Badania BMPOsady ściekowe i przemysłowe
Osad wstępny (pierwotny) — BMP: 13 badań, średnia ważona 340 m³ CH₄/t s.m.o.
Osad wstępny (pierwotny) z oczyszczalni ścieków zawiera zawiesiny organiczne i tłuszcze, więc fermentuje lepiej niż osad nadmierny, ale wyniki są bardzo rozproszone.
Fot. MADe / Wikimedia Commons, licencja CC BY 3.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie
- Średnia ważona
- 340m³ CH₄/t s.m.o.
- Zakres
- 175–590m³ CH₄/t s.m.o.
- Rekordy
- 13badań
- Publikacje
- 4źródła
- Temperatury
- 35 °C, 37 °Ctestu
Metan w biogazie
Wysoka zawartość metanu · ≈ 6,3 kWh/m³ biogazu
szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (przewaga węglowodanów (brak cech białka i tłuszczu); bogaty w tłuszcz (klasyfikacja procesowa)) i wydajności grup związków wg FNR.
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.
Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV
Krzywe BMP z 13 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 (340); kropki oznaczają wartości końcowe podane w publikacjach. Wskaż wykres, aby odczytać wartości; kliknij pozycję legendy, aby ukryć lub pokazać rekord.
Pokaż pozostałe rekordy w legendzie (1)
Rekordy i źródła
Pobierz CSV| Źródło | BMP m³ CH₄/t s.m.o. | Temperatura | Próbka | Krzywa |
|---|---|---|---|---|
| Noh i in. (2026) DOI | 303 | 35 °C · mezofilowy | Korea Płd., osad wstępny z oczyszczalni ścieków, BMP 1:1 VS (oryg.: „primary sludge (PS), mono-digestion (R1)”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Catenacci i in. (2019) · 1 DOI | 175 | 35 °C · mezofilowy | (oryg.: „primary sludge”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Catenacci i in. (2019) · 2 DOI | 177 | 35 °C · mezofilowy | (oryg.: „primary sludge”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Catenacci i in. (2019) · 3 DOI | 180 | 35 °C · mezofilowy | (oryg.: „primary sludge”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Catenacci i in. (2019) · 4 DOI | 193 | 35 °C · mezofilowy | (oryg.: „primary sludge”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Catenacci i in. (2019) · 5 DOI | 205 | 35 °C · mezofilowy | (oryg.: „primary sludge”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Catenacci i in. (2019) · 6 DOI | 212 | 35 °C · mezofilowy | (oryg.: „primary sludge”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Catenacci i in. (2019) · 7 DOI | 255 | 35 °C · mezofilowy | (oryg.: „primary sludge”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Catenacci i in. (2019) · 8 DOI | 260 | 35 °C · mezofilowy | (oryg.: „primary sludge”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Catenacci i in. (2019) · 9 DOI | 302 | 35 °C · mezofilowy | (oryg.: „primary sludge”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Catenacci i in. (2019) · 10 DOI | 318 | 35 °C · mezofilowy | (oryg.: „primary sludge”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Chynoweth i in. (1993) DOI | 590 | 35 °C · mezofilowy | (oryg.: „Primary sludge”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Hao i in. (2022) DOI | 239 | 37 °C · mezofilowy | (oryg.: „primary sludge”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Średnia ważona | 340 | średnia arytmetyczna 262, SD 110 | ||
Typowy skład
- Sucha masa (s.m.)
- 11,4% (zakres 11,4–11,4)
Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: MY-D); sucha masa: 1 oznaczenie, sucha masa organiczna: 0 oznaczeń. S.m. z jednego oznaczenia – wartość orientacyjna.
Źródła: Hao i in. (2022).
Skład surowca zmienia się między partiami — do obliczeń instalacji użyj analizy własnej próbki. Wartości typowe kalkulator wstawia automatycznie.
