Badania BMPGlony i rośliny wodne

Makroglony wyrzucane na plaże (mieszanina) — BMP: 5 badań, średnia ważona 70 m³ CH₄/t s.m.o.

Makroglony wyrzucane na plaże to mieszanina gatunków z piaskiem i solą; w zbiorze są nieobrobione próbki mieszaniny z plaż wyspy Rugia.

CH₄ ≈ 56 % (szacunek)

Opublikowano 22 sierpnia 2021Zaktualizowano 29 października 20263 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. M J Roscoe / Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 2.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona: 70m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres: 27–96m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy: 5badań
Publikacje: 2źródła
Temperatury: 37 °C, 38 °Ctestu

Metan w biogazie

≈53–58% CH₄

Średnia zawartość metanu · ≈ 5,5 kWh/m³ biogazu

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (bogaty w azot (klasyfikacja procesowa)) i wydajności grup związków wg FNR.

Jak liczymy i co oznaczają strefy

Ocena dla biogazowni

brak oceny — ocena redakcji dla biogazowni

Brak oceny: brak suchej masy lub suchej masy organicznej w danych. Ocenę liczymy, gdy znamy suchą masę i suchą masę organiczną materiału.

Ocena redakcji wg metodyki

Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV

Krzywe BMP z 5 badań

Średnia ważona Pojedyncze rekordy

Linie przerywane to przebieg modelowy (kinetyka I rzędu, B(t) = B₀·(1 − e^−kt)); z publikacji pochodzi punkt końcowy. Wszystkie krzywe są modelowe.

Skumulowana produkcja metanu w czasie testu [m³ CH₄/t s.m.o.]. Gruba linia to średnia ważona wszystkich rekordów (70); kropki oznaczają wartości końcowe podane w publikacjach. Wskaż wykres, aby odczytać wartości; kliknij pozycję legendy, aby ukryć lub pokazać rekord.

Rekordy i źródła

Pobierz CSV

Źródło	BMP m³ CH₄/t s.m.o.	Temperatura	Próbka	Krzywa
Dubrovskis i in. (2020) · 1 DOI	27	38 °C · mezofilowy	krasnorosty wyrzucone na brzeg (oryg.: „Red algae, washed ashore (Gulf of Riga)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Dubrovskis i in. (2020) · 2 DOI	46	38 °C · mezofilowy	brunatnice wyrzucone na brzeg Zatoki Ryskiej (oryg.: „Brown algae, washed ashore (Gulf of Riga)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Dubrovskis i in. (2020) · 3 DOI	71	38 °C · mezofilowy	zielenice wyrzucone na brzeg (oryg.: „Green algae, washed ashore (Gulf of Riga)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Barbot i in. (2015) · 1 DOI	87	37 °C · mezofilowy	mieszanina z plaż Rugii (oryg.: „RM untreated (Rugen-Mix beach macroalgae blend, sample U)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Barbot i in. (2015) · 2 DOI	96	37 °C · mezofilowy	mieszanina z plaż Rugii (oryg.: „RM untreated (Rugen-Mix beach macroalgae blend, sample RM-U)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona	70	średnia arytmetyczna 65, SD 29

Właściwości procesowe

sezonowy
zmienny skład
bogaty w siarkę
bogaty w azot
klasyfikacja redakcji

Zalety

Wydajność metanowa w kompendium: mediana 71 (zakres 27–96) m³ CH₄/t s.m.o., 5 rekordów z 2 prac (ważona średnia 70).
Obróbka termokwasowa (0,2 M HCl, 80 °C, 2 h) zwiększyła odzysk metanu o 39%, a kondensat spalin dał +24% (Barbot i in. (2015))
Monofermentacja mieszaniny makroglonów z Rugii okazała się możliwa w trybie ciągłym (mezofilowo i termofilowo) (Barbot i in. (2015))

Wady i ryzyka

Mieszanina makroglonów z Rugii miała niskie C/N i podwyższoną zawartość związków siarki (Barbot i in. (2015))
Poprawa wymagała obróbki termokwasowej (0,2 M HCl albo kondensat spalin, 80 °C przez 2 h) (Barbot i in. (2015))

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

uważaj
substraty: bogaty w siarkę — np. Osad biologiczny z przemysłu celulozowo-papierniczego, Gnojowica świńska, Osad ściekowy komunalny (mieszany, nieokreślony), Obornik i odchody świńskie (stałe), Wywar gorzelniany i winasa (wywar podestylacyjny)
Biomasa miała podwyższoną zawartość związków siarki; wyrzucona na plażę Ulva sp. dawała w kofermentacji 3,5% H2S w biogazie.^[1][2]

Dawkowanie

Źródła nie podają bezpiecznego udziału tego substratu we wsadzie.

