Metodologia Kontakt
Rolka białego papieru toaletowego z rozwiniętym fragmentem na jasnym tle – przykład odpadów papierów higienicznych.

Badania BMPOdpady komunalne, zielone, papier i tekstylia

Papier higieniczny (toaletowy, chusteczki) — BMP: 2 badania, średnia ważona 372 m³ CH₄/t s.m.o.

Papier higieniczny i chusteczki to cienkie włókna celulozowe niemal bez ligniny, które fermentują stosunkowo dobrze i szybko, mimo że są ubogie w azot.

CH₄ ≈ 51 % (szacunek)

Opublikowano Zaktualizowano 3 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Brandon Blinkenberg / Wikimedia Commons, licencja CC BY 2.5, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona
372m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres
359–386m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy
2badania
Publikacje
2źródła
Temperatury
38 °Ctestu

Metan w biogazie

Niska zawartość metanu · ≈ 5,1 kWh/m³ biogazu

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (białko z azotu ogólnego (N 0,1 % s.m. × 6,25)) 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 2 badań

Średnia ważona Pojedyncze rekordy

Krzywe BMP: Papier higieniczny (toaletowy, chusteczki)Skumulowana produkcja metanu w czasie dla 2 rekordów oraz średnia ważona 372 m³ CH₄/t s.m.o.. 2 krzywych to przebiegi modelowe (kinetyka I rzędu).01002003004005000510152025303540czas [d]m³ CH₄/t s.m.o.Li i in. (2020): 359 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Dubrovskis i in. (2019): 386 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)średnia372

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 (372); 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
ŹródłoBMP
m³ CH₄/t s.m.o.		TemperaturaPróbkaKrzywa
Li i in. (2020) DOI359—chusteczki/papier higieniczny (oryg.: „Tissue paper ()”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Dubrovskis i in. (2019) DOI38638 °C · mezofilowypapier toaletowy (oryg.: „Toilet paper”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona372średnia arytmetyczna 372, SD 19

Typowy skład

Sucha masa organiczna (s.m.o.)
99,5 % s.m. (zakres 99,5–99,5)
Azot
0,1 % s.m.
Stosunek C/N
429

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: BCBPD); sucha masa: 0 oznaczeń, sucha masa organiczna: 1 oznaczenie. Brak s.m. w źródłach – kalkulator musi poprosić o wartość. C/N obliczono jako iloraz zawartości C i N (% s.m.) z tego samego źródła.

Źródła: Li i in. (2020).

Skład surowca zmienia się między partiami — do obliczeń instalacji użyj analizy własnej próbki. Wartości typowe kalkulator wstawia automatycznie.

Właściwości procesowe

  • włóknisty
  • bogaty w węgiel
  • ubogi w azot
  • wolny rozkład
  • ubogi w mikroelementy
  • klasyfikacja redakcji

Niska pewność: opis oparty na ogólnych cechach grupy substratów, a nie na badaniach tego materiału. Traktuj go jako wskazówkę do weryfikacji.

Zalety

  • Potencjał metanowy w zbiorze BMP Substraty.pl: średnia ważona 372.4 m³ CH₄/t s.m.o. (SD 19.2; 2 rekordów, 2 źródeł).
  • Papier higieniczny i chusteczki: źródło celulozy, brak ryzyka amoniaku i zakwaszenia (Hendriks i Zeeman 2009).

Wady i ryzyka

  • Chusteczki nawilżane mogą zawierać włókna syntetyczne.

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

Dawkowanie

Brak źródłowego progu.

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

Wymagania praktyczne

  • Rozdrabniać: rozdrobnienie zwiększa powierzchnię dostępną dla rozkładu i przyspiesza go, ale niekoniecznie podnosi końcowy uzysk gazu (FNR 2010, rozdz. 3 „Triturado”).

