Tuong 3, Tho Tan Bac and Tho Tan Nam, pig raising is scatteredly distributed in all these 5 villages and most households still follow the form of individual husbandry so the scale is still small and scattered. The investigation and data collection were done in the form of semi-structure interview directly. The survey sample was conducted to meet the data collection, including general information: (1) Number of households raising, number of pigs in the area; (2) livestock scale: less than 10 heads of pigs, from 10 to 50 heads of pigs, more than 50 heads of pigs; (3) time and experience in livestock production, (4) current state of the barn system, (5) livestock production and waste treatment; (6) technical information such as waste classification. By the end of December 2020, the total number of pig-raising households in the area remained 80 households (Economic Department, Nhon Tan commune, 2020), the research team had surveyed on a total of these 80 households. The results show that 59% of households have a number of pigs from 10 to 50 heads, mainly from 6 to 10 years of experience, accounting for 41%. The current status of the barns, 100% of the barn floor in the farms is cement, built 0.5-1m higher than the ground, the roof is 100% covered with corrugated iron, in some barns the roof has the phenomenon of falling down. The disease is clearly acute, rotten, affecting the hygiene of the barn and animal health, especially during the time when swine fever is still present and in the rainy season. In particular, in the process of raising, processing and storing animal feed, countless combinations of waste in solid, liquid and gaseous forms have been generated, 90% of farmers have not controlled and 51% of households have Waste treatment system (Biogas) has not been built to ensure environmental sanitation.

PL

Przemysł hodowlany odegrał ważną rolę w rozwoju gospodarczym Wietnamu. W szczególności hodowla trzody chlewnej jest jasnym punktem branży, odgrywając rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa żywnościowego w całym kraju. Wraz z szybkim rozwojem przemysłu hodowlanego, a w szczególności hodowli trzody chlewnej, problemy środowiskowe w produkcji zwierzęcej stają się coraz poważniejsze. Badanie to przeprowadzono w gminie Nhon Tan w dystrykcie An Nhon w prowincji Binh Dinh w celu wstępnej oceny stanu środowiskowego produkcji trzody chlewnej na skalę gospodarstw domowych na tym obszarze. Gmina Nhon Tan to gmina górzysta, teren to głównie lasy i niskie wzgórza, jest gminą czysto rolniczą, struktura pracy to głównie rolnictwo, poziom wykształcenia pracowników niewysoki, więc zastosowanie technologii produkcji postępu naukowego i technologicznego ma wiele ograniczeń. W ostatnich latach hodowla trzody chlewnej na tym obszarze gwałtownie wzrosła, zarówno pod względem skali, jak i wartości, generując 51,97% PKB, a pogłowie trzody chlewnej gminy zajmuje pierwsze miejsce w dystrykcie An Nhon i trzecie na świecie. Prowincja Binh Dinh (urząd gospodarczy, gmina Nhon Tan, 2020). Cała gmina ma 5 wiosek: Nam Tuong 1, Nam Tuong 2, Nam Tuong 3, Tho Tan Bac i Tho Tan Nam, hodowla trzody chlewnej jest rozproszona we wszystkich pięciu wioskach, a większość gospodarstw domowych nadal prowadzi indywidualną hodowlę, więc skala hodowli jest wciąż mała i rozproszona. Badanie i zbieranie danych przeprowadzono bezpośrednio w formie wywiadu częściowo ustrukturyzowanego. Próba badawcza w celu zebrania danychzostała wytypowana w celu uzyskania ogólnych informacji: (1) liczba gospodarstw hodujących, liczba trzody chlewnej na danym terenie; (2) liczba zwierząt gospodarskich: poniżej 10 sztuk, od 10 do 50 sztuk, powyżej 50 sztuk; (3) czas i doświadczenie w produkcji zwierzęcej, (4) aktualny stan systemu obory, (5) produkcja zwierzęca i utylizacja odpadów; (6) informacje techniczne, takie jak klasyfikacja odpadów. Do końca grudnia 2020 r. łączna liczba gospodarstw domowych zajmujących się hodowlą trzody chlewnej na tym obszarze wynosiła 80 (Departament Ekonomiczny, gmina Nhon Tan, 2020), zespół badawczy przeprowadził ankietę w sumie w tych 80 domach. Wyniki pokazują, że 59% gospodarstw posiada liczbę trzody chlewnej od 10 do 50 sztuk, głównie od 6 do 10 lat doświadczenia, co stanowi 41%. Stan obecny stodół, w 100%gospodarstw posadzka obory jest cementowa, zabudowana 0,5-1m wyżej od gruntu, dach w 100% pokryty blachą falistą, w niektórych oborach występuje zjawisko zapadania się dachu. Odory występujące mają charakter wyraźnie ostry, zgniły, wpływający na higienę obory i zdrowie zwierząt, szczególnie w okresie występowania pomoru świń oraz w porze deszczowej. W szczególności w procesie hodowli, przetwarzania i przechowywania paszy dla zwierząt powstały niezliczone kombinacje odpadów w postaci stałej, płynnej i gazowej, 90% rolników nie kontroluje, a 51% gospodarstw domowych posiada system przetwarzania odpadów (biogaz).