Wprowadzaj stopniowo, zaczynając od małej dawki i obserwując proces (np. FOS/TAC, pH, skład gazu).

Wymagania praktyczne

Plażowe wyrzuty Ulva sp. dawały w kofermentacji z gnojowicą świńską biogaz z 3,5% H2S — zaplanować odsiarczanie; model Peu i in. wskazuje C:S co najmniej 40 dla H2S poniżej 2% (Peu i in. (2011); Peu i in. (2012))

Źródła danych procesowych

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Makroglony plażowe (po polsku także kidzina) to biomasa morskich glonów, wyrzucana na brzeg przez wiatr i falowanie. Skład zależy od lokalnych gatunków: w Bałtyku są to m.in. brunatnice, krasnorosty i zielenice. W zbiorze znalazły się próbki mieszaniny z plaż wyspy Rugia, badane bez obróbki wstępnej. Plaże kurortów są regularnie oczyszczane z tego materiału, który zwykle zawiera piasek, muszle i śmieci.

Właściwości istotne dla fermentacji

Biomasa jest bogata w polisacharydy ścian komórkowych oraz w sole mineralne i ma niską suchą masę. Nie zawiera ligniny, ale część gatunków ma złożone polisacharydy sulfonowane, wolniej rozkładane. Główne ryzyka to: piasek, który osadza się w komorze i zużywa urządzenia, zasolenie, hamujące metanogeny, zawartość siarki (siarkowodór) oraz metale ciężkie, w tym kadm, które mogą ograniczać wykorzystanie pofermentu. Rozkładająca się biomasa na plaży traci część łatwo dostępnych składników, więc im dłużej leżała, tym gorszy surowiec.

Jak czytać rozrzut wyników

Próbki z jednej pracy są bliskie, ale nie reprezentują zmienności mieszaniny. Skład makroglonów plażowych różni się między plażami, sezonami i po sztormach, a także zmienia się wraz z czasem leżenia i wymywaniem soli przez deszcz. Znaczenie ma przemycie, wysuszenie, odpiaszczanie i rozdrobnienie, a także temperatura testu i inokulum. Wynik dla mieszaniny z jednego miejsca może znacznie odbiegać od wartości dla innego wybrzeża.

W praktyce biogazowni

Makroglony plażowe są rozważane jako dodatkowy surowiec w regionach nadmorskich, gdzie ich usuwanie jest obowiązkiem zarządców plaż. Warunkiem opłacalności są odpiaszczanie, odsalanie (przemycie) i stały dostęp. Przy pracy z takim materiałem trzeba kontrolować zasolenie, siarkowodór i poziom metali. Kwestie prawne, w tym kwalifikacja biomasy jako odpadu oraz zasady jej pozyskiwania z obszarów nadmorskich, wymagają potwierdzenia u właściwych organów.

Dla porównania z uprawianymi glonami surowiec plażowy jest dostępny bezpłatnie, ale jego jakość jest znacznie mniej przewidywalna. To tłumaczy, dlaczego wyniki z literatury trzeba traktować ostrożnie przy planowaniu nowej instalacji.

Metodyka w skrócie

BMP to ilość metanu uzyskana z suchej masy organicznej (s.m.o., ang. VS) w teście okresowym, podawana w m³ CH₄ na tonę s.m.o. (liczbowo tyle samo co NmL CH₄/g VS w publikacjach) i przeliczona na warunki normalne (0 °C, 101,325 kPa). Średnia ważona daje każdej publikacji łączną wagę 1, dzieloną po równo między jej wyniki dla danego substratu — praca z dwudziestoma odmianami nie przeważa pracy z jedną próbką. W programach międzylaboratoryjnych jednostką jest laboratorium (łączna waga 1), a w jego obrębie waga testu rośnie z liczbą butelek (powtórzeń). Wyniki po obróbce wstępnej (np. termicznej, chemicznej, enzymatycznej) pokazujemy osobno i nie wliczamy ich do średniej.

Linie ciągłe to krzywe zmierzone w testach. Gdy publikacja podaje tylko wynik końcowy, rysujemy przebieg modelowy kinetyki pierwszego rzędu, B(t) = B₀·(1 − e^−kt): z publikacji pochodzi wyłącznie punkt końcowy, a kształt krzywej służy jedynie wizualizacji — nie odczytuj z niego produkcji w konkretnym dniu. Dla tego substratu przyjęto k = 0,102 d⁻¹ (mediana z: stałe k podane w źródłach: Chynoweth i in. (1993): 16× (mediana 0.102 d⁻¹)).

Statystyki opisują rozrzut opublikowanych wyników — to zestawienie opisowe, a nie metaanaliza ani gwarancja uzysku w instalacji.

Pełna metodyka i zasady korekt

Bibliografia

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.