SK287581B6 - Spôsob znižovania počtu životaschopných mikrobiálnych organizmov a/alebo priónov prítomných v organickom materiáli, jednotka na výrobu bioplynu a jej použitie - Google Patents

Abstract

Opísaný je spôsob znižovania počtu životaschopných mikrobiálnych organizmov a/alebo priónov prítomných v organickom materiáli, v ktorom sa organický materiál spracováva tlakovým varením s vápnom, potom sa stripuje čpavok a následne sa produkuje bioplyn. Tiež sa opisuje zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu, ktoré navyše produkuje bioplyn na využitie na vykurovanie a výrobu elektrickej energie a použitie tejto jednotky.

Description

Vynález sa týka spôsobu znižovania počtu životaschopných mikrobiálnych mikroorganizmov a/alebo priónov prítomných v organickom materiáli.

Vynález sa ďalej týka jednotky na uskutočňovanie tohoto spôsobu a výroby bioplynu a jej použitia.

Podľa prvého hľadiska sa predmetný vynález týka anaeróbneho vyhní vanie hnojov zvierat, energetických plodín a podobných organických substrátov. Spôsob je schopný rafinovať živiny obsiahnuté vo vyhnívanej biomase na hnojivá majúce komerčnú akosť. Jednotka na oddeľovanie bioplynu a kalu podľa predmetného vynálezu je výhodne integrovaná s operáciami okolo chovu hospodárskych zvierat do celkovej koncepcie, v ktorej sú optimalizované interné a externé výkony pri chove hospodárskych zvierat.

Jedným ďalším hľadiskom vynálezu je možné použitie pri likvidácii odpadu zo zvierat vo forme zvieracích mrcín, odpadu z bitúnkov, mäsovej a kostnej múčky atď. Odpad je rafinovaný v jednotke na hnojivá, ktoré sa používajú na poľnohospodárskom poli. Možný obsah priónov BSE alebo iných priónov sa v celom spôsobe podstatne zredukuje, pokiaľ sa celkom nezlikviduje. Živočíšny produkt sa v tejto koncepcii nepožíva ako krmivo, ale ako hnojivo. Deštrukcia možných BSE priónov v biomase upravovanej v jednotke v kombinácii s použitím rafinovanej biomasy ako hnojiva namiesto krmiva podstatne znižuje, pokiaľ celkom nevylučuje, riziko infikovania zvierat alebo ľudí priónmi BSE alebo ich modifikáciami.

Inertné odpady sa týkajú akostných hľadísk spojených s riadením objektov pre zvieratá a zahŕňajú priemyslovú hygienu, dobré podmienky pre zvieratá, riadenie emisií plynov a prachov a bezpečné potraviny. Externé odpady sa týkajú hlavne výroby energie a riadenia emisií nutrientov a skleníkových plynov do životného prostredia a predaja vysoko kvalitných potravinových produktov, ako aj alternatívneho spôsobu likvidácie mrcín zvierat a podobne.

Doterajší stav techniky

Stripovanie čpavku:

Chémia čpavku je dobre známa a stripovanie čpavku z rôznych kvapalín je dobre známym priemyselným spôsobom, ktorý bol napríklad využitý v cukrovarníctve (Bunert a kol. 1995; Chacuk a kol. 1994; Benito a Cubero 1996) a obcami pri úprave odpadu vyvážaného na skládku (Cheung a kol. 1997). Čpavok môže byť tiež stripovaný z prasačieho kalu spôsobom založeným na rovnakých princípoch ako v priemysle (Liao a kol. 1995).

Základným princípom stripovania čpavku vo veľkom meradle je zvýšenie pH a prevzdušnenie a ohrev odpadovej vody alebo kalu. Často sa používa Ca(OH)₂ alebo CaO, ktorý sa používa na zvýšenie pH. Dajú sa využiť aj iné zásady, ako NaOH alebo KOH. Vápno sa ale používa v priemyselnom meradle napríklad v cementárstve a je preto lacné a ľahko dostupné ako voľne zložený tovar.

Tam, kde sa absorbuje stripovaný čpavok a vyrába sa čpavkový koncentrát, sa často v absorpčnej kolóne požíva kyselina sírová. Kyselina sírová je priemyselný, voľne zložený tovar, a je dostupná v technickej kvalite vhodnej na použitie v absorpčných kolónach, ktoré stripujú čpavok z kalu a iných odpadových vôd (napr. Sacukakol. 1994).

Na základe skúsenosti získanej v cukrovarníctve sa zistilo, že najvhodnejšie hodnoty parametrov sú: teplota 70 °C, pH v rozsahu 10 až 12 a pomer kvapaliny k plynu 1 : 800, účinnosť 96 %.

Zistilo sa, že na stripovanie čpavku z kalu sú optimálne hodnoty parametrov pri nízkej teplote: teplota 22 °C, pH 10 až 12, pomer kvapaliny k plynu 1 : 2000, účinnosť 90 %, prevádzka počas doby 150 h (Liao a kol. 1995).

Odkazy:

Benito G.G. a Cubero M.T.G (1996) Ammonia elimination from beet sugar factory condenste streams by stripping-reabsorbing systém (Zlikvidovanie čpavku z kondendzátových prúdov v repnom cukrovare systémov stripovania a reabsorbovania). Zuckerindustrie 121, 721-726.

Bunert U., Buczys R., Bruhns M. a Buchholz K. (1995) Ammonia striping (Stripovanie čpavku) Zuckerindustrie 120, 960-060.

Chacuk A., Zarzycki R. a Iciek J. (1994) A mathematical model of absorption stripping columns for removal of ammonia from condensates (Matematický model absorpčných a stripovacích kolón na odstránenie čpavku z kondenzátov). Zuckerindustrie 119, 1008-1015.

Cheung K.C., Chu L.M. a Wong M.H. (1997) Ammonia stripping as a pre treatment for landfill leachate (Stripovanie čpavku ako predúprava pre skládkový výluh). Water Air and Soil Pollution 94, 209-221.

Liao, P.H., Chen A. a Lo K.V. (1995) Removal of nitrogen from swine manure wastewaters by ammonia stripping (Odstránenie dusíka z odpadových vôd z prasačieho hnoja stripovaním čpavku). Biotechnology & Applied Microbiology 54, 17-20.

Alkalická a tepelná hydrolýza:

Tepelná predúprava biomasy pred anaeróbnym vyhnívaním je technológia, ktorá je dobre opísaná v literatúre, napr. v Li a Noike (1992). V nedávnych rokoch sa tiež používala tepelná predúprava komunálneho odpadu v komerčnom meradle firmou Cambi AS, Bilingstad, Nórsko.

Wang a kol. (1997a a b) zistil, že tepelná predúprava komunálneho odpadu pri 60 °C a hydraulická zdržná doba 8 dní viedli k zvýšenej výrobe metánu 52,1 %. Podobný výsledok zistil Tanaka a kol. (1997), kombinácia s alkalickou hydrolýzou ale dala najvyššie zvýšenie výťažnosti plynu (200 %). McCarty a kol. uskutočňovali množstvo štúdií, ktoré ukázali, že kombinácia tepelnej a alkalickej hydrolýzy zvyšuje podstatne výťažnosť plynu. Hodnota pH ale musí byť 10 až 12, výhodne 11 alebo vyššia, ak má chemická hydrolýza vyprodukovať podstatne viac plynu.

Výsledky Wanga a kol. (1997) ukazujú, že implicitné hodnoty parametrov na stripovanie čpavku podľa časti 2.1 (hodnota pH 10 až 12, výhodne 11 alebo viac, a teplota okolo 70 °C alebo viac počas týždňa) zvýši výťažnosť plynu.

Odkazy:

Li Y.Y. a Noike T. (1992) Upgrading of anaerobic digestion of waste activated sludge by thermal pretreatment (Zlepšenie anaeróbneho vyhnívania odpadného aktívneho kalu tepelnou predúpravou). Water Science and Technology 26, 3-4.

McCarty P.L., Goselt J.M., Stuckey D.C. a Healy Jr J.B. Heat treatment for increasing methane yield from organic materials (Tepelná úprava na zvýšenie výťažkov metánu z organických materiálov). Stanford University, Califomia 94305, USA.

Tanaka S., Kobayashi T.Kamiyama K. a Bildan M.L.N.S (1997) Effects of thermo chemical pretreatment on the anaerobic digestion of waste activated sludge (Účinky termochemickej predúpravy na anaeróbne vyhnívanie odpadného aktivovaného kalu). Water Science and Technology 35, 209-215.

Wang Q., Noguchi C., Hara Y., Sharon C., Kakimoto K. aKato Y. (1997a) Studies on anaerobic digestion mechanisms: Influence od pre-treatment temperature on biodegradation of waste activated sludge (Štúdia anaeróbnych vyhnívacích mechanizmov: vplyv teploty pri predúprave na biodegradáciu odpadného aktivovaného kalu). Enviromental Tehchnology 18, 999-1008.

Wand Q., Noguchi C.K., Kuninobu M., Hara Y., Kakimoto K. Ogawa H.I. a Kato Y. (1997b) Influence of hydraulic retention tíme on anaerobic digestion of pre-treated sludge (Vplyv hydraulickej zdržnej doby na anaeróbne vyhnívanie predupraveného kalu). Biotechnology techniques 11, 105-108.

Sanitácia

Sanitácia kalu pred dopravou a aplikáciou na poli predstavuje dôležitú stratégiu na zníženie rizika rozširovania zoologických organizmov a veterinárnych vírusov, baktérií a parazitov (napr. Bendixen 1999). Anaeróbne vyhnívanie sa ukázalo byť účinným pri znižovaní počtu zoologických organizmov v kaloch, ale nezlikviduje tieto organizmy (Bendixen 1999; Pagilla a kol. 2000). Použitie CaO na sanitáciu odpadného kalu tiež ukázalo, že vajíčka škrkaviek (Ascaris) a parazitov (Eriksen a kol. 1996) a vírusy sa síce podstatne obmedzia, ale nie celkom (Tumer a Burton 1997).

Odkazy:

Bendixen H.J. Hygienic safety-results of scientific investigation in Denmark (sanitation requirements in Danish biogas plánt (Hygienická bezpečnosť-výsledky vedeckého skúmania v Dánsku (sanitačné požiadavky v dánskych jednotkách na bioplyn)). Hohenheimer Seminár IEA Bioenergy Workshop, marec 1999.

EriksenL., Andreasen P., Ilsoe B., (1996) Inactivation of Ascaris suum eggs during storage in lime treated sewage sludge (Inaktivácia vajíčok škrkaviek Ascaris suum počas skladovania v odpadných kaloch ošetrených vápnom). Water Research 30, 1026-1029.

Pagilla K.R., Kim H. a Cheunbam T. (2000) Aerobic thermophile and anaerobic mesophíle treatment of swine waste (Aeróbny termofilná a anaeróbna mesofilná úprava prasačieho odpadu). Water Research 34, 2747-2753.

Tumer C. a Burton C.H. (1997) Inactivation of viruses in pig slurries: areview (Inaktivácia vírusov v prasačích kaloch- posúdenie). Bioresource technology 61, 9-20.

Pena

Tvorba peny spojená s anaeróbnym vyhnívaním môže predstavovať vážny problém na prevádzku fermentorov. Obchodne je dostupné množstvo látok proti peneniu, ktoré obsahujú rôzne polyméry, rastlinné oleje (napr. repkový olej a rôzne soli (napr. Vardar-Sukan 1998). Polyméry ale môžu spôsobovať ekologické problémy a sú často drahé a neúčinné.

Odkazy:

Vardar-sukan F. (1998) Foaming: consequences, prevention and destruction (Penenie:dôsledky, prevencia a potlačenie). Biotechnology Advances 16, 913-948.

Vločkovanie

Ióny vápnika sú dobre známe ako prostriedok na vločkovanie látok a častíc tým, že sa vytvárajú kalciové mostíky medzi organickými a anorganickými látkami v roztoku alebo suspenzii, čím sa vytvárajú „vločky“ častíc (napr. Sanín a Vesilind 1996). Na tento účel sa použil vápnik na odvodnenie odpadných kalov (Higgins a Novák 1997).

Odkazy:

Higgins M.J. a Novák J.T. (1997). The effects of cat ions on settling and dewatering of activated sludge's: Laboratory results (Účinky katiónov na usadzovanie a odvodňovanie aktivovaných kalov: laboratórne výsledky). Water Enviroment Research 69, 215-224.

Usadzovanie kalov z usadzovacej odstredivky, stripovanie fosforu

Usadzovacie odstredivky sa počas posledných 100 rokov používali na množstvo priemyslových spôsobov.

Medzi poslednými príkladmi požitia usadzovacích odstrediviek je jednotka Novo Nordisk v Kalundborgu, kde sa upravuje všetok odpad z veľkých jednotiek fermentácie inzulínu. Tiež sa odvodňuje komunálny kal pomocou usadzovacích odstrediviek (Alfa Laval AúS). Usadzovacie odstredivky oddeľujú suchú (pevnú) látku od kalu alebo odpadov, zatiaľ čo vodné fázy alebo odpadová voda sa vedie do konvenčnej jednotky čističky odpadových vôd.

Experimenty s odstreďovaním kalu z pestovania dobytka, prasiat a odplyneného kalu ukazujú predovšetkým, že usadzovacie odstredivky môžu bez problémov upravovať všetok hnoj. Tiež sa zistilo, že odstredivky odstraňujú približne 70 % sušiny, 60 až 80 % všetkého fosforu a len 14 % všetkého dusíka z kalu predtým vyhnitého termoelektrickými baktériami (Moller a kol. 1999; Moller 2000a). Zodpovedajúce hodnoty pre surový kal od dobytka a prasiat boli nižšie. Malo by sa poznamenať, že sa z odpadu odstráni len 14 % všetkého dusíka.

Celkové náklady na úpravu boli vypočítané na 5 DKR na 1 m³ kalu pri objeme kalu 20 000 ton alebo viac. Pri niektorých situáciách, keď objem kalu prekročí 20 000 ton, sú usadzovacie odstredivky účinné a lacné nástroje na separáciu sušiny a celkového fosforu z kalu (Moller a kol. 1999).

Za normálnych okolností nie je záujem na úprave kalu v usadzovacej odstredivke, pretože to nie je spojené so žiadnym znížením objemu alebo inými výhodami pre roľníkov. Strata čpavku nasledujúca po rozvezení upraveného kalu na pole môže byť trochu znížená v dôsledku zvýšenej infiltračnej rýchlosti do pôdy (Moller 2000b), ale to ani zďaleka nie je dostatočný podnet pre roľníkov, aby používali usadzovacie odstredivky.

Odkazy:

Moller H.B. (2000a) Opkoncentrering af naeringsstoffer i husdyrgodning med dekantercetrifuge of skruepresse. Notat 12, september 2000, Forskningscenter Bygholm.

Moller H.B. (2000b) Gode resultater med at separere gylle. Maskinbladet 25.august 2000.

Moller H.B., Luind I., and Sommer S.G. (1999) Solid-liquid separation of livestok slurry: Efficiency and cost (Separácia sušiny a kvapaliny u dobytčieho kalu: účinnosť a náklady).

Alfa Laval A/S Gylleseparering. Separeringresultater med decabtercentrifuge.

Zrážanie fosforu

Rozpustený fosfor sa zráža takmer okamžite po pridaní vápnika ako fosforečnanu vápenatého Ca₃(PO₄)₂ (Cheung a kol. 1995).

Odkazy:

Cheung K.C., Chu L.M. a Wong M.H. (1997) Ammonia striping as a pretreatment for landfill leachate (Stripovanie čpavku ako predúprava pre skládkový výluh). Water air and Soil Pollution 94, 209-221.

Zabránenie tvorbe struvitu

Ďalším dôležitým aspektom je, že zrážanie fosforu v kombinácii so stripovaním čpavku zabraňuje vytváraniu struvitu (MgNH₄PO₄). Struvit predstavuje významný pracovný problém v tepelných výmenníkoch, pri doprave rúrkami atď. (Kriiger 1993). Mechanizmus je odstraňovanie fosforu vytváraním CaPo₄, ako aj odstraňovanie čpavku stripovaním. Odstraňovanie fosforu a čpavku zabraňuje vytváraniu struvitu.

Odkaz:

Kriiger (1993) Struvit dannelse i biogasfasllesanheg. Kriiger WasteSystems AS.

Filtrácia odpadovej vody

Systémy na konečnú úpravu a membránovú fdtráciu odpadovej vody boli predkladané v posledných 10 rokoch vo forme napríklad membránových jednotiek (BioScan A/S, Ansager ApS) a jednotiek založených na stlačení pary (Funki A/S, Bjomkjaer Maskinfabrikker A/S). Tieto systémy všeobecne vedú k hrubým nákladom 50 až 100 DKR na lm³ kalu. Jednotky ďalej nie sú schopné upravovať iné typy hnoja, ako prasačí kal (brečku).

Zníženie objemu získaného týmito jednotkami často nie je väčšie ako 50 až 60 %, čo znamená, že aplikácia zvyškov na pole v každom prípade závisí od konvenčných zariadení, tieto jednotky preto nie sú schopné konkurencie kvôli úrovni nákladov alebo obmedzenej redukcii objemu.

Je ale dôležité zvážiť a poznať úroveň nákladov v týchto jednotkách. Tiež je cenné zvážiť použitie energie vo forme elektrickej energie, ktorá vzniká z mechanického stlačenia pary, čo je asi 50 kWh/t upraveného kalu. Znamená to, že membrány za predpokladu, že sa vodná fáza na filtrovanie skladá len zo solí a minimálneho množstva sušiny, ktoré nevytvárajú problémy s vytváraním nánosov upchávaním, môžu byť schopné konkurenčne predstihnúť odparovacie technológie.

Odkazy:

Argman Y. (1984) Single sludge nitrogen removal in an oxidation ditch (Odstránenie dusík z kalu v oxidačnej jame). Water Research 18. 1493-1500.

Blouin M., Bissaillon J. G., Beudet R. a Ishague M. (1988) Aerobic biodegradation of organic matter of swine waste (Aeróbna biodegradácia organických látok v prasacom odpade). Biological Wastes 25, 127-139.

Bouhabila E.H., Aim R.B. aBuisson H. (1998) Micro fíltration of activated sludge using submerged membráne with air bubbling (aplication to wastewater treatment) (Mikrofiltrácia aktivovaného kalu s použitím ponorenej membrány s prebublávaním vzduchu (aplikácia na úpravu odpadovej vody)). Desalination 118, 315-332.