Źródła danych procesowych

  1. Hagos i in. (2017). Anaerobic co-digestion process for biogas production: progress, challenges and perspectives. Renew. Sustain. Energy Rev.
  2. Weiland (2010). Biogas production: current state and perspectives. Appl. Microbiol. Biotechnol.
  3. Hendriks, Zeeman (2009). Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresour. Technol.
  4. 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

Papier higieniczny (toaletowy, chusteczki, ręczniki papierowe) to wyroby z miękkich, krótkich włókien celulozowych, często z domieszką makulatury. Po użyciu trafia do kanalizacji, gdzie rozpada się na włókna i staje się częścią zawiesin w ściekach, albo do odpadów komunalnych, gdy chodzi o chusteczki i ręczniki. W oczyszczalniach część włókien odbierana jest na kratach i sitach oraz w osadniku wstępnym, więc papier jest ważnym składnikiem węglowym osadu wstępnego. W zbiorze jest kilka rekordów: papier toaletowy oraz chusteczki lub papier higieniczny.

Właściwości istotne dla fermentacji

Papier higieniczny składa się niemal wyłącznie z celulozy i hemiceluloz, a zawartość ligniny jest niska, bo masa była odbielana. Włókna są cienkie i luźno związane, więc ulegają szybciej hydrolizie niż gęsty papier biurowy czy tektura. Materiał jest ubogi w azot i fosfor, co w monofermentacji wymaga uzupełnienia składników odżywczych. Zawartość popiołu jest niska, ale niektóre wyroby zawierają środki zwiększające wytrzymałość na mokro, zapachy lub dodatki pielęgnacyjne, które trudno rozkładają się w fermentorze. Chusteczki nawilżane często zawierają włókna syntetyczne i nie rozkładają się.

Jak czytać rozrzut wyników

Rekordy są zbliżone, ale pochodzą z kilku różnych prac i opisują nieidentyczne materiały. Różnice mogą wynikać z rodzaju papieru (toaletowy, kosmetyczny, ręczniki), proporcji włókien pierwotnych i wtórnych, dodatków oraz stopnia rozdrobnienia. W jednym rekordzie nie podano temperatury. Wpływ mają również inokulum, stosunek substratu do inokulum, dodatki odżywcze i długość testu. Niewielka liczba rekordów nie wyznacza typowego zakresu, a wyniki dla papieru nawilżanego z włóknami syntetycznymi byłyby inne.

W praktyce biogazowni

Papier higieniczny nie jest świadomie dawkowanym substratem, lecz stałym elementem osadów ściekowych, w których wzbogaca frakcję celulozową osadu wstępnego. W biogazowniach przyjmujących odpady higieniczne trzeba oddzielać chusteczki z włóknami syntetycznymi, bo zatykają pompy i mieszadła. Rozdrobnienie ułatwia dozowanie. Papier z odpadów komunalnych jest odpadem (grupa 20), a jego przyjęcie wymaga zezwolenia instalacji. Odpady higieniczne z placówek medycznych podlegają odrębnym zasadom i nie powinny być traktowane jak zwykły papier.

Dla porównania z innymi gatunkami papieru higieniczny jest najłatwiejszy do rozkładu, co dobrze ilustruje, że decydują o tym długość włókien, odbielenie i brak ligniny, a nie sama nazwa materiału. Ze względu na niewielką liczbę rekordów własny test BMP pozostaje najlepszym źródłem informacji o konkretnej partii.

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 = 0,110 d−1 (mediana z: dopasowanie B(t)=B0(1−e^(−kt)) do średnich krzywych mierzonych: Papier biurowy (makulatura) k=0.062 d⁻¹ (R²=0.984, 2 krzywych) | stałe k podane w źródłach: Chynoweth i in. (1993): 2× (mediana 0.115 d⁻¹); Tong i in. (1990): 1× (mediana 0.049 d⁻¹); Nogueira i in. (2026): 1× (mediana 0.225 d⁻¹)).

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

Pełna metodyka i zasady korekt

Bibliografia

  1. Li, W.; Khalid, H.; Amin, F.R.; Zhang, H.; Dai, Z.; Chen, C.; Liu, G. (2020). Biomethane production characteristics, kinetic analysis, and energy potential of different paper wastes in anaerobic digestion. Renewable Energy 157, 1081–1088. DOI: 10.1016/j.renene.2020.04.035 DOI
  2. Dubrovskis, V.; Plume, I.; Straume, I. (2019). Methane production potential from variety of unprinted papers. Engineering for Rural Development. DOI: 10.22616/erdev2019.18.n112 DOI

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.

Inne substraty z grupy „Odpady komunalne, zielone, papier i tekstylia”