Potencjał produkcji biogazu z odpadów we wrocławskim Ogrodzie Zoologicznym

• Autorzy: Dębska A. , Koziołek S. , Bieniek J. , Białowiec A.

Warianty tytułu

EN

The Biogas Production Potential from Wrocław Zoological Garden

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono uwarunkowania funkcjonalne wrocławskiego Ogrodu Zoologicznego. Został przedstawiony obecny sposób zagospodarowania wytwarzanych bioodpadów, który nastawiony jest na przekazanie odpadów zewnętrznym podmiotom, lub też zagospodarowanie części bioodpadów na miejscu, w najprostszy możliwy technicznie sposób – niekontrolowane kompostowanie w pryzmach. W artykule przedstawiono wyniki badań potencjału produkcji biogazu z odchodów wybranych zwierząt, pochodzących z Wrocławskiego Ogrodu Zoologicznego. Próbki pochodziły od trzech gatunków zwierząt roślinożernych: słonia, nosorożca i tapira, trzech gatunków zwierząt mięsożernych: lwa, tygrysa, wilka i jednego gatunku zwierząt wszystkożernych: niedźwiedzia. Badaniom poddano także odchody od ptaków egzotycznych. Próbki odchodów poddano analizom właściwości podstawowych: określenie suchej masy i suchej masy organicznej. Analizy wykonano zgodnie z PN-93/Z-5008/02. Biogaz wytwarzano metodą fermentacji metanowej, w warunkach mezofilnych w temperaturze 37,5°C, a czas zatrzymania odchodów w reaktorze HRT mieścił się w zakresie od 35 do 38 dni. Przeprowadzono modelowanie przebiegu produkcji biogazu. Wyznaczono potencjał produkcji biogazu. Zaobserwowano spadek suchej masy w odchodach zwierząt roślinożernych w porównaniu do mięsożernych. Jednakże, odchody tych zwierząt charakteryzowały się wyższą zawartością materii organicznej. Badania wykazały, iż w przeliczeniu na mokrą masę, najwyższym potencjałem produkcji biogazu charakteryzowały się odchody zwierząt roślinożernych, z których średni potencjał produkcji biogazu wyniósł 63,5 d³/kg m.m. Średnia ważona potencjału produkcji biogazu z odchodów zwierzęcych oszacowana została na poziomie 60,4 dm³/kg m.m. Na podstawie danych dostępnych w literaturze oszacowano również potencjał produkcji biogazu z opadów zielonych oraz odpadów gastronomicznych wytwarzanych na terenie WOZ. Przyjmując średnią produkcję biogazu z odchodów zwierzęcych na poziomie 60,4 ³/Mg mokrej masy wsadu, z odpadów zielonych 99 ³/Mg mokrej masy wsadu i odpadów spożywczych na poziomie 73 ³/Mg mokrej masy wsadu wyliczono średnią ważoną produkcję biogazu 74,0 ³/Mg mokrej masy wsadu. Roczna produkcja biogazu wyniesie 59940 ³/rok. Analiza uzyskanych wyników badań wykazała, że skonstruowanie mikrobiogazowni, zasilanej odpadami wytworzonymi na terenie Ogrodu Zoologicznego daje możliwość wyprodukowania 98,4 MWh energii elektrycznej i 590,4 GJ ciepła.