Burton C.H., Sneath R.W., Misselbrook T.H., a Pain B.F. (1998) Joumal of Agricultural Engineering Research 71, 203.

Camarro L., Diaz J.M. aRomeo F. (1996) Final treatments for anaerobically digested piggery effluents (Konečné úpravy pre anaeróbne vyhnité odpady z ošipárne). Biomass and Bioenergy 11, 483-489.

Doyle Y. a de la Noiie J. (1987) Aerobic treatment of swine manure: Physicochemical aspects (Aeróbna úprava prasacieho hnoja: fyzikálno chemické hľadiská) Biological wastes 22, 187-208.

Engelhardt N., Firk W., a Wamken W. (1998) Integration of membráne fíltration into the activated sludge process in municipal wastewater treatment (Integrácia membránovej filtrácie do procesu aktivovaného kalu pri úprave komunálnej odpadovej vody). Water Science and Technology 38,429-436.

Garraway J.L. (1982) Investigations on the aerobic treatment of pig slurry (Šetrenie okolo aeróbnej úpravy prasacieho kalu). Agricultural Wastes 4, 131-142.

Ginnivan M.J. (1983) The effect of aeration on odour and solids of pig slurries (Účinok prevzdušňovania na zápach a pevné látky v prasacích kaloch). Agricultural Wastes 7, 197-207.

Gônenc I.E. aHarremoes P. (1985) Nitrification in rotating disc systems-I.Criteria for transition from oxygen to ammonia rate limitation (Nitrifikácia v rotačných diskových systémoch- I.Kritéria na obmedzenie rýchlosti prechodu z kyslíka na čpavok). Water Research 19, 1119-1127.

Scott J.A., Neilson D.J., Liu W. a Boon P.N. (1998) A dual function membráne bioreactor systém for enhanced aerobic remediation of high-strength industrial waste (Dvojfunkčný membránový bioreaktorový systém pre zvýšenú aeróbnu úpravu veľmi silného priemyslového odpadu). Water Science and Technology 38, 413-420.

Silva C.M., Reeve D.W., Husain H., Rabie H.R. a Woodhouse K.A. (2000) Joumal of Membráne Science 173, 87-98.

Visvanathan C., Yang Β-S., Muttamara S. a Mathanukhraw R. (1997) Appliction of air back flushing in membráne bioreactor (Aplikácia spätného preplachovania vzduchom v membránovom bioreaktore). Water Science and Technology 36, 259-266.

Zaloum R., Coron-Ramstrin A.F., Gehr R. 1(996) Final clarification by integrated fíltration within the activated sludge aeration tank (Finálne vyčerenie integrovanou filtráciou v areačnej nádrži s aktivovaným kalom). Enviromental Technology 17, 1007-1014.

Varenie s vápnom

Tepelná a chemická hydrolýza pri teplotách pod 100 °C a teda tlakoch okolo 0,1 Mpa (1 atm) predstavuje jednu možnosť zvyšovania dostupnosti organických látok na vytváranie bioplynu, ale komplexné karbohydráty, ako je celulóza, hemicelulóza a lignín, nie sú celkom hydrolyzované takouto parou. Vlákna zo slamy, kukurice a iných plodín nie sú týmito úpravami sprístupnené na vytváranie metánu (Bjerre a kol. 1996; Schimdt a Thomsen 1998; Thomsen a Schimdt 1999; Sirohi a Rai 1998). Varenie s alkalickým vápnom pri teplotách mierne nad 100 °C je veľmi vhodné na sprístupnenie týchto substrátov na mikrobiologický rozklad (Curelli a kol.1997; Chang a kol 1997; Chang a kol. 1998).

Keď sa táto úprava použije na celulózové vlákna z cukrovej trstiny narezanej na 0,5 mm (s 4 % CaO, 200 °C a 1,6 MPa (16 barov)), celulóza sa rozpadne na malé organické kyseliny, ako je kyselina mravčia, kyselina octová, kyselina mliečna atď. Vytváranie metánu z upravenej celulózy tak robí až 70 % zo zodpovedajúceho množstva uhlovodíkov ako čistej glukózy (Azzam aNaser 1993). Vo variči s vápnom sa dajú tiež upravovať zelené plodiny, ale pri nižších teplotách. Ukázalo sa, že optimálny výsledok bol dosiahnutý, keď boli vodné hyacinty (Eichhomia crassipes) vystavené pH 11 a 121 °C (Patel a kol. 1993).

Tvorba PAH a látok, ktoré inhibujú metánové baktérie môže nastať pri zvýšených teplotách (Varhegyi a kol.1993; Patel a kol. 1993), ale tento jav nebol pozorovaný pri relatívne miernych teplotách používaných pri varení vápna v porovnaní s pyrolýzou (Azzam akol. 1993). Počas pyrolýzy sú teploty také vysoké, že biomasa dezintegruje priamo na plyny, ako je vodík, metán a oxid uhoľnatý, ale bohužiaľ tiež na PAH a iné nečistoty.

Odkazy:

Azzam A.M. a Naser M.I. (1993) Physicothermochemical pre-treatmens of food processing waste for enhancing anaerobic digestion and biogas fermentation (Fyzicko-termochemické predúpravy odpadu zo spracovania potravín na zvýšenie anaeróbneho vyhnívania abioplynovej fermentácie), Joumal of Envirometanl Science and Engineering 28, 1629-1649.

Bjerre A.B., Olesen A.B., Femquist T., Ploger A., Schimdt A.S.(1996) Pretreatment of wheat straw using combined wet oxudation and alkaline hydrolysis resulting in convertible cellulose and hemicellulose (Predúprava pšeničnej slamy s použitím kombinovanej oxidácie za vlhka a alkalickej hydrolýzy vedúcej ku konvertibilnej celulóze a hemicelulózam). Biotechnology and Bioengineering 49, 566-577.

Chang V., S., Nagwani M., Holtzapple M.T. (1998) Originál articles -Lime pretretament of crop residues bagasse and wheat straw (Pôvodné články-Predúprava plodinových zbytkov bagasy a pšeničnej slamy vápnom) Applied Biochemistry and Biotechnology Part A-Enzyme Engineering and Biotechnology 74, 135-160.

Chang V.S., Barry B., Holtzapple M.T. (1997) Lime pretreatment of switchgrass (Predúprava prosa vápnom) Applied Biochemistry and Biotechnology Part A-Enzyme engineering and Biotechnology 63-65, 3-20.

Curelli N., Fadda M.B., Rescigno A., Rinaldi A.C., Soddu G., Sollai E., Vaccargiu S., Sanjust E., Rinaldi A (1997) Mild alkaline/oxidative pre-treatment of wheat straw (Mierna alkalická/oxidačná predúprava pšeničnej slamy). Process Biochemistry 32, 665-670.

Patel V., Desai M., a Madamwar D. (1993) Thermo chemical pre-treatment of water hyacinth for improved biomethanation (Termochemicá predúprava vodného hyacintu (Eichhomia crassipes) kvôli lepšej biometanácii). Applied Biochemistry and Biotechnology 42, 67-74.

Schmidt A.S. a Thomsen A.B. (1998) Optimisation of wet oxidation pretreatment of wheat straw (Optimalizácia oxidačnej predúpravy za vlhka v pšeničnej slame). Bioresource Technoloogy 64, 139-152.

Sirohi S.K. a Rai S.N. (1998) Optimisation of treatment conditions of wheat straw with lime: Effect of concentration, moisture content and treatment tíme on chemical composition and in vitro digestibility (Optimalizácia podmienok úpravy v pšeničnej slame s vápnom: účinok koncentrácie, obsahu vlhkosti a doby úpravy na chemické zloženie a stráviteľnosť in vitro). Animal Feed Science and Technology 74, 57-62.

Thomsen A.B. a Schmidt A.S. (1999) Further development of chemical and biological processes for production of bio etanol: Optimisation of pretreatment processes and characterisation of products (Ďalší vývoj chemických a biologických procesov na výrobu bioetanolu: optimalizácia spôsobov predúpravy a charakterizácie výrobkov). Riso National Laboratory, Roskilde, Dánsko.

Varhegyi G., Szabo P., Mok W.S.L. a Antal M.J. (1993) Kinetics of the thermal decompositon of cellulose in sealed vessels at elevated pressures (Kinetika tepelného rozkladu v utesnených nádobách pri zvýšených tlakoch). Joumal of Analytical and Applied Pyrolysis 26,159-174.

Siláž energetických plodín

Konvenčné použitie energetických plodín je hlavne vo forme pevného paliva na spaľovanie (vŕba ako drevené štiepky, slama alebo celé semená) alebo ako palivo do motorov (repkový olej). Na experimentálnej báze sa repa a slama používajú na výrobu etanolu (Parsby; Sims 2001; Gustavsson a kol. 1995; Wyman a Goodman 1993; Kuch 1998). V iných častiach sveta je použitie energetických plodín rozšírené a je predmetom veľkého výskumu. Použitie suchozemských ako i morských a sladkovodných rastlín je dobre zdokumentované (Gunaseelan 1997; Jewell a kol. 1993; Jarwis a kol.1997). Zdá sa, že niektoré štúdie ukazujú, že anaeróbna fermentácia energetických plodín je schopná konkurovať iným použitiam biomasy (Chynoweth D.P., Owens J.M., a Legrand R. 2001).

Použitie energetických plodín je dobre motivované. Použite slamy je organizované spôsobom, ktorý pravdepodobne robí túto prax koncepciou, ktorá bude jasná počas budúcich rokov. Použitie drevených štiepkov sa zdá byť ekonomicky a prakticky schodné. Spaľovanie zŕn obilnín je tiež nevyhnutne spojené s použitím hnojív a pesticídov a stratou dusíka z polí. Dusík sa tiež stráca počas spaľovania biomasy.

Odkazy:

Beck J. Co-fermentation of liquid manure and beets as a regenerative energy (Spoločná fermentácia kvapalného hnoja a repy ako obnoviteľný zdroj energie) University of Hohenheim, Dep. Agricultural Engineering and Animal Production. Osobná správa.

Chynoweth D.P., Owens J.M. a Legrand R. (2001) Renewable methane from anaerobic digestion of biomass (Obnoviteľný zdroj metánu z anaeróbneho vyhnívania biomasy). Renewable Energy 22, 1-8.

Gunaseelan V.N. (1997) Anaerobic digestion of biomass for methane production: A review (Anaeróbne vyhnívanie biomasy pri výrobe metánu: prehľad) Biomass and Bioenergy 13, 83-114.

Gustavsson L., Borjesson P., Bengt J., Svenningsson P. (1995) Reducing CO₂ emissions by substitung biomass for fossil fuels (Zníženie emisií CO₂ náhradou fosilných palív biomasou) Energy 20, 1097-1113.

Jewell W.J., Cummings R.J. a Richards B.K. (1993) Methane fermentation of energy crops: Maximum conversion kinetics and in situ biogas purification (Metánová fermentácia energetických plodín: kinetika maximálnej konverzie a čistenie bioplynu in situ). Biomass and Bioenergy 5, 261-278.

Jarvis A., Nordberg A., Jarlsvik T., Mathiesen B. a Svensson B.H. (1997) Improvement of a grass-clover silage-fed biogas process by the addition of cobalt (Zlepšenie spôsobu výroby bioplynu zo silážovanej ďateliny pridaním kobaltu). Biomass and Bioenergy 12, 453-460.

Ruch P.J., Crosswhite W.M. (1998) The agricultural regulátory fŕamework and biomass production (Poľnohospodársky regulačný rámec a výroba biomasy). Biomass and Bioenergy 14, 333-339.

Parsby M. Halm og energiafgroder - analyser af okonomi, energi og miljo. Rapport Nr.87, Statens Jordbrugs og Fiskeriokonomiske Inštitút.

Sims R.H.E. (2001) Bioenergy - renewable carbon sink (Bioenergie - obnoviteľná JíMKA na uhlík). Renewable Energy 22, 31-37.

Wyman C.E. a Goodman B.J. (1993) Biotechnology for production of fuels chemicals and materials from biomass (Biotechnológie na výrobu palív, chemikálii a materiálov z biomasy). Applied Biochemistry and Biotechnology 39, 41-59.

Banks C.J. a Humphreys P.N. (1998) The anaerobic treatment of a lignocellulosis substráte offering little natural pH buffering capacity (Anaeróbna úprava lignocelulózového substrátu ponúkajúce malú prírodnú puffovaciu kapacitu pre pH). Water Science and Technology 38, 29-35.

Colleran E., Wilkie A., Barry M., Faherty G., O'Kelly N. a Reynolds P.J. (1983) One and two stage anaerobic filter digestion of agricultural wastes (Jednostupňové a dvojstupňové filtračné vyhnívanie poľnohodpodárskych odpadov) Third Int. Symp. On Anaerobic Digestion, str. 285-312, Boston MA (1983).

Dugba P.N. a Zhang R. (1999) Treatment of diary wastewater with two stage anaerobic seqeuncing batch reactor systems- thermopile versus mesopile operations (Úprava mliekarenskej odpadovej vody dvojstupňovými anaeróbnymi sekvenčnými várkovými reaktorovými systémami - termopilná versus mesopilná operácia). Bioresource Technology 68, 225-233.

Ghosh S., Ombregt J.P. a Pipyn P. (1985) Methane production from industrial wastes by two-phase digestion (Výroba metánu z priemyslových odpadov dvojfázovým vyhnívaním). Water Research 19, 1083-1088.

Han Y., Sung S. a Dague R.R. (1997) Temperature-phased anaerobic digestion of wastewater sludge's (Teplotné fázované vyhnívanie kalov z odpadovej vody). Water Science and Technology 36, 387-374.

Krylova N.I., Khabiboulline R.E. Naumova R.P., Nagel M.A. (1997) The influence of ammonium and methods for removal during the anaerobic treatment of poultry manure (Vplyv čpavku a spôsoby odstraňovania počas anaeróbnej úpravy hydinového hnoja). Joumal of Chemical Technology and Biotechnology 70, 99105.

Hansen K.H., Angelidaki I., Ahring B.K. (1998) Anaerobic digestion of swine manure: inhibition by ammonia (Anaeróbne vyhnívanie prasačieho hnoja: inhibícia čpavkom). Water Research 32, 5-12.

Kayhanian M. (1994) Performance of high-solids anaerobic digestion process under various ammonia concentrations (Chovanie anaeróbneho vyhnívania s vysokým obsahom pevných látok počas rôznych koncentrácii čpavku). Joumal of Chemical Technology and Biotechnology 59, 349-352.

Wang Q., Noguchi C.K., Kunínobu M., Hara Y., Kakimoto K., ogawa H.I. a Kato Y. (1997) Influence of hydraulic retention tíme on anaerobic digestion of pre-treated sludge (Vplyv hydraulickeej zdržnej doby na anaeróbne vyhnívanie predupraveného kalu). Biotechnology Techniques 11,105-108.

Systémy likvidácie zvieracích mrcín atď.

Súčasný systém likvidácie zvieracích mrcín je organizovaný registrovanými jednotkami, ktoré majú povolenie na spracovanie zvieracích mrcín. Mrciny sa primáme používajú na výrobu mäsovej a kostnej múčky, ktoré sa tradične používali ako krmivo pre zvieratá.

Súčasná kríza okolo BSE túto prax zastavila predpisom komisie EU, ktorá prehlásila, že mäsová a kostná múčka sa nesmú používať ako krmivo pre zvieratá.

Dobytkársky sektor a s ním spojené podnikateľské aktivity v Európe tak čelia výzve nájsť alternatívne použitie mäsovej a kostnej múčky alebo alternatívne cesty likvidácie mäsa. Je to ale ťažká úloha kvôli obrne dzeniam, daným rizikom rozširovania priónov BSE alebo iných priónov, ktoré môžu byť prítomné v mäse alebo v iných frakciách zvieracích mrcín.

Použitie mäsovej a kostnej múčky alebo zvieracích mrcín v konvenčných bioplynových jednotkách sa určite nedá odporučiť a je možné len sčasti. Spracovanie zvieracích mrcín v jednotkách s povolením na spracovanie takýchto zvierat sa obvykle uskutočňuje pri teplotách okolo 130 °C s tlakom okolo 0,2 až 0,3 MPa (2-3 bary) so zdržnou dobou 20 minút. Takéto podmienky sa nevyskytujú v konvenčných bioplynových jednotkách.

Uvedené patenty a patentové prihlášky tvoria časť známeho stavu techniky.

DE 3737747 opisuje jednotku a spôsob stripovania dusíka. CaO sa pridáva k hnoju, čím sa stripuje čpavok, čpavok sa absorbuje vo vodnom roztoku obsahujúcom kyselinu chlorovodíkovú. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze nie je opísaných. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobrých podmienok v budovách na chov dobytka, využitie energetických plodín, absorbovanie čpavku v sírnom roztoku, zrážame P, zabránenie vytvárať struvit atď. a použitie bioplynu v miestnom plynovom motore alebo prostredníctvom zriadeného potrubia na zemný plyn.

DE 4201166 opisuje protiprúdové úpravy rôznych organických odpadových produktov, v ktorých sú odpadové produkty separované do troch frakcií obsahujúcich rôzne množstvá pevných zložiek. Pevné frakcie sa homogenizujú pred fermentáciou a výrobou bioplynu. V tomto odkaze nie je opísané množstvo hľadísk riešených vynálezom. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredia v budovách na chov zvierat, využitie energetických plodín, absorbovanie čpavku v sírnom roztoku, zrážanie P, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu cv miestnom plynovom motore alebo prostredníctvom zriadeného potrubia na zemný plyn.

DE 4444032 opisuje jednotku a spôsob, v ktorom sa kal mieša v prvom reaktore, prevzdušňuje a pridáva sa vápno, aby sa dosiahlo pH 9,5, aby sa vystripoval čpavok. V druhom reaktore sa pridá soľ obsahujúca železo a polymér, aby sa kal neutralizoval a vyzrážali sa pevné látky. V tomto odkaze nie je opísané množstvo hľadísk riešených vynálezom. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, využitie energetických plodín, absorbovanie čpavku v sírnom roztoku, zrážanie P, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu v miestnom plynovom motore alebo prostredníctvom zriadeného potrubia na zemný plyn.

DE 1966 15063 opisuje spôsob, v ktorom je čpavok stripovaný z fermentovaného hnoja. V tomto odkaze nie je opísané množstvo hľadísk riešených vynálezom. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, využitie energetických plodín, zrážanie P, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu v miestnom plynovom motore alebo prostredníctvom zriadeného potrubia na zemný plyn.