Właściwości procesowe
Zalety
- Potencjał metanowy w zbiorze BMP Substraty.pl: średnia ważona 339.9 m³ CH₄/t s.m.o. (SD 110.5; 13 rekordów, 4 źródeł).
- Łatwiej rozkładalny niż osad nadmierny (Appels i in. 2008).
- Dobra baza do kofermentacji z FOG (Davidsson i in. 2008).
Wady i ryzyka
- Tłuszcze w nadmiarze -> LCFA i pienienie (Long i in. 2012).
- Piasek osadza się w komorach.
Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać
- dobrze łączyć
substraty: bogaty w tłuszcze — np. Odpady żywności (resztki jedzenia, odpady kuchenne), Fusy kawowe (zużyta kawa), Nasiona słonecznika, Wytłoki z oliwek (pomace, alperujo), Odpady poubojowe (bydło, trzoda, drób)
Tłuszcze z separatorów w osadzie wstępnym dawały wzrost uzysku 9-27% przy 10-30% s.m.o.[1]
Dawkowanie
Brak źródłowego progu dla samego osadu; jako baza dla tłuszczów patrz FOG.
Wprowadzaj stopniowo, zaczynając od małej dawki i obserwując proces (np. FOS/TAC, pH, skład gazu).
Wymagania praktyczne
- Przewidzieć usuwanie piasku i ciężkich zanieczyszczeń: piasek bywa mocno związany z materią organiczną i uwalnia się dopiero w komorze, a osady zmniejszają jej pojemność użytkową, więc potrzebny jest zgarniacz lub spust denny (FNR 2010, rozdz. 3).
Źródła danych procesowych
- Davidsson i in. (2008). Co-digestion of grease trap sludge and sewage sludge. Waste Manag.
- Appels i in. (2008). Principles and potential of the anaerobic digestion of waste-activated sludge. Prog. Energy Combust. Sci.
- Long i in. (2012). Anaerobic co-digestion of fat, oil, and grease (FOG): A review of gas production and process limitations. Process Saf. Environ. Prot.
- FNR (2010). Guía sobre el Biogás – Desde la producción hasta el uso (hiszp. wydanie „Leitfaden Biogas”, GIZ 2013)
Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.
Czym jest i skąd się bierze
Osad wstępny (pierwotny) to frakcja opadająca w osadnikach wstępnych oczyszczalni ścieków, zanim ścieki trafią do części biologicznej. Składa się z zawiesin organicznych pochodzących ze ścieków bytowych i przemysłowych: resztek jedzenia, kału, papieru, tłuszczów i piasku drobnego. Jest zagęszczany i kierowany do komór fermentacyjnych, zwykle razem z osadem nadmiernym. W zbiorze są próbki osadu wstępnego z oczyszczalni, w tym z Korei Południowej, badane w temperaturze mezofilowej.
Właściwości istotne dla fermentacji
Osad wstępny zawiera dużo łatwo rozkładalnych węglowodanów, białek i tłuszczów oraz włókna celulozowe z papieru, ale mniej odpornej biomasy bakteryjnej niż osad nadmierny. Dlatego jego potencjał jest wyższy, a rozkład szybszy. Tłuszcze zwiększają uzysk, lecz w nadmiarze powodują inhibicję LKT i pienienie. Osad zawiera także piasek i zanieczyszczenia mineralne, które osadzają się w komorach. Jego skład zmienia się wraz z jakością ścieków.
Jak czytać rozrzut wyników
Zakres wyników w zbiorze jest bardzo szeroki, bo osad wstępny to materiał zmienny: zależy od stopnia rozcieńczenia ścieków, udziału ścieków przemysłowych, deszczów, czasu zatrzymania w osadniku (dłuższy czas to częściowe rozłożenie) i zagęszczenia. Wpływ mają także przechowywanie, stosunek substratu do inokulum, temperatura i długość testu. Wartości z różnych oczyszczalni nie są wprost porównywalne.