18

Gospodarka osadami ściekowymi w miejskiej oczyszczalni ścieków

Poproch Dominika, Cimochowicz-Rybicka Małgorzata, Górka Justyna, Łuszczek Bartosz

Instal

|

2022

|

nr 10

47--50

PL

W artykule przedstawiono bilans ilościowy osadów ściekowych oraz bilans energetyczny w miejskiej oczyszczalni ścieków Kraków-Płaszów. W wyniku przeprowadzonych analiz wykazano, że 85% osadów poddawanych jest termicznej utylizacji, a pozostała część jest wywożona poza teren oczyszczalni. Popioły po spalaniu osadów są zagospodarowywane przez specjalistyczne firmy zewnętrzne (głównie budowlane). Głównym kierunkiem zagospodarowania biogazu jest wykorzystanie go do produkcji energii elektrycznej i ciepła. Dzięki produkowanej energii możliwe jest 100% pokrycie własnych potrzeb na ciepło i ok. 40 % na energię elektryczną. Dla przedmiotowej oczyszczalni ścieków, w roku 2021, średnia wartość wskaźnika określającego ilość zużytej energii elektrycznej, na 1 m3 ścieków oczyszczonych, wyniosła 0,34 kWh/m3.

EN

The article presents the quantitative balance of sewage sludge and the energy balance at the municipal sewage treatment plant Kraków-Płaszów. As a result of the analyzes, it was shown that 85% of the sludge is subjected to thermal treatment, and the remaining part is transported outside the treatment plant. After burning the sludge, the ashes are managed by specialized external companies (mainly construction ones). The main direction of biogas management is its use for the production of heat and electricity. Thanks to the produced own energy, it is possible to cover 100% of the demand for heat and about 40% for electricity. For the Kraków-Płaszów WWTP, in 2021, the average value of the indicator specifying the amount of electricity consumed, per 1 m3 of treated sewage, was 0.34 kWh/m3.

19

Biogaz jako źródło biometanu – badania procesu rozdziału biogazu metodą adsorpcji zmiennociśnieniowej PSA

Więcław–Solny Lucyna, Krótki Aleksander, Spietz Tomasz

Energetyka

|

2022

|

nr 10

514--520

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z możliwością pozyskania biometanu z biogazu. Przedstawiono charakterystykę sektora biogazowniczego, z uwzględnieniem potencjału produkcyjnego krajowych biogazowni. Przedstawiono wstępne wyniki procesu separacji biometanu metodą adsorpcji zmiennociśnieniowej (z ang. Pressure Swing Adsorption – PSA).

EN

The article presents issues related to the possibility of obtaining biomethane from biogas. The characteristics of the biogas sector are presented, taking into account the production of potential of domestic biogas plants. The paper presents preliminary results of the biomethane separation process using the Pressure Swing Adsorption (PSA) method.

20

Prospects and Potential for Biomethane Production in Ukraine

Geletukha Georgii, Kucheruk Petro, Matveev Yuri

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2022

|

Vol. 23, iss. 4

67--80

EN

Prospects and potential for the development of biomethane production in Ukraine are presented. The biomethane potential due to anaerobic digestion from the most prospective feedstock types is estimated as 9.7 billion m3 CH4/year in 2020. At the level of regions of Ukraine, 60% of the potential for biomethane production is concentrated in all regions of the central part of country (Vinnytsia, Cherkasy, Dnipropetrovsk, Poltava and Kirovohrad regions), two regions of the northern part of Ukraine (Kyiv and Chernihiv regions), one region of the western part of Ukraine (Khmelnytsky region) and one region of the eastern part of Ukraine (Kharkiv region). Comparative analysis of two main renewable gases - biomethane and green hydrogen - has been carried out. It is shown that greatest prospects are associated with combination of biomethane and green hydrogen advantages, which involves the conversion of hydrogen into methane with subsequent supply to distribution or main gas networks. The use of such a scheme will allow in addition to AD potential of biomethane to add 6.8 billion m3/year of synthetic methane, which can be obtained from methanation of CO2 from biomethane plants and green hydrogen.The total biomethane production in Ukraine could reach 1.0 billion m3/year in 2030. It is expected that biomethane could partly be exported to the EU. The rest could be utilized locally for combined heat and electricity generation in CHP units, heating and industry applications and for transportation purpose. In such a way biogas sector could serve the growing demand in sustainable and clean energy from the transport and industry sectors.