EP 0286115 opisuje spôsob výroby bioplynu, v ktorom sa k hnoju pridávajú mastné kyseliny alebo zmesi obsahujúce mastné kyseliny. V tomto odkaze nie je opísané množstvo hľadísk riešených vynálezom. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, využitie energetických plodín, zrážanie P, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu v miestnom plynovom motore alebo prostredníctvom zriadeného potrubia na zemný plyn.

EP 0351922 opisuje jednotku a spôsob, v ktorom sa uskutočňuje stripovanie čpavku, oxidu uhličitého a fosfátu z kvapalného hnoja. Hnoj je dopravovaný z farmy cisternovými autami do jednotky, kde sa kal upravuje horúcim vzduchom a čiastočne sa stripuje čpavok a oxid uhličitý. Zostávajúca časť kalu sa ohrieva a pridáva sa vápno na úpravu na pH 10 až 11, čím sa stripuje viac čpavku a vytvára sa fosforečnan vápenatý. Stripovaný čpavok sa absorbuje v kyslom roztoku vytváraním amónnej soli, ktorá sa suší a používa ako hnojivo. Používa sa dekantačná odstredivka na oddeľovanie pevných častíc z kalu. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

ES 2100123 opisuje jednotku a spôsob, v ktorom sa čistí kvapalný hnoj. Organické zložky sa degradujú a zrazené pevné látky sa odstraňujú osadzovacím odstredením. Ku kvapaline sa pridáva kyselina a kvapalina sa rozstrekuje na pozemku alebo sa ďalej čistí prevzdušňovaním a stripovaním čpavku. Vyčistená kvapalina sa odvádza do jednotky na čistenie odpadových vôd. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, stripovanie čpavku v úvodnom kroku, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

FR 2 576 741 opisuje spôsob na výrobu bioplynu fermentovaním kvapalného hnoja. Kal sa upraví vápnom a vyzrážané zložky sa odstránia. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, využitie energetických plodín, zrážanie P, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

GB 2013170 opisuje jednotku a spôsob výroby bioplynu. V prvom reaktore sa organický materiál okysľuje a odstraňuje sa pevná frakcia. Kvapalná frakcia sa odvádza do druhého reaktora, v ktorom sa objavuje anaeróbna degradácia s výrobou metánového plynu. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre dobytok, stripovanie čpavku, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

DE 19644613 opisuje spôsob výroby pevných hnojív z hnoja. Ku kvapalnému hnoju sa pridá substrát z výroby bioplynu spolu s CaO alebo Ca(OH)₂. Vystripovaný čpavok sa zbiera. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, využitie energetických plodín, vyzrážanie fosforu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

DE 19828889 opisuje spoločnú fermentáciu zozbieraných plodín a organického odpadu s výrobou bioplynu. Materiál je homogenizovaný a fermentovaný. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, využitie energetických plodín, vyzrážanie fosforu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 4 041 182 opisuje spôsob výroby krmív pre zvieratá z organického odpadu. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, využitie energetických plodín, vyzrážanie fosforu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 4 100 023 opisuje jednotku a spôsob na výrobu metánového plynu a hnojív. V prvom reaktore sa uskutočňuje aeróbna degradácia homogenizovaného materiálu. V druhom reaktore, ktorý je ohrievaný, sa uskutočňuje anaeróbna degradácia a výroba bioplynu. Ako kvapaliny sa vyrábajú hnojivá. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, stripovanie čpavku, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 4 329 428 opisuje jednotku na anaeróbny rozklad, hlavne materiálu z rôznych zelených rastlín a použitie vytvoreného bioplynu. Jednotka je založená na rozklade spôsobenom mesofilnými a termofilnými anaeróbnymi baktériami. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, stripovanie čpavku, vyzrážanie fosforu, zabránenie vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 4 579 654 opisuje jednotku a spôsob výroby bioplynu z organických materiálov. Pevné materiály sú hydrolyzované, okyslené a fermentované. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, stripovanie čpavku, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 4 668 250 opisuje spôsob, v ktorom sa čpavok odstraňuje z kvapalnej frakcie prevzdušnením. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, využitie energetických plodín, vyzrážanie fosforu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 4 750 454 opisuje jednotku na anaeróbne vyhnívanie zvieracieho hnoja a použitie bioplynu vyrobeného týmto spôsobom. Jednotka je založená na rozkladu spôsobenom mesofilnými alebo termofilnými anaeróbnymi baktériami a využíva miestny plynový motor vybavený generátorom. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, stripovanie čpavku, vyzrážanie fosforu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 071 559 opisuje spôsob úpravy hnoja. K hnoju sa pridáva voda a zmes sa okyslí. Kvapalina sa odstraňuje výrobou pary, ktorá sa opäť skondenzuje v inom reaktore a upravuje sa anaeróbne, aby sa vytvoril bioplyn. Fermentovaná kvapalná frakcia sa potom upravuje aeróbnym spôsobom. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, stripovanie čpavku, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 296 147 opisuje spôsob úpravy hnoja a iných organických zložiek. Organický odpad fermentuje a potom sa nitrifikuje a ďalej denitrifikuje. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, stripovanie čpavku, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 389 258 opisuje spôsob výroby bioplynu z polotuhého a tuhého organického odpadu. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, stripovanie čpavku, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 494 587 opisuje spôsob s katalytickou úpravou hnoja vrátane zníženia koncentrácie dusíka. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, stripovanie čpavku, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 525 229 opisuje všeobecný spôsob anaeróbneho vyhnívania organických substrátov za termofilných, ako i mesofilných podmienok.

US 5 593 590 opisuje oddeľovanie a úpravu kvapalných a pevných organických odpadov s nasledujúcim oddeľovaním obidvoch frakcií. Kvapalná frakcia sa fermentuje s výrobou bioplynu, s nasledujúcim odstraňovaním vyzrážaných pevných látok, ktoré sa sčasti v spôsobe recirkulujú. Pevná frakcia sa upravuje v aeróbnom spôsobe a spracováva sa do kompostu, hnojív alebo živočíšnych krmív. Časť vyrobeného bioplynu obsahujúceho metán a CO₂ sa znovu používa na zníženie úrovne pH v kvapalnej frakcii absorpciou CO₂. Pevné látky sa vyzrážajú z kvapalných frakcií napríklad pomocou usadzovacej odstredivky a čpavok sa stripuje z kvapaliny pomocou pH 9 až 10. Odpadová voda sa dá použiť na čistenie stajní. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat použitím slamy, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, využitie energetických plodín, vyzrážanie fosforu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 616 163 opisuje spôsob úpravy hnoja, pri ktorom sa využíva dusík pri výrobe hnojív. Ku kvapalnému hnoju sa pridá CO₂ alebo CaSO₄, čím sa stripuje čpavok. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat použitím slamy, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 656 059 opisuje spôsob úpravy hnoja, pri ktorom sa používa dusík pri výrobe hnojív viac či menej nitrifikáciou. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat použitím slamy, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 670 047 opisuje všeobecný spôsob anaeróbneho rozkladu organických susbtrátov na plyny.

US 5 681 481, US 5 783 073 a US 5 851 404 opisujú spôsob a zariadenie na stabilizovanie kalu. Vápno sa pridáva na dosiahnutie pH >12 a hmota sa zahrieva aspoň na 50 °C počas 12 hodín. Čpavok sa stripuje a buď sa vypúšťa do ovzdušia alebo sa recirkuluje v systéme. Možno používať „predhrievaciu komoru“, ako aj usadzovaciu odstredivku, ako aj miesenie kalu na to, aby sa dostal do kvapalného stavu. Kal sa rozváža na pozemok. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat použitím slamy, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 746 919 opisuje spôsob, v ktorom sa organický odpad upravuje v termofilnom anaeróbnom reaktore, počom nasleduje úprava v mesofilnom anaeróbnom reaktore. V obidvoch reaktoroch dochádza k tvorbe metánového plynu. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat použitím slamy, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 773 526 opisuje spôsob, v ktorom je kvapalný a pevný odpad fermentovaný najprv mesofílným spôsobom a potom termofilným spôsobom. Pevné zložky sa hydrolyzujú a okysľujú. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat použitím slamy, stripovanie čpavku pred výrobou bio plynu, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 782 950 opisuje fermentáciu biologického odpadu homogenizciou, prevzdušňovaním a ohrevom hmoty. Odpad sa rozdelí na kvapalnú a pevnú frakciu. Pevné látky sa spracovávajú na kompost. Kvapalné látky sa fermentujú anaeróbnym mesofilným a termofilným spôsobom s výrobou bioplynu. Odpadová voda sa recirkuluje z bioplynového reaktora do homogenizačného spôsobu. Odpadová voda z bioplynového reaktora sa upravuje v jednotke na čistenie odpadových vôd. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 853 450 opisuje spôsob pasterizovaného kompostu z organického odpadu a zeleného rastlinného materiálu. Hodnota pH organického odpadu sa zvýši na 12 a odpad sa ohreje na teplotu nad 55 °C. Keď sa pridá zelený rastlinný materiál, tak sa pH zníži na 7 až 9,5. Zmes sa fermentuje. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 5 863 434 opisuje spôsob stabilizácie organického odpadu degradáciou v psychrofilnom aeróbnom spôsobe. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 6 071 418 opisuje spôsob a systém úpravy hnoja ozónom spôsobom, ktorý vyvoláva aeróbnu anaeróbnu zónu v materiáli. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

US 6 171 499 opisuje zlepšený spôsob fermentovania domáceho a priemyslového odpadu. Odpad anaeróbne vyhníva za súčasnej výroby bioplynu, ktorý sa používa v plynovej turbíne v kombinácii so zemným plynom. Fermentovaný materiál sa dehydratuje a kal sa odvádza do spaľovacej jednotky. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

WO 84400038 opisuje výrobu bioplynu a odplynených a stabilizovaných hnojív. Termofilná degradácia sa objavuje vo vnútornom reaktore a mesofilná degradácia vo vonkajšom reaktore. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

WO 8900548 opisuje využitie Ca iónov a Mg iónov pri výrobe bioplynu. Kovové ióny inhibujú tvorbu peny. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

WO 9102582 opisuje jednotku a spôsob na výrobu plynu a zabraňuje rozširovaniu škodlivých zlúčenín do okolia vypierania plynu. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

WO 9942423 opisuje spôsob a jednotku na výrobu bioplynu. Vlákna a častice z hnoja sa kompostujú a kvapalná frakcia sa fermentuje anaeróbne a stripuje sa dusík. Solí fosforu a draslíka sa využívajú na hnojivá pomocou reverznej osmózy. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách na chov zvierat, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

Odkaz www.igb.fhg.de/Uwbio/en/Manure.en.html opisuje spôsob výroby bioplynu z hnoja. Z odplyneného hnoja sa používa pevná frakcia na výrobu kompostu. Z kvapalnej frakcie sa zbiera dusík a používa sa ako hnojivo. Usadzovacia odstredivka sa dá použiť na oddeľovanie pevných častíc od zmesi. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

Odkaz http://riera.ceeeta.pt/images/ukbio mass.htm opisuje výrobu bioplynu anaeróbnou degradáciou. V systéme sa dá použiť usadzovacia odstredivka. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, využitie energetických plodín, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

Odkaz www.biogas.ch/f+e/memen.htm opisuje možnosti redukovania zmesi z pevných zložiek. Je uvedený rotujúci diskový reaktor, pevný filmový reaktor, ultrafiltrácia a reverzná osmóza. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

Odkaz www.biogas.ch(f+e/grasbai.htm opisuje anaeróbnu degradáciu silážovaných energetických plodín a hnoja s výrobou bioplynu. Opisujú sa dva procesy: 1. Silážované energetické plodiny sa nasekajú na 1 až 3 cm a vedú do kvapalnej frakcie obsahujúcej hnoj. Zmes sa fermentuje pri 35 °C. 2. Suchá fermentácia hnoja a silážovaných energetických plodín bez pridania ďalšej kvapaliny. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

Odkaz www.biogas.ch/f+e/2stede.htm opisuje výrobu bioplynu. Organický odpad sa hydrolyzuje a okysľuje v rotačnom sieťkovom bubne, z ktorého sa kontinuálne vedie kvapalná frakcia do anaeróbnej degradácie s výrobou bioplynu. Množstvo hľadísk riešených vynálezom v tomto odkaze opísaných nie je. Týka sa to okrem iného predúpravy, ako je alkalická hydrolýza, dobré prostredie v budovách pre zvieratá, stripovanie čpavku pred výrobou bioplynu, prevencia vytvárania struvitu atď. a použitie bioplynu pomocou miestneho plynového motora alebo prostredníctvom existujúceho potrubia zemného plynu.

Podstata vynálezu

Predmetný vynález predstavuje nový spôsob využívania energetických plodín, hlavne pomocou vyhrávania spolu so zvieracím hnojmi v poľnohospodárskych bioplynových jednotkách. Spôsob tiež zahŕňa oddeľovanie kalu, t. j. rafinovanie živín vo zvieracích hnojoch.

Konkrétne sa predmetný vynález týka spôsobu znižovania počtu životaschopných mikrobiálnych organizmov a/alebo priónov prítomných v organickom materiáli, ktorý zahŕňa kroky

1. poskytnutie organického materiálu obsahujúceho pevné a/alebo kvapalné časti, kde aspoň časť tohto organického materiálu obsahuje životaschopné mikroorganizmy a/alebo prióny,

2. podrobenie organického materiálu krokom spracovania

a) tlakovým varením s vápnom pri teplote v rozmedzí 100 °C až 220 °C, ktoré vedie k hydrolýze organického materiálu a k zníženiu životaschopných mikrobiálnych organizmov a/alebo priónov, pričom sa pridáva vápno vo forme hydroxidu vápenatého a/alebo oxidu vápenatého a

b) stripovanie čpavku z organického materiálu, ktorý bol pod tlakom zvarený s vápnom, pričom sa zníži obsah čpavku v organickom materiáli, pričom vápno pridané v spojitosti so stripovarám čpavku a asanáciou organického materiálu vyzráža rozpustený ortofosforečnan, a získanie spracovaného organického materiálu obsahujúceho znížený počet životaschopných mikrobiálnych organizmov alebo priónov a ďalej obsahuje kroky odvádzania spracovaného organického materiálu do fermentora (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu, kde sa spracovaný organický materiál fermentuje a získava sa bioplyn.

Vynález sa tiež dá použiť na spoločné hnitie zvieracích mrcín, mäsovej a kostnej múčky atď. so zvieracími hnojmi, energetickými plodinami a dá sa tak získať spôsob likvidácie zvieracích mrcín atď., zatiaľ čo súčasne sa dá uľahčiť výroba hnojív vyrábaných zo vstupných zvieracích odpadov spolu s plodinami, hnojmi atď.

Spôsob je navrhnutý tak, že umožňuje použiť krmivové plodiny, ako je repa, kukurica alebo ďatelina, všetky plodiny s vyšším obsahom sušiny na hektár, než ako majú obiloviny. Krmivové plodiny sú tiež vý hodné ako „zelené krmivá“ a pri rotácii plodín. Energetický potenciál pri použití ľadom ležiaceho pozemku na výrobu energetických plodín sa tiež dá ukázať na predmetnej koncepcii.

Ústredná a zrejmá vízia - za veľmi rozmanitých podmienok - je, že výroba bioplynu založená na tejto koncepcii bude v budúcnosti konkurencie schopná v porovnaní s použitím zemného plynu a preto bude pomerne atraktívna a výhodne už nebude subvencovaná. Je tu tiež vízia, že výroba energie bude predstavovať podstatnú čas dánskej energetickej spotreby, t. j. bude rádovo rovnaká, ako je použitie zemného plynu (asi 150 PJ ročne). Navyše na tento účinok tu existujú výhody z hľadiska životného prostredia, pohody pre zvieratá a bezpečia potravy.

Parsby odhadol energetický potenciál pri používaní energetických plodín, hlavne zrnitých obilnín na 50 až 80 PJ ročne. V krátkodobom výhľade to vyžaduje plochu 150 000 ha a v dlhšom výhľade oblasť 300 000 ha. Na základe výťažku 15 t sušiny na 1 ha v prípade repy vrátane chrástu, ktorá sa spracuje v jednotkách na bioplyn, predstavuje ale energetický potenciál okolo 100 P J ročne. K tomu sa pridá energia so spoločného vyhrávania hnojov (okolo 25 PJ). Pomocou nových kultivarov repy sa môže výťažnosť sušiny podstatne zväčšiť nad súčasnú úroveň, t. j. dávať až 25 t/ha.

Základom vynálezu je kombinácia spôsobov, ktorá umožňuje zvýšenú výrobu bioplynu, stripovanie čpavku a následné prípadné ďalšie použitie a spracovanie vyhnitých a stripovaných zvyškov (odpadovej vody).

Je charakteristické, že podstata vynálezu umožňuje integrovať ďalšie jednoduché a robustné spôsoby, ktoré sa integrujú s podstatou vynálezu. V porovnaní s konvenčnými jednotkami sa dosiahne jednoduchá a robustná energetická jednotka s vynikajúcou energetickou a ekonomickou činnosťou. Energetická jednotka sa ďalej integruje s riadením objektov pre zvieratá a s poľnohospodárskou pôdou. Vynález má teda množstvo aspektov.

Prvým preferovaným aspektom vynálezu je, že sa dá použiť na boj proti infekciám a šíreniu zvieracích mikrobiologických a parazitických patogénov, ako je Campylobakter, Salmonella, Yersínia, Akaris a podobné mikrobiálne a parazitické organizmy do vzduchu a do poľnohospodárskej pôdy. Hrozba pre ľudí, že budú infikovaní, sa tak zníži, pokiaľ sa celkom nevylúči.

Druhým preferovaným aspektom vynálezu je, že môže byť použitý na zníženie obsahu priónov BSE, obsiahnutých v hnojoch, krmive, odpadoch z bitúnkov, mäsovej a kostnej múčke atď. To sa dosahuje kombináciou predúpravy a vyhrávania. Časťou tohoto aspektu je, že súčasný vynález poskytuje jednu možnosť na manipuláciu so zvieracími mrcinami, odpadom z jatiek atď., čo umožňuje využitie živín obsiahnutých v mrcinách zvierat ako hnojív. Zníženie a/alebo likvidácia priónov BSE obsiahnutých vo zvieracích mrcinách, mäsovej a kostnej múčke atď., ale tiež v hnojivách, krmive, odpade z bytúnkov atď. počas spôsobu podľa vynálezu je predbežným predpokladom na spôsobom manipulácie s odpadom. To sa dosahuje podľa vynálezu kombináciou predúpravy a vyhmvania. Tento spôsob je alternatívou k súčasnému spôsobu (ale teraz zakázanému komisiou EU) spracovania zvieracích zdochlín v ústredných jednotkách a výrobe rôznych výrobkov, ako je mäsová a kostná múčka, ktorá sa hlavne používa ako krmivo pre zvieratá.