EN

The article presents the functional conditions of Wrocław Zoological Garden. The current way of biowaste utilisation, which is focused on transferring the waste towards outside parties or also managing them in the most simplest way possible (uncontrollable composting in prisms), has been shown. The article shows the results of the biogas production potential from the manure of chosen animals, that come from the Wrocław Zoological Garden. Samples were taken from three chosen herbivores species: An elephant, a rhino and a tapir and from three carnivores species: a lion a tiger and a wolf and on of omnivorous group: a bear. The research also included the manure of exotic birds. Manure samples were tested in terms of basic properties: dry mass and dry organic mass. The analysis was performed according to PN-93/ Z-15008/02. Biogas produced by the methane fermentation in the mesophilic conditions is at 37.5°C and the retention HRT time in the reactor is in the range of 35 to 38 days. The modelling of the biogas production was executed. The decrease in dry matter in the manure of herbivores in comparison to the carnivorous has been found. Excreta of these animals were characterized by higher organic matter content. The research showed that in terms of wet mass, the highest potential for biogas production by the manure of herbivores was characterized, with an average potential of biogas production amounted to 63.5 dm³/kg w.m. The weighted average biogas production potential was estimated at 60.4 dm³/kg w.m. On the basis of the data presented in the literature, the biogas production potential from the organic matter and organic waste was estimated on the area of Wrocław Zoological Garden. Average biogas production from animal manure was to 60.4 m³/Mg w.m., green waste was to 99 m³/Mg w.m. and organic waste was to 73m³/Mg w.m., calculated weighted average biogas production was 74 m³/Mg. w.m. Production biogas will be 59940 m³ for every year. The results of research show, we can receive 98,4 MWh electricity and 590,4 GJ heat, if we build a micro biogas plant.

Słowa kluczowe

PL

odpady organiczne; potencjał produkcji biogazu; ogród zoologiczny

EN

organic wastes; biogas production potential; zoological garden

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2016
• Tom: Tom 18, cz. 1
• Strony: 337--351
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab.

Twórcy

autor

Dębska A.

• Uniwersytet Przyrodniczy, Wrocław

autor

Koziołek S.

• Politechnika Wrocławska

autor

Bieniek J.

• Uniwersytet Przyrodniczy, Wrocław

autor

Białowiec A.

• Uniwersytet Przyrodniczy, Wrocław

Bibliografia

• 1. Białowiec, A., Koziołek, S. (2014). Jak zagospodarować odpady z ogrodów zoologicznych? Przegląd komunalny, 11(278)/2014.
• 2. Czurejno, M., Gaj, K. (2005). Modelowanie gazowego i energetycznego potencjału składowisk odpadów komunalnych. Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów, 39, 3.
• 3. Gaj, K., Cybulska, H. (2002a). Modelowanie emisji biogazu ze składowisk odpadów komunalnych. Część 1. Podstawy modelowania, analiza wybranych modeli i zakresy stosowanych parametrów. Chemia i inżynieria ekologiczna, 9, Nr 1.
• 4. Gaj, K., Cybulska, H. (2002b). Modelowanie emisji biogazu ze składowisk odpadów komunalnych. Część 2. Algorytm obliczeniowy. Chemia i inżynieria ekologiczna, 9, Nr 2-3.
• 5. Klasson, K.T, Nghiem, N.P. (2003). Energy production from Zoo animal wastes. Tennessee: Oak Ridge National laboratory.
• 6. Kusch, S. (2012a). Organic wastes as energy source in zoos. Proceedings, WasteEng 2012 – 4th International Conference on Engineering for Waste and Biomass Valorization, Porto, Portugal, 10-13 Sept 2012, 1399-1404.
• 7. Kusch, S. (2012b). Energy Efficiency of Zoos: An Interdisciplinary Challenge with Special Benefits in Urban Environments. Advanced Research in Scientific Areas, 2012, 1353-1356.
• 8. Kusch, S., Oeschner, H. Jungbluth, T. (2008). Biogas production with horse dung in solidphase digestion systems. Bioresource Technology, 99, 5.
• 9. Norma PN-Z-15008-02:1993, tytuł: Odpady komunalne stałe – Badania właściwości paliwowych – Oznaczanie wilgotności Całkowitej.
• 10. Sidełko, R., Chmielińska-Bernacka, A. (2013). Zastosowanie reaktora kompaktowego do fermentacji metanowej odpadów komunalnych. Rocznik Ochrona Środowiska, 15, 683-693
• 11. Simon, L. (2010). Wie Zoos Energiefressern den Riegen vorschieben. Booklet published by Zoo Osnabrück
• 12. U Agrobiogas. 2007S2010. Europejska inicjatywa instytucji badawczo rozwojowych na rzecz zwiększenia efektywności wykorzystania biogazu. Projekt 6. Programu Ramowego Badań i Rozwoju Unii Europejskiej. http://www.euSagrobiogas.net/index.php

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.