W praktyce biogazowni
Osad wstępny jest fermentowany w komorach oczyszczalni i stanowi najlepszy składnik osadów dla produkcji biogazu. Przy kofermentacji dodaje się do niego odpady spożywcze i tłuszcze, co wymaga kontroli obciążenia. Wymagane są zezwolenia na przyjmowanie odpadów do komór oczyszczalni. Osady ściekowe są odpadami (kod 19 08 05 dla osadów z oczyszczania ścieków komunalnych), a poferment należy zagospodarować zgodnie z obowiązującymi przepisami.
Dla porównania z osadem nadmiernym osad wstępny zawiera mniej bakterii, a więcej materiału, który docierał do oczyszczalni w ściekach, dlatego jego skład zmienia się razem z siecią kanalizacyjną. Wpływa na to zarówno udział odpadów kuchennych w ściekach, jak i obecność ścieków przemysłowych.
Dlatego własny test BMP jest zalecany.
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 = 0,091 d−1 (brak danych kinetycznych dla grupy – przyjęto medianę wszystkich dostępnych stałych k (93 wartości) = 0.091 d⁻¹).
Statystyki opisują rozrzut opublikowanych wyników — to zestawienie opisowe, a nie metaanaliza ani gwarancja uzysku w instalacji.
Wyniki po obróbce wstępnej (3) — poza średnią
| Źródło | BMP m³ CH₄/t s.m.o. | Obróbka | Próbka |
|---|---|---|---|
| Hao i in. (2022) | 189 | chemical | (oryg.: „primary sludge”) |
| Hao i in. (2022) | 174 | chemical | (oryg.: „primary sludge”) |
| Hao i in. (2022) | 150 | chemical | (oryg.: „primary sludge”) |
Bibliografia
- Noh, E.J.; Shin, S.G.; Cheon, J.L.; Ahn, J.H. (2026). Anaerobic Co-digestion of Fish Waste and Primary Sludge: Biochemical Methane Potential and Mixing Ratio. Waste and Biomass Valorization 17(7), 3835–3843. DOI: 10.1007/s12649-025-03344-7 DOI
- Catenacci, A.; Azzellino, A.; Malpei, F. (2019). Development of statistical predictive models for estimating the methane yield of Italian municipal sludges from chemical composition: a preliminary study. Water Science and Technology 79(3), 435–447. DOI: 10.2166/wst.2019.063 DOI
- Chynoweth, D.; Turick, C.; Owens, J.; Jerger, D.; Peck, M. (1993). Biochemical methane potential of biomass and waste feedstocks. Biomass and Bioenergy 5(1), 95–111. DOI: 10.1016/0961-9534(93)90010-2 DOI
- Hao, T.; Liu, Z.; Liang, M.; Liu, X.; Chen, J.; Wu, X.; Varjani, S.; Zan, F. (2022). The effects of sulfite pretreatment on the biodegradability and solubilization of primary sludge: Biochemical methane potential, kinetics, and potential implications. Separation and Purification Technology 297, 121439. DOI: 10.1016/j.seppur.2022.121439 DOI
Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.
Inne substraty z grupy „Osady ściekowe i przemysłowe”
Osad biologiczny z oczyszczalni mleczarskiej — BMP: 2 badania, średnia ważona 293 m³ CH₄/t s.m.o.
293 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 2 badań
negatywny — ocena redakcji dla biogazowni≈66 %
Osad nadmierny (wtórny, czynny) — BMP: 12 badań, średnia ważona 151 m³ CH₄/t s.m.o.
151 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 12 badań
negatywny — ocena redakcji dla biogazowni≈58 %
Odpady masy celulozowej z papierni (pulp residues) — BMP: 2 badania, średnia ważona 346 m³ CH₄/t s.m.o.
346 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 2 badań
≈52 %
Osad biologiczny z przemysłu celulozowo-papierniczego — BMP: 25 badań, średnia ważona 100 m³ CH₄/t s.m.o.
100 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 25 badań
negatywny — ocena redakcji dla biogazowni≈52 %