Tretím preferovaným aspektom vynálezu je, že môže byť použitý na oddeľovanie hlavných živín, dusíka (N) a fosforu (P), zo živočíšnych hnojov a na rafinovanie živín na hnojivá obchodnej akosti.

Štvrtým výhodným aspektom vynálezu je, že môže byť použitý na výrobu veľkého množstva bioplynu zo širokej škály organických substrátov vrátane všetkých typov živočíšnych hnojív, energetických plodín, zvyškov z plodín a iných organických odpadov.

Piatym výhodným aspektom vynálezu je, že môže byť použitý na zabezpečenie optimálneho stavu a zdravia zvierat, keď je ustajnený v objektoch pre zvieratá, zatiaľ čo súčasne sa znižujú emisie prachu a plynu, ako je čpavok. To sa dosiahne preplachovaním alebo recirkuláciou vody cez objekty pre zvieratá.

Šiestym výhodným aspektom vynálezu je, že môže byť použitý na to, aby ťažil z celého rozsahu výhod spojených s rôznymi aspektmi vynálezu.

Ďalšie výhodné aspekty vynálezu spočívajú v tom, že sa uprednostňujú kombinácie podstaty vynálezu s ďalšími a inými uvedenými aspektmi.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude bližšie osvetlený pomocou výkresov, na ktorých jednotlivé obr. znázorňujú nasledujúce:

Obr. 1 znázorňuje výhodné vyhotovenie predmetného vynálezu.

Obr. 2 znázorňuje vyhotovenie v podstate také, aké je zobrazené na obr. 1.

Obr. 3 znázorňuje vyhotovenie zahrnujúce zjednodušený prístup ku kombinovanej jednotke oddeľovania bioplynu a kalu podľa predmetného vynálezu.

Obr. 4 znázorňuje vyhotovenie, v ktorom sa draslík (K) neoddeľuje po oddelení v usadzovacej odstredivke tak, ako je to opísané vo vyhotovení znázorneného na obr. 3.

Obr. 5 a 6 znázorňujú výhodné vyhotovenie systému podľa vynálezu. Jednotlivé zložky sú tu podrobne opísané.

Nižšie sú podrobne opísané ďalšie výhodné vyhotovenia predmetného vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Predmetný vynález sa týka množstva jednotlivých aspektov tak, ako sú opísané.

Vo výhodnom vyhotovení zobrazenom na obr. 1 sa hnoj, výhodne vo forme kalu, vytvorený v budove 101 na chov zvierat vrátane domácich zvierat, ako sú prasatá, dobytok, kone, kozy, ovce alebo hydina vrátane sliepok, moriek, kačíc, husí a pod., prevádza do jednej alebo dvoch nádrží, t. j. stripovacej nádrže 102 alebo tlakového varáka s vápnom 103.

Pracovné postupy sú také, že sa hnoj, výhodne vo forme kalu vrátane v jednom vyhotovení vody, ako je odpadová voda použitá na čistenie objektu alebo stajne, odvádza do stripovacej nádrže 102 obsahujúcej stripovaciu nádrž, kde sa stripuje čpavok pomocou pridania CaO alebo Ca(OH)₂ do stripovacej nádrže. Pridanie CaO alebo Ca(OH)₂ ku kalu môže nastať pred vstupom kalu do stripovacej nádrže 102 alebo stripovacej nádrže.

Súčasne s pridaním CaO alebo Ca(OH)₂ alebo v neskoršej fáze sa stripovacia nádrž 102 nádrž podrobí stripovaniu alebo ohrevu a vystripovaný dusík alebo čpavok sa výhodne absorbuje pred uložením do oddelenej nádrže 111. Stripovaný dusík (N) vrátane čpavku sa výhodne absorbuje do kolóny vo stripovacej nádrži zahrnutej v prvej predupravovacej nádrži pred nasmerovaním do oddelenej nádrže na uskladnenie.

Organické materiály, ktoré mikroorganizmy len ťažko strávia počas anaeróbnej fermentácie, sú výhodne predupravené v tlakovom varáku s vápnom 103 pred ich nasmerovaním do stripovacej nádrže 102, ktorá zahŕňa stripovaciu nádrž tak, ako je tu opísaná. Takéto organické materiály spravidla obsahujú podstatné množstvá napr. celulózy a/alebo hemicelulózy, a/alebo lignínu, napr. výhodne viac ako 50 % (m/m) celulózy alebo hemicelulózy, alebo lignínu na sušinu organického materiálu, ako je slama, plodiny vrátane kukurice, odpadu z plodín a iných pevných látok, organických materiálov. Dusík vrátane čpavku sa následne stripuje z predupraveného organického materiálu.

Tak v prvej, ako aj v druhej predupravovacej nádrži sa kal podrobuje tepelnej a alkalickej hydrolýze, ale teplota alebo tlak sú podstatne vyššie v druhej predupravovacej nádrži, ktorá je preto výhodne skonštruovaná ako uzatvorený systém schopný udržať vysoké tlaky.

Nakoniec sa kal, ktorý bol podrobený predúprave tak, ako je to tu opísané, výhodne odvádza do aspoň jedného termofilného fermentora 106 bioplynu alebo aspoň jedného mezofilného fermentora 106 bioplynu, kal sa následne nechá vyhniť anaeróbne v reaktoroch súčasne s výrobou bioplynu, t. j. plynu skladajúceho sa hlavne z metánu, prípadne obsahujúceho malé množstvo oxidu uhličitého. Bioplynový reaktor, či reaktory, výhodne vytvárajú časť energetickej jednotky na zlepšenú výrobu energie z organického materiálového substrátu.

Bioplyn môže byť odvádzaný do plynového motora a energia vytvorená v tomto motore sa dá použiť na ohrev stripovacej nádrže. Bioplyn ale tiež môže byť odvádzaný do komerčného bioplynového potrubného systému, ktorým sa dodáva do domácností alebo priemyslovým zákazníkom.

Zvyšky z anaeróbnej fermentácie, stále ešte v forme kalu, obsahujúce pevné látky a kvapaliny, sa výhodne odvádzajú vo vhodnom vyhotovení aspoň do usadzovacej odstredivky 107 na oddeľovanie pevných látok a kvapalín. Jedným výsledkom tohto oddeľovania je aspoň polotuhá frakcia výhodne obsahujúca viac ako 50 % (m/m) fosforu v nádrži 112. V rovnakom kroku v usadzovacej odstredivke 107 alebo v inom oddeľovacom kroku sa výhodne tiež získava aspoň polotuhá frakcia výhodne obsahujúca takmer výlučne draslík (K), ako je aspoň polotuhá frakcia výhodne obsahujúca viac ako 50 % (m/m) draslíka v nádrži 113. Tieto frakcie, výhodne vo forme granulátov získaných po sušiacom kroku, ktorý zahŕňa krok sušenia rozprašovaním alebo krok sušenia kalu, výhodne obsahujúci fosfor alebo draslík v komerčne prijateľných čistotách, ktoré sú ľahko použiteľné pre komerčné hnojivá 110. Takéto hnojivá sa môžu rozprašovať na plodiny alebo na poľnohospodárske pole, dajú sa odvádzať späť do stajne alebo objektu pre zvieratá alebo do systému odpadových vôd.

V ďalšom vyhotovení sa môže stripovacia nádrž 102 zásobovať organickým materiálom pochádzajúcim zo síl 104 na uskladnenie energetických plodín, ktoré obsahujú fermentovateľné organické materiály. Odvádzanie takýchto organických materiálov do prvej predupravovacej nádrže môže obsahovať krok zahrnujúci anaeróbnu fermentáciu, ako je napríklad termofilná fermentačná nádrž schopná odstraňovať plyny zo siláže. Navyše slama a napríklad odpady z plodín, pochádzajúce z poľnohospodárskych polí 105 sa môžu tiež odvádzať do stajní alebo objektov pre zvieratá a neskôr do stripovacej nádrže 102 alebo tlakového varáka s vápnom 103.

Ďalšie vyhotovenie zobrazené na obr. 2 je v podstate také, aké je opísané na obr. 1, ale s tým rozdielom, že sa za oddelením v usadzovacej odstredivke zbiera len fosfor (P) a voda vo forme odpadovej vody sa zbiera do oddelenej nádrže na ďalšie čistenie vrátane ďalšieho odstraňovania dusíka (N), odstraňovania zápachu a väčšiny zostávajúcich pevných látok. To sa môže uskutočňovať napríklad aeróbnou fermentáciou. V tejto fáze sa tiež dá z kvapalín oddeľovať draslík (K).

Príklad zobrazený na obr. 3 znázorňuje vyhotovenie zahrnujúce zjednodušený prístup ku kombinovanej jednotke oddeľovania bioplynu a kalu podľa predmetného vynálezu. V tomto vyhotovení sa nepoužívajú žiadne fermentory bioplynu a pevné látky vyplývajúce z predúpravy v stripovacej nádrži 302 a v tlakovom varáku s vápnom 303 sa podrobujú oddeľovaniu v usadzovacej odstredivke 304 a 305. po čom nasleduje stripovanie dusíka vrátane čpavku a ich zber v oddeľovacej nádrži 308. Získavajú sa oddelené a aspoň polotuhé frakcie v nádrži 309 na zbieranie polotuhej frakcie obsahujúcej fosfor a 310 obsahujúce fosfor a draslík.

Prvý aspekt je hygiena:

V rámci prvého aspektu sa systém skladá z prvého zariadenia, objektu alebo stajne na vylučovanie zvierat vrátane domácich zvierat, ako sú ošípané a dobytok a/alebo druhého zariadenia hlavne na stripovanie čpavku a predúpravu substrátu alebo tretieho zariadenia hlavne energetickej jednotky na vylepšenú výrobu energie zo substrátu.

Systém sa môže výhodne skladať z objektu pre zvieratá a stripovacej nádrže a reaktoru na bioplyn. Ďalšie zložky môžu zahŕňať zariadenie na pridávanie CaO alebo Ca(OH)₂ ku kalu, absorpčnú kolónu, ktorá pracuje na báze napríklad kyseliny sírovej, skladovacej nádrže na čpavkový koncentrát a skladovacej nádrže na vyhnitý kal.

Vyrobený bioplyn sa môže výhodne použiť na výrobu prúdu a tepla v plynovom motore a generátore, pričom prúd sa výhodne predáva do siete a teplo sa výhodne používa na ohrev kalu alebo objektu pre zvieratá. Energetická jednotka vynálezu má vynikajúcu výkonnosť z hľadiska výroby energie na jednotku susbtrátu upravenú v jednotke. Vynikajúca výkonnosť sa dosahuje kombináciou predúpravy substrátu, ktorý sa má vyhniť, či už sú to zvieracie hnoje alebo iné organické substráty, so stripovaním čpavku zo substrátu pred anaeróbnym vyhnívaním.

Výhody spojené s predmetným vynálezom sú opísané podrobnejšie neskôr. Jedným ústredným aspektom asanačného aspektu vynálezu je predúprava, ktorá zahrnuje, samotná alebo v kombinácii, množstvo jednotlivých krokov predúpravy, opísaných podrobne v nasledujúcom:

Predúprava kalu, ktorá nasleduje po jeho odstránení z objektov pre zvieratá, môže zahŕňať jeden alebo viacero z nasledujúcich krokov: 1. stripovanie čpavku, 2. hydrolýzu organických látok, 3. asanáciu kalu,

4. zníženie penivosti, 5. vločkovanie, 6. zrážanie fosforu a 7. zabránenie tvorby struvitu.

Pracovné princípy sú, že sa kal vedie z prvého zariadenia do stripovacej nádrže, kde sa čpavok stripuje tak, že sa pridá CaO alebo Ca(OH)₂, stripuje sa a ohrieva a čpavok sa potom absorbuje v kolóne pred jeho skladovaním v nádrži. Súčasne sa kal podrobuje tepelnej a alkalickej hydrolýze, výhodne s použitím variča s vápnom. Nakoniec sa predupravený kal odvedie do tretieho zariadenia, ktoré sa skladá z jedného alebo dvoch termofilných alebo mesofilných bioplynových reaktorov, kde sa nechá kal vyhnívať anaeróbne za súčasného vytvárania bioplynu, t. j. plynu obsahujúceho hlavne metán s malou frakciou oxidu uhličitého. Bioplyn sa odvádza do plynového motora a teplo z tohto motora sa používa na ohrev stripovacej nádrže. Vyrobený prúd sa predáva do siete.

Pretože slama a snáď tiež piliny sú podstatnou časťou hlbokej podstieľky z chovu dobytka a hydiny, je potrebná špeciálna predúprava týchto hnojov pred optimálnym použitím ako substrátu na výrobu metánu v jednotkách na bioplyn. V tomto zmysle predstavuje varenie s vápnom pod tlakom jeden výhodný spôsob predúpravy. Hlboká podstieľka upravovaná touto technológiou sa tak dá účinnejšie sprístupniť na výrobu metánu a môže viesť ku zvýšeniu výroby bioplynu. Navyše sa zabezpečuje, že sa kyselina močová a močovina rozpadnú na čpavok a že sa rozpustia proteíny a iné látky. Tým sa zabezpečí, že sa pomocou stopovania čpavku môže anorganický dusík z hlbokej podstieľky zbierať vo forme dusíkového koncentrátu.

Dostupnosť dusíka v hlbokej podstieľke a hydinovom hnoji pre poľnohospodárske plodiny sa tým podstatne zvýši. Odhaduje sa, že sa môže potenciálna účinnosť využitia zvýšiť na okolo 90 %, ako je to pri iných hnojoch upravených v jednotkách na oddelenie bioplynu a kalu podľa predmetného vynálezu.

Alternatívne môže byť vhodné nechať vyhniť hydinový hnoj v prvom termofilnom alebo mesofilnom reaktore pred jeho priechodom do stripovacej nádrže. To závisí od kvality hnoja a od toho, do akého stupňa sa kyselina močová rozpadne pôsobením týchto dvoch rozdielnych úprav. Skúsenosti získané po určitom čase práce jednotky to vyjasnia. Je dôležité zdôrazniť všestrannosť jednotky, ktorá dovoľuje upravovať všetky typy hnoja energetických plodín.

Technická konštrukcia je relatívne jednoduchá, pretože slimákový dopravník vybavený macerátorom, všetko zhotovené z nehrdzavejúcej a kyseline odolávajúcej oceli, dopravuje biomasu do variča s vápnom, kde sa hmota ohrieva vypustením pary na 180 až 200 °C. Tlak dosiahne počas 5 až 10 minút hodnotu 1 až 1,6 MPa (10 až 16 barov), čo je potrebné na to, aby sa hmota upravila.

Skonštruovaná jednotka musí byť schopná vytvárať teploty a tlaky v teplotnom intervale 100 až 200 °C. Tým je možno nastaviť úpravu na vyhnívanie rozdielnych biomás v jednotke podľa vynálezu, pri riadnom zvážení použitia energie, vytvárania dechtu a technických parametrov.

Penenie predstavuje bežný problém v jednotách na bioplyn. Pri potlačovaní tvorby peny v jednotkách na bioplyn, hlavne keď sa spracovávajú veľké množstvá biomasy z energetických plodín, sa výhodne používa repkový olej, ktorý okrem toho, že potlačuje penenie, je tiež substrátom na vytváranie plynného metánu. Pri potlačovaní sú tiež veľmi účinné Ca ióny, rovnako ako mnoho solí. Jedným výhodným opatrením na potlačovanie penenia podľa predmetného vynálezu je pridávanie Ca(OH)₂ alebo CaO, ktoré má tiež iné účinky uvedené skôr. Zdá sa, že dodanie iónov Ca tiež stimuluje vytváranie vločiek a adhéziu baktérií k organickým časticiam a teda to ovplyvni správanie anaeróbneho vyhnívania.

Podľa toho, či je v spôsobe potrebné potlačovať penenie alebo dosiahnuť vločkovanie kvôli veľmi vysokej produkcii plynu, môžu sa do fermentorov priamo privádzať Ca ióny a/alebo repkový olej. Pridávanie Ca(OH)₂ alebo CaO tiež povedie ku zrážaniu kyslých uhličitanov ako CaCO₃. Tým sa zníži koncentrácia CO₂ v roztoku a v plynnej fáze a prispeje sa k zníženiu tvorby peny vďaka nižším emisiám oxidu uhličitého.

Pridávanie Ca(OH)₂ alebo CaO v spojitosti so stripovaním čpavku a sanitáciou kalu tiež povedie ku zrážaniu ortofosforečnanu, t. j. rozpusteného fosforu, t. j. PO₄‘. Častice fosforu môžu byť suspednované v kale rovnako ako iné vločky. Použitie vápnika (Ca) tiež povedie k obmedzenému zníženiu chemickej spotreby kyslíka (COD), čo znamená, že Ca zráža iné soli ako len ortofosforečnan.

Zdá sa, že bez ohľadu na chemické rozdiely medzi rôznymi organickými odpadavými produktmi povedie jednoduchá tepelná úprava a hlavne tepelná úprava v kombinácii s alkalickou hydrolýzou ku zvýšenému výťažku plynu. Navyše sa zdá, že kombinácia vysokých teplôt a vysokého pH počas predúpravy vedie k účinnejšej sanitácii organického materiálu v porovnaní so samotným anaeróbnym vyhnívaním, či už je termofilné alebo mesofilné.

Je potrebné poznamenať, že v zákonnom nariadení č.823 dánskeho ministra pre životné prostredie a energiu je zakotvené, že riadená sanitácia spočíva v zdrženej dobe 1 h pri 70 °C. Z tohto hľadiska spočíva úprava podľa výhodných vyhotovení vynálezu v jednotýždňovom udržovaní na teplote 70 °C pred dvojitým po sebe nasledujúcim anaeróbnym vyhnívaním (termofilným alebo mezofilným), o ktorom sa zdá, že celkom zlikvidujú všetky známe veterinárne alebo ľudské mikrobiálne a zoonotické patogény. Výhodne sa tiež zlikvidujú alebo aspoň podstatne čo do počtu zredukujú prióny BSE.

Celkový výsledok je, že všetky infekčné organizmy v kale sú zlikvidované a teda sa nerozširujú do životného prostredia, keď sa hnoj rozváža na pozemok. To tiež umožňuje vyplachovať objekty pre dobytok vyhnitým kalom, aby sa chlievy udržiavali čisté. Tým sa zabráni krížovým infekciám medzi zvieratami. Tiež to dovoľuje ďalšie používanie vody na oplachovanie zvierat a vyplachovanie prasačích chlievov, prepieranie odplynov atď. s účinkami, že sa zabráni emisiám zápachu, prachu a infekčným zárodkom do vzduchu. Je to možné, pretože kal s ďalšou vodou sa neskladuje až do doby, keď je dovolené hnojenie pozemku. Kal bez dusíka sa môže rozstrekovať na pozemok v priebehu roka.

Predúprave a teda sterilizácii sa dáva prednosť, aby sa umožnilo jeho následné rozstrekovanie na poľnohospodárske pozemky.

Bude jasné, že súčasný vynález sa týka množstva rôznych aspektov vynálezu, ktoré predstavujú jednotlivo alebo v kombinácii patentovateľné vynálezy samy osebe. Nižšie sa uvádza opis rôznych jednotlivých častí (zložiek) jedného aspektu predmetného vynálezu. Prehľad zložiek je uvedený na obr. 5 a 6.

Rozumie sa, že vybrané zložky môžu vytvárať základ pre iné hľadiská predmetného vynálezu. Vynález v žiadnom prípade nie je obmedzený len na kombináciu celého zoznamu zložiek, ktoré sú tu opísané. Z opisu bude jasné, kedy sa iné hľadiská vynálezu týkajú len niektorých tu opísaných súčastí. Nevymedzujúce príklady týchto hľadísk zahŕňajú zariadenie na koncentrovanie dusíka alebo fosforu alebo draslíka, výrobu energie založenú na zložkách stripovacej nádrže, varič vápna a fermentor a spracovanie odpadovej vody z chovu zvierat.

Taktiež sa rozumie, že uvedené hľadiská, ktoré sa okrem iného týkajú sanitačných hľadísk, nemusia nutne zahŕňať všetky zložky uvedené neskôr. Úlohy týkajúce sa asanácie sa tiež chápu tak, že zahŕňajú kombináciu len niektorých opísaných zložiek.

Budovy 1 na chov zvierat:

Budovy 1 na chov zvierat slúžia na zabezpečenie optimálnej bezpečnosti potravy a kvality potravy, optimálnej pohody zvierat a pracovných podmienok pre pracovný personál v budovách, optimálne riadenie kalu vhodného na úpravu v energetickej jednotke zelenej farmy (GreenFarmEnergy plánt) a zníženie emisií do externého životného prostredia na minimum (čpavku, prachu, zápachu, metánu, oxidu dusného a iných plynov).

Systém budov 1 na chov zvierat sa môže skladať z jednej alebo viacerých budov na skoré odstavenie s celkom 10 sekciami, navrhnutými na produkciu 250 zvieracích jednotiek ročne. V každej sekcii budovy je napr. 640 odstavčiat (7 až 30 kg) alebo 320 jatkových ošípaných (30 až 98 kg).

Možno očakávať, že sa ročne vyprodukuje okolo 10 000 m³ kalu. Navyše k tomuto objemu sa bude recyklovať budovami procesná voda v objeme 5000 až 10 000 m³. Systém ustajnenia musí výhodne spĺňať nasledujúce hlavné podmienky:

1. Systém s dvomi klímami: prasačie chlievy musia výhodne byť navrhnuté ako systémy s dvomi klímami. Zadná časť prasačích chlievov bude vybavená nastaviteľnou krytinou, ktorá bude ošípaným poskytovať príležitosť vybrať si medzi relatívne teplým prostredím pod zastrešením a relatívne chladným prostredím v zostávajúcej časti prasačieho chlieva. Teplotný rozdiel bude v rozsahu od 5 do 10 °C.

Keď odstavčatá dorastú do asi 30 kg, krytina sa použije na dosiahnutie všeobecne chladnejších teplôt v budove na chov zvierat samotné. Ošípané môžu byť v teple pod krytinou. Keď sa umožnia chladnejšie teploty, je možné zvýšiť vetranie tiež počas chladnejších období.

2. Zamestnanie: Ošípaným sa s výhodne ponúkne slama z automatu. Tým sa stimuluje vyhľadávacie a rycie chovanie ošípaných, pretože si sami nazbierajú slamu z automatu. Slama slúži tiež ako energetický zdroj v energetickej jednotke.

3. Ohrev: Teplo z energetickej jednotky sa výhodne recykluje do budov na chov zvierat. Teplo sa môže získavať dvomi oddelenými cirkulačnými systémami. Jeden je umiestnený pod krytinou na 30 až 35 °C, ktorý vytvára ošípaným príjemnú mikroklímu, drží podlahu v suchu a znižuje rast baktérií na podlahe. Druhý poskytuje teplo do celého priestoru v budove chov zvierat pomocou rúrok pozdĺž stien budovy. Druhá cirkulácia je združená s riadeným vetraním.

4. Sprchy: Sprchy sú výhodne zriadené nad latkami, ktoré pokrývajú 1/4 celkovej plochy podlahy. To motivuje ošípané, aby kálali na latky a nie na pevnú podlahu. Voda zo spŕch splachuje hnoj do kanálov, čo zabraňuje zápachu, stratám čpavku atď. Čisté pevné podlahy podstatne znižujú možné infekcie z patogénov, ako je Salmonella, Lavsonia atď.

5. Splachovanie: Kanály s hnojom sú výhodne niekoľkokrát denne splachované. Uskutočňuje sa to splachovaním kanálov procesnou vodou z energetickej jednotky. Hnoj sa vedie do centrálneho kanála pomocou ventilov.

6. Konštrukcie kanálu: Povrch hnoja sa zmenší použitím kanálov v tvare písmena V a optimálnym spracovaním kanálov. To je zásadné kvôli zníženie emisií z budov na chov zvierat.

7. Vetranie. Vetranie je skonštruované tak, že 20 % maximálneho vetrania sa odvádza dole pod latky a cez latky, do ústrednej vetracej búdky medzi dvojitými kanálmi v tvare písmena V. Počas 60 až 80 % roka postačuje 20 % maximálneho vetrania na zabezpečenie mierneho vetrania.

8. Kŕmenie: Krmivo je dodávané vlhkými kŕmiacimi zariadeniami, ktoré poskytuje krmivo ad libitum.

Zberná nádrž 2 na kal:

Funkcia zbernej nádrže 2 na kal je zbierať kal (brečku) z denného splachovania budov na chov zvierat a pracovať ako vyrovnávajúci zásobník pred čerpaním do hlavnej zbernej nádrže. Kal sa odvádza do zbernej nádrže 2 na kal pomocou gravitácie. Jej objem môže byť každý vhodný, ako je napr. 50 m³. Nádrž sa dá vyrobiť z betónu a môže byť umiestnená pod podlahou v budovách na chov zvierat tak, že kal z budov môže byť odvádzaný do zbernej nádrže 2 pomocou gravitácie.

Hlavná zberná nádrž 3:

Kal zo zbernej nádrže 2 na kal je výhodne čerpaný do hlavnej zbernej nádrže 3. Do hlavnej zbernej nádrže 3 sa taktiež môžu pridať iné typy kvapalného hnoja alebo odpadu z iných fariem alebo jednotiek. Takouto možnosťou je kal z norkovej farmy, kal pochádzajúci z dobytka, melasy, destilačné zbytky, siláž atď. Tieto látky sa privádzajú k hlavnej zbernej nádrži 3 nákladný autom a dávajú sa rovno do hlavnej zbernej nádrže 3. Objem či kapacita sa volí tak, ako je to vhodné, napríklad 1000 m³. Hladina v stripovacej nádrži výhodne riadi čerpadlo, ktoré čerpá kal z hlavnej zbernej nádrže 3. Nastavenie dávky môže byť ručné alebo automatické. Maximálna kapacita sa volí podľa okolností.

Pridávanie vápna (CaO) zo zariadenia 4 na uskladnenie vápna:

Keď sa čerpá kal zo zbernej nádrže 2 na kal do stripovacej nádrže, pridáva sa ku kalu zariadením 4 na uskladnenie vápna vápno (CaO), aby sa zvýšilo pH. Rozvod na pridávanie vápna je výhodne taký, že zvládne pridávanie 30 až 60 kg CaO/kg sušiny. Vápno je výhodne dodávané ako prášok, ktorý sa môže fúkať do sila z nákladného auta. Objem či kapacita sila môže byť napríklad 50 až 75 m³. Dávka 30 až 60 g/kg sušiny odpovedá približne 6 až 12 kg CaO za hodinu pri kapacite 3,5 m³/h s 6 % sušiny.

Keď sa vápno pridáva priamo do kalu (6 % sušiny), je dávka vápna okolo 60 g/kg sušiny (čo je asi 8,8 kg CaO/h). Dáva sa ale prednosť tomu, pridávať vápno priamo do jednotky alkalickej tlakovej sterilizácie a hydrolýzy. Keď sa vápno pridáva priamo do tlakovej jednotky (energiu obsahujúci organický materiál (E-médium) má 20 až 70 % sušiny), je dávka vápna okolo 30 až 60 g/kg sušiny. 60 g/kg sušiny sa rovná asi 342 kg CaO na várku, zatiaľ čo 30 g/kg sušiny sa rovná asi 171 kg CaO na várku.

Inštalácia váhy:

Váha 5 bude výhodne vážiť vstupujúce E-médium (energiu obsahujúci organický materiál). Dodávatelia budú výhodne špecifikovať typ média, ktorý sa dodáva do jednotky, t. j. hlboká podstieľka, energetické plodiny atď. rôzneho typu.

Špecifikácia sa uskutoční výberom relevantného E-média na riadiacom paneli. Podľa registrácie na paneli dodávateľov sa zaznamená hmotnosť obdržaného E-média vrátane špecifikácie média.

Riadenie tak špecifikuje pre každé E-médium (pozri alkalická hydrolýza) energetický potenciál, požadovanú dobu ohrevu a požadovanú zdržnú dobu.

Prijímacia stanica 6 pre hlbokú podstieľku a energetické plodiny:

Prijímacia stanica 6 bude dostávať hlbokú podstieľku napr. od hydiny alebo iných zvierat, ako i energetické plodiny. Prijímacia stanica 6 je výhodne veľké silo vybavené na podlahe niekoľkými slimákovými dopravníkmi. Nákladné autá budú vyprázdňovať svoj náklad E-média priamo do sila. Objem a kapacita môže byť akákoľvek vhodná k okolnostiam, ako je napr. ročná kapacita E-média (okolo 51,5 % sušiny) asi 9800 t. Objem sila môže byť od niekoľko kubických metrov do asi 100 m³, čo zodpovedá trojdennej kapacite (65 h). Materiály sú výhodne betón a oceľ.

Silo 7 na uskladnenie energetických plodín:

Silo 7 na uskladnenie energetických plodín slúži na zabezpečenie skladovacieho prostriedku pre energetické plodiny. Plodiny sú výhodne konzervované ako siláž. Objem alebo kapacita môžu byť napr. od 5000 do 10 000 m³. Silo 7 na uskladnenie energetických plodín môže byť uzatvorené oddelenie, z ktorého sa zbiera silážna šťava a čerpá sa do hlavnej zbernej nádrže 3.

Dopravný a homogenizačný systém 8 pre hlbokú podstieľku a energetické plodiny:

Dopravný a homogenizačný systém 8 pre hlbokú podstieľku a energetické plodiny výhodne dostáva E-média zo slimákových dopravníkov v podlahe prijímacej stanice. E-média môžu byť dopravované ďalšími slimákovým dopravníkmi do varičových jednotiek a súčasne výhodne macerovaná integrovaným macerátorom. Objem či kapacita môžu byť akékoľvek také, ako to vyžaduje podľa okolností vrátane asi 1,5 m³ E-média/h alebo 8200 t E-média/rok. Kapacita dopravného a homogenizačného systému 8 je výhodne aspoň okolo 30 m³/h. Tri základné parametre musia riadiť pridávane E-média, t. j. objem, hmotnosť na objem a dobu. Z týchto parametrov sa stanovuje objem za jednotku času, doba a tým i celkový objem a hmotnosť.

Tlakový varák s vápnom 9:

Tlakový varák s vápnom 9 musí slúžiť dvom hlavným účelom, t. j. v prvom rade likvidovať mikrobiálne patogény v E-médiu, hlavne v hlbokej podstieľke z rôznych chovov hydiny alebo iných zvierat a za druhé, tiež súčasne hydrolyzovať štrukturálne zložky podstieľky, aby sa stali dostupné pre mikrobiálne vyhnívanie vo fermentoroch.

Tlakový varák s vápnom 9 musí tiež výhodne vylúčiť alebo aspoň podstatne znížiť výskyt priónov BSE, pokiaľ sú prítomné v odpade privádzanom do tlakového varáku s vápnom 9. Takýto odpad obsahuje mäsovú a kostnú múčku, živočíšne tuky alebo podobné produkty zo spracovania zvierat, ktoré sa nepoužívajú na spotrebu.

Plnenie tlakového sterilizátora uskutočňuje dopravný a homogenizačný systém 8, ktorý dopravuje E-média dovnútra podľa typu E-média tak, ako je definovaný na inštalovanej váhe 5.

Tlakový varák s vápnom 9 sa skladá z dvoch rovnakých jednotiek, t. j. dvoch predĺžených rúrkovitých horizontálnych komôr so stredovým slimákom. Dve rúrky sú pripevnené jedna na druhej, aby sa zabezpečilo ľahké plnenie dolnej rúrky. Jednotky tlakového varáka s vápnom 9 sú na spodnej strane pokryté dutým plášťom. Plášť odvádza do média teplo z pary, ktorá je v plášti.

Vápno sa pridáva do hornej jednotky tlakového varáku s vápnom 9 zo sila s vápnom, napr. v množstve 342 kg na várku.

Spodná rúrka dostáva predhriate E-médium z hornej jednotky.

Spodná jednotka tlakového varáku s vápnom 9 sa vyprázdňuje do malej miešacej nádrže s obsahom 25 m³. Tu sa E-médium mieša s kalom z hlavnej zbernej nádrže 3. Zmes sa následne čerpá do stripovacej nádrže.

CaO rúrka má obchvat, takže sa dá CaO pridávať priamo do miešacieho zásobníka pod dvomi rúrkami. Miešacia komora sa používa na miešanie sterilizovaného E-média a surového kalu z prijímacej nádrže, aby sa získala homogénna biomasa a znovu sa využilo teplo z E-média.

Ústredné parametre spôsobu sú obsah sušiny v E-médiu, teplota, tlak a pH. Zo širokého rozsahu možných kombinácii je optimálne nastavenie parametrov teplota 160 °C, tlak 6 barov, obsah sušiny približne 30 % a pH približne 12.

Zdržná doba v tlakovom varáku s vápnom 9 sa skladá z niekoľkých fáz: 1. času plnenia, 2. doby predhrevu v hornej rúrke, 3. čas ohrevu v spodnej rúrke, 4. retenčného času pri vybranej teplote a tlaku, 5. doby uvoľnenia tlaku, 6. doby vyprázdňovania a 7. doby čistenia.

Plniaca fáza sa skladá z času potrebného na dopravu E-média do tlakového sterilizátora a jeho zmiešanie s pridávaným kalom. Doba plnenia bude približne 10 min. PO naplnení sa E-médium ohreje na 160 °C pri tlaku 0,6 MPa (6 barov). Predhrev sa uskutočňuje v hornej rúrke a konečný ohrev v dolnej rúrke. Očakáva sa, že doba ohrevu bude približne 30 až 40 min.

Zdržná doba pri požadovanej teplote a tlaku bude približne 40 minút (pri 160 °C a 0,6 MPa (6 barov)).

Doba uvoľnenia tlaku bude približne 10 minút. Tlak sa uvoľňuje do stripovacej nádrže.

Vyprázdňovanie sa dosiahne chodom slimákových dopravníkov.

Doba čistenia. Čistenie sa uskutočňuje príležitostne, všeobecne nie je nutné.

Objem tlakového variča je 10 m³ na jednotku a stupeň naplnenia je približne 75 až 90 %. Objem zmiešavacieho zásobníka je 25 m³.

Uvedený je príklad prevádzkových podmienok:

	Rozsah	Navolené	Jednotky
Celková sušina	10 až 30	30	% celkovej hmotnosti
Teplota	120 až 160	160	°C
Tlak	0,2 až 0,6 (2 až 6)	0,6 (6)	MPa barov
Hodnota pH	10 až 12	12	eh

Na paneli pre dodávateľov, kde sa registrujú E-médiá, sa na nastavenie sterilizačnej jednotky výhodne definuje nasledujúce: hmotnosť, objem a druh E-média. Tak je možné definovať pre každé E-médium dopravené do tlakového variča nasledujúce:

- energetický potenciál pre každé E-médium,

- nutnú dobu ohrevu,

- nutnú retenčnú dobu,

- nutnú dobu miešania s kalom,

- nutné použitie energie v závislosti od E-média,

- stupeň naplnenia, signál z radaru či mikrovlnného meracieho prístroja,

- hodnota na empirickej báze závisiacej od vizuálneho sledovania obsluhou.

Zmiešavacia nádrž a počas tlaku sterilizované E-média a surový kal:

Po sterilizácii a hydrolýze v tlakovej jednotke sa nechá upravená biomasa expandovať v zmiešavacej nádrži 10, ktorá je výhodne umiestnená pod tlakovou jednotkou. Nadmerný tlak (para) sa uvoľňuje do stripovacej nádrže, aby sa zbieral čpavok a prenášalo sa teplo do stripovacej nádrže s biomasou pred expanziou do zmiešavacej nádrže.

Účelom zmiešavacej nádrže je miesiť studený surový kal z prijímacej nádrže s horúcim sterilizovaným E-médiom, kvôli dosiahnutiu prenosu tepla (opätovné využitie tepla) a zmiešavame obidvoch médií.

Objem či kapacita je napríklad okolo 25 m³. Dá sa použiť každý vhodný materiál vrátane izolovaného sklolaminátu. Pracovná teplota je spravidla okolo 70 až 95 °C.

Nádrž 11 na kvapalnú biomasu:

Kvapalná biomasa obsiahnutá v nádrži 11 na kvapalnú biomasu sa použije na zabezpečenie dostatočnej výroby bioplynu počas nábehová fáze celej jednotky, ale tiež sa môže príležitostne použiť, keď je táto kvapalná biomasa k dispozícii. Kvapalná biomasa obsahuje napr. rybí olej a zvieracie alebo rastlinné tuky. Tiež sa dajú použiť vinázy a melasy, ale to nie je vhodné kvôli relatívne vysokému obsahu vody a teda nízkemu potenciálnemu energetickému obsahu na kg produktu.

Objem/kapacita je spravidla okolo 50 m³ a vhodný materiál na nádrž je nehrdzavejúca oceľ. Obsahom nádrže 11 na kvapalnú sú výhodne kvapaliny a pevné látky majúce veľkosť častíc max. 5 mm. Výhodne je k dispozícii miešanie, ako aj ohrievací systém na riadenie teploty, ako sú prívodné čerpadlá do fermentoru či fermentorov. Teplota má byť výhodne min. 75 °C, takže olejová alebo tuková biomasa sa môže čerpať do fermentoru alebo fermentorov.

Stripovacia nádrž 12:

Stripovacia nádrž 12 výhodne prijíma nasledujúce médiá:

kal zo zbernej nádrže 2 na kal alebo

E-média z tlakového variča alebo

- možno kvapalinovú biomasu z nádrže na kvapalnú biomasu alebo odpadnú vodu z usadzováku alebo prípadne po K-separácii.

Účel nádrže je regenerovať teplo použité v tlakovom variči pri ohreve kalu zo zbernej nádrže 2 na kal na zmiešanie E-média s kalom a teda na výrobu homogénneho nástreku do fermentorov na riadenie pH pred privedením do fermentorov a na sanitáciu kalu.

Stripovacia nádrž 12 stripuje čpavok v 1. kroku a plyn je odvedený do absorbčnej kolóny, ktorá je spoločná pre konečný stripovací proces, krok 2. Mikrobiálne patogény sa vylúčia a médium/kal sa pripraví na anaeróbne vyhnívanie.

Jedným v súčasnosti uprednostňovaným tvarom stripovacej nádrže 12 je nasledujúce:

Dno/podlaha

- s izolovaným betónovým kužeľom smerujúcim nadol v uhle 20°,

- zhoršené miešanie/piesok sa odstraňuje z podlahy použitím mamutkového čerpacieho systému, cez deň sa umiestni pieskový filter, ktorý môže byť vyprázdnený cez externé rúrkové spojenie. Tiež je byť možné vyprázdniť stripovaciu nádrž 12 cez filter.

Vršok/strop

- s kužeľovou konštrukciou zo sendvičového izolovaného izoftalového polyesteru (zapuzdrená pena). Uhol kužeľa je približne 10°,

- je namontovaný vodný kropiaci systém na zabránenie tvorby peny pri miešaní a pri vlastnom spôsobe,

- pomalobežný miešací systém sa umiestni na vršok kužeľa, aby sa zabezpečila optimálna homogenizácia, optimálne odparovanie čpavku a optimálna distribúcia tepla v médiu, čpavok sa dopravuje cez vlhký vzduch v rúrke do absorpčnej jednotky.

Strana/stena

- s valcovou konštrukciou zo sendvičového izolovaného isoftalového polyesteru (zapuzdrená forma),

- namontované je približne 600 metrov vykurovacích rúrok 5/4 (31,75 mm) v tvare valcového kruhu vnútri stripovacej nádrže 12 na ohrev média,

- namontované sú nejaké tepelné vysielače na reguláciu tepelného procesu,

- namontovaný je prístroj na meranie pH na regulovanie dodávky kyseliny do média,

- uprostred stripovacej nádrže 12 je umiestnený difuzér čpavkovej pary. Čpavková pera, ktorá sa vytvára v jednotke alkalickej sterilizácie a hydrolýzy, sa difunduje do média.

Objem/kapacita: Valcová stena má vnútorný priemer okolo 12 m a výšku 9 m. To znamená nádrž s manipulačným objemom približne 1000 m³ vrátane kužeľového dna.

Hydraulická zdržná doba pre kal a E-média je okolo 7 dní a absolútne minimálna zdržná doba je okolo 1 hodiny.

V jednom výhodnom vyhotovení je dno v podstate vyrobené z betónu, armovacieho železa a tlaku odolávajúcej izolácie. Povrch v styku s médiom je pokrytý isoftalovým polyesterom na zabránenie korozívneho poškodenia betónu a armovacieho železa. Všetky rúrky namontované v dne sú buď z polyesteru alebo z nehrdzavejúcej ocele. Vršok a spodok sú v podstate sendvičové konštrukcie a sú izolované isoftalovým polyesterom (zapuzdrené madlo). Všetky namontované rúrky sú buď z polyesteru alebo z nehrdzavejúcej ocele.

Iné diely:

- miešací prvok je vyrobený z nehrdzavejúcej ocele, ohrievací prvok je vyrobený z ocele a/alebo nehrdzavejúcej ocele,

- všetky ostatné zložky umiestnené v stripovacej nádrži 12 sú vyrobené z nehrdzavejúcej ocele.

V jednom výhodnom vyhotovení sú implicitné hodnoty parametrov na stripovanie čpavku z kalu v systéme nasledujúce: teplota okolo 70 °C, pH je 10 až 12, pomer kvapaliny k plynu je menší ako 1 : 400, prevádzka trvá 1 týždeň a dosiahne sa účinnosť väčšia ako 90 %.

Uvedený je príklad možných prevádzkových podmienok:

Médium: Všetky druhy kvapalného zvieraceho hnoja a tlakovo sterilizovaných pevných látok alebo kvapalné E-médium, rôzne organické odpady, CaO

Prevádzková teplota: 70 až 80 °C

Prevádzková kombinácia plynu: 80 % NH₄, 15 % CO₂, 3 % O₂, 2 % iných plynov Izolačný koeficient k: 0,20 W/m²K

Prevádzkový maximálny tlak: -2 kPa (+20 mbarov) abs.(žiadne vákuum)

Maximálna viskozita v médiu: 15 % celkovej sušiny

Rozsah zásaditosti-kyslosti: 5 až 10 pH

Abrazívne zbytky v médiu (okrem piesku): 1 až 2 %

Maximálna teplota v ohrievacích prvkoch:

Maximálny výkon ohrievacích prvkov:

Prevodný účinok:

°C

600 kW

7,5 kW/20 až 25 ot/min.

Stripovacia nádrž 12 dodáva do fermentorov 13 bioplynu alebo fermentorov 13, 14, 15 bioplynu upravený materiál na fermentáciu. V časovanom procese bude materiál transportovaný do fermentorov 13, 14, 15 bioplynu. Potreba materiálu závisí od vyhnívacieho procesu v fermentoroch 13, 14. 15 bioplynu. Dá sa využiť jeden, dva, tri alebo viacero fermentorov 13, 14, 15 bioplynu.

Stripovacia nádrž 12 je pravidelne plnená kalom a E-médiom z alkalického tlakového procesu. Nakoniec sa získa sušina okolo 15 % (15 % celkov sušiny). Obsah v stripovacej nádrži 12 je regulovaný spínačom hladiny. Jednotka, ktorá meria celkovú sušinu, reguluje celkový obsah sušiny. Každú 1 hodinu po plnení kalom a E-médiom je možné odčerpať E-médiom do fermentoru 13 bioplynu alebo fermentorov 13, 14, 15 bioplynu.

Vršok stripovacej nádrže 12 je výhodne vetraný cez jednotku absorbujúcu čpavok (krok 1) a jednotka na meranie pH reguluje potrebu CaO.

Teplota E-média sa reguluje pomocou vysielačov teploty.

Časovaný proces môže prípadne čerpať vodu alebo kal do kropiaceho systému, aby sa zabránilo tvorbe peny.

Fermentory na výrobu bioplynu:

Vyhnívanie biomasy sa uskutočňuje vo viacstupňovom fermentačnom systéme, ktorý výhodne zahŕňa tri fermentory 13, 14 a 15 bioplynu. Systémy majúce menej fermentorov a viac fermentorov sa dajú tiež použiť.

Fermentory 13. 14 a 15 bioplynu sú výhodne napojené na dosiahnutie maximálnej flexibility a optimálnej výroby bioplynu. Fermentory 13, 14 a 15 bioplynu sa navrhnú tak, aby pracovali tak za termofilných teplôt (45 až 65 °C), ako aj mesofilných teplôt (25 až 45 °C).

Vyhnívací proces môže byť optimalizovaný z hľadiska rýchlosti plnenia organickými látkami, zdržnej doby a maximálneho vyhrávania (min. 90 % VS). Sú zahrnuté aj tepelné hady na ohrev biomasy na uprednostňovanú prevádzkovú teplotu.

Hore upevnený pomalobežný miešací systém zabezpečuje optimálnu homogenizáciu a distribúciu tepla v biomase.

Regulácia pH je možná pridaním organickej kyseliny (kvapaliny) v potrebných množstvách.

Do fermentorov 13, 14 a 15 bioplynu výhodne prichádzajú nasledujúce médiá:

- E-médiá zo stripovacej a asanačnej nádrže 12,

- kvapalná biomasa z nádrže na kvapalnú biomasu,

- kyseliny z nádrže 16 na organickú kyselinu.

Špecifický tvar nádrže môže byť vo výhodnom vyhotovení nasledujúci:

Dno/spodok s izolovaným betónovým kužeľom smerujúcim nadol v uhle 20°,

- kal/piesok sa odstraňuje zo spodku použitím mamutkového čerpacieho systému,

- na dne je umiestnený pieskový filter, ktorý môže byť vyprázdnený cez externé rúrkové spojenie. Tiež je možné vyprázdniť nádrž cez filter.

Vršok/strop

- s kužeľovou konštrukciou z mäkkej ocele. Uhol kužeľa je približne 10°,

- je namontovaný vodný kropiaci systém na zabránenie tvorby peny z miešacieho procesu a procesu všeobecne,

- pomalobežný miešací systém je umiestnený na kuželi na zabezpečenie optimálnej homogenizácie a optimálnej distribúcie tepla v médiu,

- bioplyn sa transportuje cez vlhký vzduch v rúrke do plynového vaku.

Strana/stena s valcovou konštrukciou z mäkkej ocele,

- je namontovaných približne 600 metrov ohrievacích rúrok 5/4“ (31,75 mm) vo valcovom kruhovom tvare vnútri nádoby na ohrev média,

- sú namontované určité teplotné vysielače na reguláciu spôsobu ohrevu,

- je namontovaný prístroj na meranie pH na regulovanie dodávky kyseliny do média, okrem steny valca na spodku je namontovaný izolovaný ventilový/čerpací priestor. Objem/kapacita každej nádrže môže mať každý vhodný objem vrátane čistého objemu okolo 1700 m³.

Materiály pre fermentory 13, 14 a 15 bioplynu môžu byť napr. tie, ktoré sú špecifikované nižšie:

Spodok

- spodok je v podstate vyrobený z betónu, armovacieho železa a tlakotesnej izolácie,

- povrch, ktorý je v styku s médium, pokrytý izoftalovým polyesterom na zabránenie korozívneho poškodenia betónu a armovacieho železa,

- všetky rúrky namontované na spodku sú buď z polyesteru, alebo nehrdzavejúcej ocele.

Vršok a stena

- vršok a stena sú v podstate skonštruované z mäkkej ocele,

- všetky namontované rúrky sú buď z polyesteru, nehrdzavejúcej ocele alebo z mäkkej ocele.

Iné súčasti

- miešací prvok je z mäkkej ocele,

- ohrievacie prvky sú z mäkkej ocele,

- všetky ostatné súčasti umiestnené vnútri nádrže sú z nehrdzavejúcej ocele alebo z mäkkej ocele.

Prevádzkovými podmienkami môžu byť každé vhodné podmienky vrátane:

Médium: Všetky druhy zvieraceho hnoja, primáme prasačí kal.

Macerované energetické plodiny.

Určité druhy organických odpadov, CaO, organické kyseliny.

Prevádzková teplota: 35 až 56 °C

Prevádzková kombinácia plynu: 65 % NH₄, 33 % CO₂, 2 % iných plynov

Izolačný koeficient k: 0,26 W/m²K, tepelná strata sa odhaduje na 10 kW

Prevádzkový maximálny tlak: +2 kPa (+20 mbarov) abs.(žiadne vákuum)

Maximálna viskozita v médiu: 12 % celkovej sušiny

Rozsah zásaditosti-kyslosti: 5 až 10 pH

Abrazívne zbytky v médiu (okrem piesku): 1 až 2 %

Maximálna teplota v ohrievacích prvkoch: 80 °C

Maximálny výkon ohrievacích prvkov: 600 kW

Prevodný účinok: 7,5 kW/20 až 25 ot/min.

Vyhnívanie sa bude uskutočňovať pri asi 55 °C. Tepelná strata sa odhaduje na asi 10 kW.

Biomasa v nádrži sa môže počas 14 dní ohriať z 5 °C na 55 °C a je možné pridanie kyseliny na úpravu pH.

Nádrž 16 na organickú kyselinu na nastavenie pH vo fermentoroch:

Tiež je prítomná nádrž 16 na organickú kyselinu na nastavovanie pH vo fermentore či fermentoroch.

Vyrovnávacia nádrž 17 na odplynený kal pred usadzovákom:

Po vyhnití biomasy vo fermentoroch sa odplynená biomasa čerpá do malej vyrovnávacej nádrže 17 pred tým, ako sa podrobí deleniu v usadzovacej odstredivke 18.

Usadzovacia odstredivka 18:

Funkciou usadzovacej odstredivky 18 je extrahovať suspendované pevné látky a fosfor z biomasy.

Usadzovacia odstredivka 18 separuje vyhnitú biomasu do dvoch frakcií 1. pevných látok vrátane fosforu, a 2. odpadnú vodu.

Frakcia pevných látok obsahuje 25 až 35 % sušiny. Približne 90 % suspendovaných pevných látok a 65 až 80 % obsahu fosforu vo vyhnitej biomase sa extrahuje. V prípade pridania PAX (Kemira Danmark) do vyrovnávacej nádrže pred oddelením v usadzovacej odstredivke 18 sa dá extrahovať približne 95 až 99 % P. Frakcia pevných látok sa dopravuje do kontajnerov pomocou bezhriadeľových slimákových dopravníkov.

Odpadová voda obsahuje 0 až 1 % suspendovaných pevných látok a rozpusteného draslíka. Suspendované pevné látky závisia od pridania PAX. Základnou zložkou odpadových vôd je rozpustený draslík, ktorý robí asi 90 % pôvodného obsahu draslíka v biomase. Odpadová voda sa čerpá do nádrže na odpadovú vodu.

Nádrž 19 na zbieranie polotuhej frakcie obsahujúcej fosfor na frakciu P a jej úpravu:

Z usadzovacej odstredivky 18 sa môže frakcia tuhých látok (rutinne nazývaná frakcia P (fosforu) dopravovať do radov zásobníkov pomocou dopravných slimákov a pásov vytvárajúcich nádrž 19 na zbieranie polotuhej frakcie obsahujúcej fosfor.

Spoločný dopravný pás dopravuje frakciu P do skladovania, kde sa vrství, pokrýva kompostovacou fóliou a nechá sa vyzrieť na kompost. Pri kompostovaní sa frakcia P ďalej vysuší a obsah sušiny sa tak zvýši na 50 až 60 %.

Druhý krok stripovania dusíka:

Dáva sa prednosť účinnému stripovaniu čpavku z odpadovej vody a zvyškovému obsahu okolo 10 mg NH₄-N/liter alebo menej.

Druhý stripovací krok sa výhodne uskutočňuje použitím parného stripera 20 pary, ktorý pracuje pri okolitom tlaku. Striper 20 pary v princípe ťaží z rôznych teplôt varu čpavku a vody. Pri teplotách v blízkosti 100 °C je extrakcia čpavku najúčinnejšia. Použitie energie na ohrev nástreku je základným prevádzkovým parametrom. Stripovacia jednotka preto predhreje nástrek pred vstupom do stripovacej kolóny do blízkosti 100 °C. To sa dosiahne použitím pary (alebo teplej vody a pary) z motorogenerátorovej jednotky v tepelnom výmenníku medzi parou a vodou.

Po ohreve nástrek vstupuje do kolóny striperu 20 pary a prebubláva cez kolónu stripera 20 pary, zatiaľ čo sa súčasne ohrieva na prevádzkovú teplou protiprúdom čerstvej pary. Zmes pary a plynného čpavku sa následne kondenzuje v dvojstupňovom kondenzátore.

Zo spodnej kolóny striperu 20 pary sa čerpá voda, ktorá je teraz bez čpavku, pričom hladina je regulovaná čerpadlom.

Stripovaný čpavok sa odvádza do spodku dvojstupňového kondenzátora, kde sa plynný čpavok kondenzuje primárne v protiprúde schladeného čpavkového kondenzátu. Plynný, neskondenzovaný čpavok sa následne kondenzuje v protiprúde čistej vody (môže to byť permeát z konečného kroku reverznej osmózy). Ak je použitie kyseliny žiaduce alebo potrebné, je namieste použiť v tomto stupni kyselinou sírovú. Je tak možné dosiahnuť vyššiu konečnú koncentráciu čpavku. Sprchový kondenzátor je výhodne skonštruovaný z polyméru, aby sa umožnilo použitie kyselín.

Absorpčná kolóna 21 čpavku (na použitie s prvým alebo druhým stripovaním dusíka):

Používa sa kondenzačný skrubr, aby sa získala pružnosť, čo sa týka pridávania kyseliny. Absorpčná kolóna 21 čpavku je výhodne skonštruovaná v dvoch sekciách tak, že frakcia čpavku neskondenzovaná v prvej sekcii sa následne skondenzuje v druhej sekcii. Koná sa tak v plnom protipúde, takže pridávanie vody je čo najviac obmedzené. Tým sa dosiahne maximálna koncentrácia čpavku v konečnom kondenzáte (väčšia ako 25 %). Čpavkový produkt sa dá vyčerpať zvláštnym čerpadlom alebo sa dá odoberať z ventilu na cirkulačnom čerpadle. Absorpcii sa dá napomôcť pridaním kyseliny sírovej do vody v protiprúde.

Nádrž 22 na kyselinu sírovú:

Nádrž 22 na kyselinu sírovú sa používa na skladovanie kyseliny sírovej používanej v spôsobe stripovania N.

Nádrž 23 na stripovaný čpavok:

Nádrž 23 na stripovaný čpavok sa používa na skladovanie stripovaného dusíka.

Sklad 24 bioplynu:

Je výhodné zriadiť sklad 24 bioplynu ako vyrovnávací sklad na prívod napr. do motora agregátu s generátorom elektrického prúdu.

Nádrž 25 na odpadovú vodu:

Z inštalovaného usadzováka sa odpadovú voda výhodne čerpá do nádrže 25 na odpadovú vodu.

Nádrž 25 na odpadovú vodu je vybavená ponoreným mikrofiltrom so statickou činnosťou. Mikrofilter odstraňuje častice väčšie ako 0,01 až 0,1 pm. Na membráne sa vytvorí negatívny tlak 20 až 60 kPa (0,2 až 0,6 baru). Permeát sa teda saje cez membránu, ktorá udržuje častice na povrchu membrány. Aby sa zabránilo upchávaniu membrány a odkupovaniu povlaku na povrchu membrány, musia sa povrchy odstraňovať pravidelným spätným preplachovaním.

Kontrolné zariadenie mikroprocesora musí automaticky riadiť extrahovanie permeátu a spôsob spätného preplachovania. Extrakcia sa preruší periodickým spätným preplachovaním napríklad počas doby 35 s každých 300 s prevádzky. Celkový tok bude 2 až 6 m³/h.

Mikrofiltrácii možno napomôcť prevzdušnením. Prevzdušnenie vytvorí na povrchu membrány strižné napätie, ktoré zníži vytváranie povlaku a upchávanie. Ďalej sa prevzdušňuje odpadová voda a stimuluje sa aeróbny rozklad zostatkových organických látok, nitrifikácia a denitrifikácia. Možný zostatkový zápach, nitráty atď. sa tak odstránia počas spôsobu mikrofiltrácie.

Z tejto nádrže 25 sa permeát používa na:

- oplachovanie budov na chov zvierat, kanálov, latiek atď.

- ďalšie delenie. Rozpustený draslík sa skoncentruje pomocou reverznej osmózy, frakcia draslíka sa potom ukladá do oddelenej skladovacej nádrže. Voda na oplachovanie budov na chov zvierat sa môže tiež odoberať z tohto toku permeátu.

- draslík môže byť tiež koncentrovaný inými prostriedkami, ako je mechanické alebo parné stlačovanie. To závisí od špecifického výberu pre každú špecifickú jednotku a množstvo nadbytočného tepla dostupného pre parnú kompresiu.

Nádrž 25 na odpadovú vodu obsahujúca koncentrát z mikrofiltrácie sa vyprázdňuje v pravidelných intervaloch na odstránenie koncentrátu častíc. Ten sa pridáva buď k frakcii draslíka, alebo k frakcii fosforu z usadzovacej odstredivky 18.

Nádrž 26 na zber draselného roztoku

Nádrž 26 na zer draselného roztoku slúži na účely skladovania koncentrátu draslíka (K).

Čistenie plynu

Bioplyn vyrobený vo fermentoroch môže obsahovať stopové množstvá sírovodíka (H₂S), ktorý sa musí odstrániť v čistiacom zariadení 27 bioplynu pred spálením bioplynu v kombinovanej jednotke 28 na teplo a elektrický prúd.

Plyn sa vyčistí využitím schopnosti určitých aeróbnych baktérií oxidovať H₂S na síran. Rod baktérií bude predovšetkým rod Thiobacilus, ktorý je známy z niekoľkých pozemských a morských prostredí. Dajú sa použiť _aj iné rody, ako je Thimicrospira a Sulfolobus.

Nádrž vyrobená zo sklenných vlákien s plastovými rúrkami s veľkou plochou sa vypláchne odpadovou vodou na udržanie obalového materiálu vlhkým. Bioplyn sa vedie cez kolónu s náplňou a k prúdu bioplynu sa pridáva prúd vzduchu (atmosférického vzduchu). Atmosférický vzduch sa pridáva na dosiahnutie koncentrácie kyslíka 0,2 % v prúde plynu, čo je dostatočné množstvo na oxidovanie H₂S bez tohto, aby vznikla výbušná zmes bioplynu a kyslíka. Používa sa vodokružné dúchadlo.

Kombinovaná jednotka 28 na teplo a elektrický prúd (CHP)

Hlavnou zložkou kombinovanej jednotky 28 na teplo a elektrický prúd môže byť napr. plynový motor, pripojený ku generátoru na výrobu elektrického prúdu. Hlavnou prioritou pre kombinovanú jednotku 28 na teplo a elektrický prúd je výroba čo najviac elektrického prúdu k danému teplu. Motor je výhodne chladený vodným okruhom (90 °C) a teplo sa používa v procesore a na ohrev napríklad budov na chov zvierat.

Spaliny sa používajú v rekuperátore na výrobu pary. Para sa používa ako zdroj tepla v procesore, t. j. v tlakovej sterilizačnej jednotke a v druhom striperi dusíka (čomu sa dáva prednosť). V závislosti od množstva pary sa para môže tiež používať na koncentrovanie draslíka v odpadovej vode (odparovaním pôsobením pary).

Medzi parným a tepelným obvodom sa inštaluje tepelný výmenník, takže je možné prenášať teplo z parného systému do tepelného systému.

Navyše k uvedenému motoru s generátorom sa inštaluje parný kotol. Tento kotol sa používa na výrobu tepla na začatie spôsobu a navyše sa používa ako záloha pre motor s generátorom.

Ak sa vyrába viac pary, ako je potrebné pre spôsob prevádzkovaný v jednotke, dá sa zvyšok pary zlikvidvať v chladiči.

Na začatie spôsobu (ohrev fermentačných nádrží) atď. sa získa teplo z vykurovaného kotla. Akonáhle sa dosiahne výroba plynu, tak sa olejový horák prepne na plynový horák. Akonáhle je výroba plynu dostatočná na chod motora, tak sa motor prepne na výrobu tepla.

Oddelenie draslíka

Sú možné aspoň dve alternatívy jednotky 29 reverznej osmózy na oddeľovanie draslíka od odpadovej vody. Pri relatívne vysokých hladinách výroby bioplynu vyrába agregát z motora a generátora teplo (paru s teplotu 160 °C), ktorá sa dá použiť na koncentrovanie draslíka. Destilát bez živín sa dá použiť na zavodňovanie polí alebo na recyklovanie celou jednotkou.

Pri relatívne nízkych kapacitách výroby bioplynu sa dá použiť mikrofilter na filtrovanie častíc väčších ako 0,01 až 0,1 pm z odpadovej vody, čo robí permeát vhodným na úpravu v štandardnom filtri s reverznou osmózou. Draslík sa výhodne koncentruje na 10 až 20 % roztok.

Druhý aspekt (prióny BSE)

Druhým prednostným aspektom vynálezu je možnosť jeho použitia na podstatný pokles alebo na vylúčenie priónov BSE obsiahnutých v hnojivách krmive, odpade z jatiek, mäsovej a kostnej múčke a podobne. To s dosahuje kombináciou predúpravy a vyhnívania. Súčasti uvedené skôr sú doplnené o zariadenie na ďalšiu predúpravu substrátu obsahujúceho prióny BSE, napr. tlakový varič s vápnom. Varenie s vápnom sa dá použiť na hydrolýzu množstva organických substrátov vrátane materiálov obsahujúcich prióny.

Prióny BSE sú proteíny odolné proti pôsobeniu proteázy, ale keď sa upravia s vápnom pri teplotách výhodne okolo 140 až 180 °C, tlakoch výhodne 400 až 800 kPa (4 až 8 barov) a pH okolo 10 až 12, tak sa prióny sčasti hydrolyzujú, tak sa urobia odbúrateľnými pomocou mikrobiálnych enzýmov, ako sú protázy, amidázy atď. Mikróby sú prítomné v bioreaktoroch a pretože substrát je stripovaný pre čpavok, a tak má nízky obsah celkového dusíka proti celovému uhlíku, tak sú mikroorganizmy náchylné na produkovanie ďalších extracelulámych proteináz a proteáz schopných hydrolyzovať prióny BSE. Dlhá zdržná doba tiež prospieva k účinnému rozkladu priónov BSE.

Tretí aspekt (koncentrácia dusíka a fosforu)

Tretím prednostným aspektom vynálezu je, že môže byť použitý na oddelenie hlavných živín, dusíka (N) a fosforu (P), zo zvieracích hnojov a rafinovanie živín na výrobky, ktoré sú hnojivami komerčnej alebo „organickej“ akosti. To sa dosiahne kombináciou zložiek podľa prvej úlohy vynálezu a usadzovacej odstredivky.

Dusík a fosfor sú v kale hlavné živiny, ktoré sú často v živočíšnych produktoch v prebytku. Dusík sa stripuje a zbiera tak, ako je to opísané okolo prvého hľadiska vynálezu, pričom fosfor zostáva vo zvyšnom vyhnitom kale. Ak sa ale použije usadzovacia odstredivka, tak sa fosfor odstráni z kalu spolu s organickými a anorganickými pevnými látkami.

Výsledkom je, že viac ako 90 % dusíka a fosforu v kale sa zoberie ako oddelené frakcie. Zostávajúca odpadová voda obsahuje určité množstvo draslíka a stopové množstvá dusíka a fosforu. Odpadová voda je potom vhodná na rozstriekanie na pozemku kedykoľvek v roku.

Z odpadovej vody je možné extrahovať draslík pridaním membránového prevzdušnenia a filtrácie. Ako difuzéry sa používajú súčasne keramické mikrofiltre a filtre. Filtre sa ponoria do odpadovej vody a prevádzkujú sa prerušovane na prevzdušňovanie a filtráciu. Prevzdušňovanie zabezpečuje rozklad zostávajúcej organickej hmoty a vznik anorganických vločiek. Upravená voda je tak vhodná na membránovú filtráciu, pretože sa zabráni zanášaniu a usadzovaniu. Prevzdušňovanie cez rovnaké membrány (spätné prefukovanie vzduchom) tiež zabraňuje tomu, aby sa membrány upchávali a zanášali.

Vyrobený produkt je koncentrát (hlavne obsahujúci draslík) a prefiltrovaná voda je vhodná na rozstrekovanie na pozemku (je potrebná len veľmi malá plocha). Ako je to podľa prvého hľadiska vynálezu, odpadová voda môže byť tiež recirkulovaná cez budovy na zvierat.

Frakcia obsahujúca fosfor je vhodná na ďalšie sušenie, pri ktorom sa vytvára granulát, ktorý má komerčnú hodnotu. Frakcie obsahujúce dusík a draslík majú tiež komerčnú hodnotu.

Tretím výhodným hľadiskom je hlavne koncentrovanie hlavných živín, dusíka a fosforu (a prípadne aj draslíka), ktoré sú obsiahnuté v kale a iných organických substrátoch na výrobky vhodné ako hnojivá komerčnej akosti.

Keď sa ale usadzovacie odstredivky kombinujú s inými prvkami GFE systému má oddeľovanie bioplynu a kalu, hlavne s jednotkou na stripovanie dusíka, sú pre roľníkov veľmi zaujímavé. Kombinácia stripovania dusíka a usadzovacích odstrediviek znamená, že hlavná čas obsahu dusíka a fosforu v kale je oddelená a zobraná do samostatných frakcií. Je dôležité zdôrazniť, že fosfor, keď je prítomný vo vločkách, sa musí oddeliť v usadzovacej odstredivke.

Dusík a fosfor sa môže pridávať na pole podľa špecifickej potreby každej živiny. Tiež je možné recirkulovať odpadovú vodu odobratú za usadzovacou odstredivkou cez budovy na chov zvierat. Umožňuje to čistenie podláh a latiek a v stajniach sa dosahujú aj ďalšie výhody z hľadiska vnútornej klímy, zníženého obsahu čpavku a iných plynných emisií, častého preplachovania kanálov na kal atď.

Odpadová voda môže obsahovať hlavnú frakciu, ktorou je draslík (K) a menšiu časť tvorí frakcia obsahujúca fosfor (P). To znamená, že v scenári, kde je kal stripovaný kvôli čpavku a rozdelený na fosfor a dusík, môže byť fosfor skladovaný a používaný v celom roku ako odpadová voda.

Dá sa odhadnúť, že potreba plochy na rozptýlenie robí asi 1/4 plochy potrebnej na rozptýlenie kalu, t. j. harmonickej plochy, a že táto 1/4 časti prejde cyklom, kedy bude plne harmonickou plochou počas štvorročného obdobia.

Bez ohľadu na možnosť ďalšej úpravy odpadovej vody (pozri rez), niektorí roľníci budú nepochybne viac ako spokojní so stripovaním dusíka a fosforu s len jedným samostatným reaktorom na vyhnívanie kalu. Môže sa vynechať aj stripovanie fosforu pomocou usadzovacej odstredivky, pretože keď sa skoncentruje dusík, zostáva rozriedený kal bez dusíka, ktorý sa tiež dá rozptýliť na pozemok kedykoľvek v roku s výnimkou zmrznutej zeme.

Je veľmi uspokojujúce, že roľníkom môžu by ponúknuté aj len časti celkového systému, pričom iní roľníci sa môžu uspokojiť s ktoroukoľvek kombináciou, ktorá je vhodnejšia pre ich situáciu. V každom prípade je to stripovanie dusíka, ktoré robí použitie usadzovacích odstrediviek zaujímavými pre praktické hospodárenie.

Odpadová voda z celého spôsobu sa môže podrobiť konečnej úprave v závislosti od trhových preferencií.

Je snaha upraviť odpadovú vodu tak, aby sa stala vhodnou na membránovú filtráciu a tiež väčšie objemové redukcie, ako je uvedených 50 až 60 %. Tiež je snaha použiť dobre známe, lacné a robustné technológie v novom kontexte.

Riešenie je nasledujúce:

Prevzdušňovanie kalu je dobre známe a prevzdušňovanie atmosférickými vzduchom počas 2 až 4 týždňov vytvára aeróbne vyhnívanie.

Prevzdušňovaním sa dosiahne nasledujúce:

Predovšetkým sa odstripuje zostávajúci čpavok a nazhromaždí sa v absorpčnej kolóne (je možné použiť rovnakú kolónu, ako je kolóna používaná počas predúpravy) pomocou tzv. nízkoteplotného stripovania pri asi 20 °C. Je potrebné mať väčší pomer kvapaliny k plynu, asi 1 : 2000 (Liao a kol. 1995).

Za druhé sa rozloží zostávajúca organická hmota a zapáchajúce zložky (Camarero a kol. 1996; Burton a kol. 1998; Doyle a Noule 1987; Garraway 1982; Ginnivan 1983; Blouin a kol. 1988).

Za tretie sa nitrifikuje možný zostávajúci čpavok po stripovaní na dusičnan (Argaman Y.1984; Gonenc a Harremoes 1985).

Toto prevzdušnenie sa skombinuje s filtráciou využitím novej technológie spracovania kanalizačného odpadu, t. j. princípu mikrofiltrácie, kombinovanej s prevzdušňovaním a filtráciou cez keramické filtre (Bouhabila a kol. 1998; Scott a kol. 1998; Zaloum a kol. 1996; Engelhardt a kol. 1998). Energeticky účinné prevzdušňovanie a filtrácia sa dosiahne v jedinej operácii. Prevzdušňovanie sa ďalej používa na čistenie keramických membrán „spätným prefukovaním vzduchom“ (Visvanathan a kol. 1997; Silva a kol. 2000).

To zanecháva vodnú fázu dobre vhodnú na separáciu pomocou štandardných osmotických membrán, pokiaľ je to nutné, pretože sú minimálne možné problémy so zanášaním a upchávaním. Možno teda predpokladať, že sa dá dosiahnuť väčšia redukcia objemu pri podstatne nižších energetických nákladoch i keď sa určitá energia spotrebuje na prevzdušňovanie.

Aj keď sa nepoužíva membránová filtrácia, môže byť prevzdušňovanie samotné motivované konečným stripovaním čpavku a odstraňovaním zostávajúcich zapáchajúcich zložiek.

Štvrtý aspekt vynálezu (obnoviteľná energia):

Hlavné zariadenia tohto uprednostňovaného hľadiska sú zariadenia na predúpravu, ktoré sa skladajú zo stripovacej nádrže a variča s vápnom a flexibilného a viackrokového (minimálne 3 kroky) spôsobu s bioreaktormi.

Podľa štvrtého uprednostňovaného aspektu môže byť vynález použitý na výrobu veľkých množstiev bioplynu z širokého rozsahu organických substrátov vrátane všetkých typov živočíšnych hnojov, energetických plodín, zvyškov plodín a iných organických odpadov.

Zariadenia na predúpravu podľa prvého a druhého uprednostňovaného hľadiska vynálezu umožňujú použitie množstva organických substrátov, zatiaľ čo viacstupňová bioplynová jednotka umožňuje úplné vyhnitie substrátu a teda maximálny energetický výťažok.

Na dusík bohaté a nepoddajné susbtráty, ako je hydinový hnoj a hlboká podstieľka, sa predupravujú vo variči s vápnom. Uvarený substrát sa predbežne vyhníva v mesofilnom reaktore pred tým, ako substrát vstupuje do stripovacej nádrže a následných reaktorov.

Predbežné vyhrávanie zabezpečuje, že sa ľahko dostupná organická hmota rozloží a dusík sa uvoľní do roztoku ako čpavok. Väčšina čpavku sa tak zhromaždí v nádrži stripera a nepoddajný organický substrát sa rozloží v nasledujúcich reaktoroch energetickej jednotky. Alternatívne v závislosti od akosti substrátu môže vstupovať priamo do nádrže stripera pred vyhnitím v reaktoroch. Výsldkom je, že sa vyrábajú veľké množstvá bioplynu, t. j. spravidla päťnásobne až desaťnásobne viac energie, ako jej je obsiahnutej v kale.

Úprava v GFE bioplynovom a separačnom systéme ďalej zabezpečuje, že sú živiny recirkulované do poľnohospodárskej pôdy. Energetické plodiny vyhrávajú v oddelenom reaktore a vyhnitá biomasa sa odvádza do stripovacej nádrže. V tejto nádrži sa vlákna nerozložené počas pobytu vo zvláštnom reaktore hydrolyzujú a čpavok sa zbiera v dusíkovej frakcii. Dusík obsiahnutý v energetických plodinách sa potom dá recirkulovať na pozemok a použiť pri výrobe nových energetických plodín. Znovu sa dá použiť asi 1 až 3 kg dusíka na tonu siláže.

Organický materiál podľa vynálezu je výhodne stripovaný na čpavok, ktorý hlavne pri temorfilných teplotách inhibuje spôsob tvrby bioplynu (Hansen a kol. 1998; Krylova a kol. 1997; Kayhanian 1994). Čpavok je stripovaný počas predúpravy, kde je biomasa tiež hydrolyzovaná atď.

Spôsob môže byť výhodne rozdelený na termofilnú a mesofilnú zložku (Dugba a Zhang 1999; Han a kol. 1997; Gosh a kol. 1985; Colleran a kol. 1983) To vedie k zvýšeniu energetického výťažku a pracovnej stability, medzi iným pretože biomasa spočíva ďalej v bioreaktoroch, čo umožňuje metánovým baktériám za čas rozložiť substrát. Malo by sa poznamenať, že sa požaduje viac energie na ohrev, pretože objem reaktora je väčší.

Navyše k tomuto dvojstupňovému princípu jednotka použije ďalší reaktor na predbežné vyhnívanie hydinového hnoja a podobných biomás obsahujúcich dusík. Tiež energetické plodiny sa vyhnijú v tomto reaktore pred ďalším spracovaním v energetickej jednotke. Počas tohto prvého vyhrávania sa rozkladá hlavná frakcia ľahko dostupnej organickej látky a dusík sa uvoľňuje do roztoku vo forme čpavku. Dusík môže byť teraz stripovaný v stripovacej nádrži a zbieraný v dusíkovej frakcii.

Vyhnitá repa, kukurica, ďatelina atď. obsahuje asi 1 kg dusíka na tonu vlhkej hmoty a je preto dôležité, aby tento dusík bol zbieraný ako dusíková frakcia. Hydinový hnoj je ešte bohatší na dusík a môže byť tiež vyhrávaný v nádrži na predbežné vyhrávanie pred ďalším vyhrávaním v hlavnej bioplynovej jednotke.

Stripovanie a hydrolýza zabezpečuje, že tiež odolné vlákna sú sprístupnené na vyhnívanie tak, ako je to opísané okolo predbežného vyhrávania. Nasledujúce vyhnívanie v hlavnej jednotke na bioplyn zabezpečuje maximálny výťažok plynu.

Piaty aspekt vynálezu, t. j. príjemné prostredie pre zvieratá:

V rámci piateho aspektu vynálezu môže byť vynález použitý na zabezpečenie optimálneho prostredia a zdravia pre zvieratá, keď sú ustajnené v budovách na zvierat za súčasného zníženia emisií prachu a plynu ako je čpavok. To sa dosahuje preplachovaním alebo recirkulovaním odpadovej vody cez budovy na zvieratá na účely čistenia a vyplachovania stajní, podláh, latiek, kanálikov na hnoj atď. Tým sa zníži emitujúci povrch, kde sa môže uvoľňovať zápach, čpavok a prach do vnútorného ovzdušia.

Systém ďalej dovoľuje použitie slamy bez zvýšenia emisií prachu a čpavku. Slama je podstatná, príjemné prostredie zaisťujúca zložka, hlavne pre ošípané, ale tiež aj pre iné zvieratá. Dáva zvieratám materiál na rytie, zamestnáva ich a je to štruktúrne krmivo.

Odpadová voda odobratá za úpravou usadzovacou odstredivkou (tretie hľadisko vynálezu) alebo prípadne za prvým vyhnívaním (prvý aspekt vynálezu) je veľmi vhodná ako prostriedok na preplachovanie objektov pre zvieratá. Preplachovaním sa odstraňuje zmes slamy a hnoja z latiek.

V rámci ďalších výhodných aspektov sa dáva prednosť všetkým kombináciám podstaty vynálezu s inými hľadiskami. Prvé hľadisko vynálezu je výhodne obsiahnuté vo všetkých kombináciách.

V uvedenom opise najdôležitejších aspektov a vyhotovení predmetného vynálezu je zrejmé, že zahŕňa spôsob zlepšenej výroby bioplynu, pričom tento spôsob obsahuje kroky:

1. stripovanie dusíka vrátane čpavku, z organických materiálov obsahujúcich hnoje a kaly z nich a prípadne hydrolyzovanie organického materiálu,

2. odvádzanie takto získaného organického materiálu do fermentoru bioplynu a

3. získavanie bioplynu z fermentácie organického materiálu.

Uvedený spôsob môže ďalej obsahovať krok oddeľovania pevných látok vzniknutých z fermentácie bioplynu v oddeľovacom kroku zahrnujúcom dekantačnú odstredivku. Z tejto separácie sa získavajú oddelené frakcie fosforu alebo draslíka, výhodne v granulovanej forme.

Uvedený spôsob v inom vyhotovení zahŕňa ďalší krok recirkulovania kvapalín vzniknutých pri fermentácii bioplynu do stajní alebo budov na zvierat, výhodne po ďalšom čistiacom kroku.

V ďalšom výhodnom vyhotovení sa krok stripovania dusíka vrátane čpavku výhodne uskutočňuje súčasne s alebo následne po kroku zahrnujúcom krok tepelnej hydrolýzy alebo kroku alkalickej hydrolýzy, pričom jeden alebo obidva z týchto krokov sa odohrávajú za zvýšenej teploty alebo zvýšeného tlaku tak, ako to bolo opísané.

Uvedené tak v jednom vyhotovení rieši problémy spojené s kontamináciou životného prostredia nežiaducimi mikrobiálnymi organizmami vrátane Salmonella Typhimurium DT 104 alebo priónmi spojenými s BSE, ktoré sú prítomné v organických materiáloch vrátane hnojov a ich kalov.

V ďalšom vyhotovení opísané vhodné vyhotovenia riešia problémy spojené so získaním vysokého hygienického štandardu v stajni alebo v budove na chov zvierat. To sa dosahuje znížením alebo vylúčením nežiaducich mikrobiálnych organizmov alebo priónov spojených s SE, ktoré sú prítomné v organických materiáloch vrátane hnojov a kalov z nich.

V ďalšom vyhotovení opísané vhodné vyhotovenia riešia problémy spojené s nadmerným používaním drahých vodných zdrojov v stajni alebo budove na zvierat. Tento problém sa rieši opätovným používaním odpadovej vody získanej z kroku separácie v usadzovacej odstredivke použitej na oddeľovanie pevných látok a kvapalín, vznikajúcich napríklad pri predúprave organického materiálu alebo stripovania dusíka vrátane stripovania čpavku, alebo anaeróbnej fermentácie vedúcej k vytáraniu bioplynu. Súčasne je možné redukovať alebo vylúčiť výskyt mikrobiálnych mikroorganizmov v odpadovej vode ďalšími čistiacimi krokmi.

Súčasný vynález tiež poskytuje lacné hnojivá spĺňajúce komerčne prijateľné normy. To sa dosahuje stripovaním dusíka vrátane stripovania čpavku a oddelením granulátu obsahujúceho fosfor a granulátov obsahujúcich draslík pomocou usadzovacieho odstreďovania po predúprave zahrnujúcej výhodne tepelnú a alkalickú hydrólýzu.

V rámci ďalšieho hľadiska predmetného vynálezu sa poskytuje spôsob zníženia počtu životaschopných mikrobiálnych organizmov alebo priónov BSE prítomných v organickom materiáli, pričom spôsob obsahuje kroky:

1. poskytnutie organického materiálu obsahujúceho pevné alebo kvapalné časti,

2. zníženie počtu životaschopných mikrobiálnych organizmov alebo priónov BSE v organickom materiáli podrobením organického materiálu

a) kroku varenia pod tlakom s vápnom alebo

b) kroku, v ktorom sa organický materiál zohreje na vopred stanovenú teplota alebo sa podrobí vopred stanovenému tlaku, alebo sa podrobí pridaniu zásady alebo kyseliny, alebo

c) kroku vedúcemu k aspoň čiastočnej hydrolýze organického materiálu, pričom sa kroky a), b) a c) môžu objaviť súčasne alebo po sebe v akomkoľvek poradí a

3. získanie spracovaného organického materiálu obsahujúceho aspoň znížený počet životaschopných mikrobiálnych organizmov alebo priónov BSE.

Spôsobmi podľa vynálezu sa dá zlikvidovať široká škála mikrobiálnych organizmov vrátane mikrobiálnych organizmov vybratých zo živočíšnych mikrobiálnych organizmov, infekčných mikrobiálnych organizmov a parazitických patogénnych mikrobiálnych organizmov vrátane ich kombinácií. Napríklad sem patria hlavne baktérie ako Campylobacter, Salmonella, Yersínia, Ascaris, podobné mikrobiálne a parazitické organizmy, ako i vírusy, viroidy a podobne.

Krok varenia s vápnom môže tiež slúžiť na sterilizáciu organického materiálu, pričom v tomto prípade žiadne životaschopné mikrobiálne organizmy neprežijú tento krok spracovania. Vápno sa výhodne v podstate skladá z CaO alebo Ca(OH)₂. Výhodne sú sterilizačným spôsobom tiež zničené alebo zlikvidované všetky prióny BSE alebo iné prióny prítomné v organickom materiáli. Keď dôjde k redukcii mikrobiálnych organizmov alebo priónov po niektorých uvedených krokoch, je táto redukcia na 90 %, či 80 % alebo 70 % alebo 60 % alebo aspoň redukcia na 50 %.

V jednom vyhotovení je výhodné zlepšiť výrobu bioplynu pomocou tlakového varenia organického materiálu s vápnom pred tým, ako sa organický materiál podrobí kroku stripovania dusíka. Organický materiál varený pod tlakom s vápnom môže ale byť fermentovaný pred podrobením kroku stripovania dusíkom.

Keď je organický materiál rastlinného pôvodu, môže byť výhodne pred zavedením na stripovanie dusíka silážovaný. Silážovaný organický materiál rastlinného pôvodu môže tiež byť fermentovaný pred stripovaním dusíka. Organický materiál, ktorý má byť silážovaný, výhodne obsahuje jednoročné krmivové plodiny, ako repu, kukuricu, ďatelinu a pritom sú výhodne prítomné i vršky rastlín.

Varenie organického materiálu pod tlakom s vápnom sa výhodne uskutočňuje pri teplote od 100 °C do 250 °C pri tlaku 0,2 až 2 MPa (2 až 20 barov) pri pridaní dostatočného množstva vápna na dosiahnutie pH od 9 do 12 a s prevádzkovou dobou od aspoň 1 minúty do menej ako 60 minút.

Množstvo pridaného vápna obsahujúceho CaO je výhodne od do 80 g/kg sušiny, výhodnejšie od 5 do 80 g/kg sušiny ešte výhodnejšie od 5 do 60 g/kg sušiny, ešte výhodnejšie od 10 do 80 g/kg sušiny, ešte výhodnejšie od 15 do 80 g/g sušiny, ešte výhodnejšie od 20 do 80 g/kg sušiny, ešte výhodnejšie od 40 do 80 g/kg sušiny, ešte výhodnejšie od 50 do80 g/kg sušiny a najvýhodnejšie od 60 do 80 g/kg sušiny.

Príkladom prevádzkových podmienok tlakového variča s vápnom je teplota v intervale od 120 °C do 220 °C, tlak od 0,2 MPa do 1,8 MPa (2 barov do 18 barov) a doba prevádzky od aspoň 1 minúty do menej ako 30 minút.

Ďalší príklad prevádzkových podmienok zahŕňa teplotu v intervale od 180 °C do 200 °C, pričom tlak je od 0,1 MPa do 1,6 MPa (od lObarov do lóbarov), pričom úroveň pH je od 10 do 12 a doba prevádzky je od 5 do 10 minút.

Uvedený spôsob môže mať množstvo ďalších krokov. V jednom vyhotovení sú ďalšími krokmi odvedenie spracovaného organického materiálu do fermentoru bioplynu, fermentovanie spracovaného organického materiálu a získanie bioplynu. Iný ďalší krok sa týka obohatenia externého prostredia, hlavne poľnohospodárskeho poľa, môže sa to tiež uskutočňovať použitím zostatkového materiálu vzniknutého fermentáciou spracovaného organického materiálu.

Ďalším následným krokom je stripovanie dusíka vrátane čpavku, z organického materiálu pred odvedením do bioplynového fermentora organického materiálu. To vedie k zvýšenej a stabilnej výrobe bioplynu. Tiež to dovoľuje použitie biomás bohatých na dusík na stripovanie a následné vyhnívanie vo fermentoroch. Bioplyn sa vyrába z fermentácie organického materiálu zbaveného aspoň časti dusíka vrátane čpavku.

Stripovaný dusík vrátane čpavku, sa výhodne absorbuje v kolóne pred tým, ako sa prípadne skladuje v nádrži. Keď sa absorbuje v kolóne, tak sa stripovaný dusík vrátane čpavku, výhodne absorbuje v kolóne vodou alebo kyslým roztokom, výhodne kyselinou sírovou pred prípadným v nádrži.

Jedným výhodným vyhotovením je spôsob zahrnujúci kroky:

1. vylúčenie, inaktivácia alebo zníženie počtu životaschopných mikrobiálnych organizmov alebo priónov BSE v organickom materiáli podrobením organického materiálu

a) kroku varenia pod tlakom s vápnom alebo

b) kroku, v ktorom sa organický materiál zohreje na vopred stanovenú teplotu alebo sa podrobí vopred stanovenému tlaku alebo sa podrobí pridaniu zásady alebo kyseliny alebo

c) kroku vedúcemu k aspoň čiastočnej hydrolýze organického materiálu, pričom sa kroky a), b) a c) môžu objaviť súčasne alebo po sebe v akomkoľvek poradí a

2. stripovanie dusíka vrátane dusíka, vrátane čpavku, zo spracovaného organického materiálu,

3. odvedenie organického materiálu s odstripovaným dusíkom do fermentora biomasy,

4. fermentovanie organického materiálu s odstripovaným dusíkom a

5. získanie bioplynu a fermentovaného organického materiálu majúceho aspoň znížený počet životaschopných mikrobiálnych organizmov alebo priónov BSE.

Veľmi sa dáva prednosťou tomu, aby organický materiál z fermentácie neobsahoval žiadne prióny BSE.

Krok stripovania dusíka vrátane čpavku, sa výhodne uskutočňuje tak, že sa na začiatku pridá do organického materiálu taká dávka vápna, ktorá postačuje k zvýšeniu hodnoty pH nad 9, pri teplote výhodne nad 40 °C, výhodnejšie na hodnotu pH nad 10, pri teplote výhodne nad 40 °C, ešte výhodnejšie na hodnotu pH nad 11, pri teplote výhodne nad 40 °C, ešte výhodnejšie na hodnotu pH okolo 12, pri teplote výhodne nad 40 °C.

Vo zvlášť výhodných vyhotoveniach je teplota výhodne nad 50 °C, výhodnejšie nad 55 °C, napríklad nad 60 °C.

Prevádzková doba je v jednom výhodnom vyhotovení od 2 do 15 dní, výhodnejšie od 4 do 10 dní, ešte výhodnejšie od 6 do 8 dní.

Príkladom nastavenia parametrov spôsobuje hodnota pH od 8 do 12, teplota od 70 °C do 80 °C, pomer kvapaliny k plynu menší ako 1 : 400 a doba prevádzky okolo 7 dní. Alkalické podmienky sa dajú vytvoriť pridaním akejkoľvek zásady, ale výhodne sa zvýši pridaním CaO alebo Ca(OH)₂.

Organický materiál môže zahŕňať pevné alebo kvapalné časti, ako sú napríklad hnoje a kaly z nich, zvyšky plodín, silážované plodiny, zvieracie mrciny alebo ich časti, odpad z jatiek, mäsová a kostná múčka vrátane všetkých ich kombinácií. V jednom vyhotovení obsahuje organický materiál maximálne 50 % pevných častíc, napríklad výhodne maximálne 40 % pevných častíc, ešte výhodnejšie maximálne 20 % pevných častíc. Organický materiál môže byť tiež v kvapalnom stave a obsahovať maximálne 10 % pevných častíc.

Organický materiál môže ďalej obsahovať slamu, vlákna alebo piliny a v jednom vyhotovení má organický materiál vysoký obsah vlákien, výhodne viac ako 10 % hmotn. Organický materiál môže tiež mať vysoký obsah komplexných uhľovodíkov obsahujúcich celulózu alebo hemicelulózy alebo lignín, ako je výhodne viac ako 10 % hmotn. Varenie organického materiálu obsahujúceho celulózu pod tlakom s vápnom vedie k dezintegrácii celulózy na jednoduché organické kyseliny, ako je kyselina mravčia, kyselina octová, kyselina mliečna a podobne.

Organický materiál môže tiež obsahovať hlbokú podstieľku alebo hnoj zvierat, hlavne z objektov pre dobytok, ošípané a hydinu. Navyše sa dá použiť zvierací organický materiál, ako sú napríklad zvieracie mrciny alebo ich časti, odpad z jatiek, mäsová a kostná múčka, krvná plazma alebo akýkoľvek taký výrobok pochádzajúci zo zvierat, rizikový alebo bezrizikový materiál z hľadiska potenciálnej prítomnosti priónov BSE alebo iných priónov.

V jednom vyhotovení organický materiál obsahuje alebo v podstate pozostáva z pevných častíc s dĺžkou menšou ako 10 cm, výhodne z pevných častíc s dĺžkou menšou ako 5 cm, najvýhodnejšie z pevných častíc s dĺžkou menšou ako 1 cm.

Organický materiál sa môže predúpravou v tlakovom variči s vápnom macerovať, výhodne s použitím slimákového dopravníka vybaveného macerátorom, výhodne vyrobeného z nehrdzavejúcej a kyselinovzdornej ocele. Dopravník dopravuje organický materiál do variča s vápnom, kde sa organický materiál výhodne ohrieva parnou injektážou alebo parou v plášti okolo variča s vápnom alebo nejakou kombináciou skôr uvedeného.

Organický materiál môže tiež obsahovať proteíny alebo podobné organické molekuly obsahujúce prvky vrátane aminokyselín a ich kombinácie, tvoriacich prióny BSE alebo iné prióny a kde sú prióny BSE alebo iné prióny zlikvidované alebo ničené priamo alebo upravené na zničenie pri varení podtlakom s vápnom alebo nasledujúcou fermentáciou vrátane anaeróbnej fermentácie. Organický materiál zvieracieho pôvodu má výhodne vysoké množstvo dusíka, výhodne viac ako 10 %.

Organický materiál vo forme kvapalného kalu sa môže získať prídavkom vody alebo vody obsahujúcej nízku koncentráciu organického materiálu, výhodne menej ako 10 % pevných častíc. Pridaná voda môže byť recyklovaná voda, voda obsahujúca nízku koncentráciu organického materiálu získaná zo silážovacej jednotky alebo voda zobratá z čistenia stajní alebo čistenia zvierat alebo voda získaná z fermentácie pred spôsobom stripovania dusíka alebo voda získaná z jednej alebo viacerých jednotiek na výrobu bioplynu alebo voda získaná počas koncentrácie fosforečných hnojív alebo voda získaná počas koncentrácie draselných hnojív alebo zobratá dažďová voda.

V jednom vyhotovení je zvlášť výhodné, aby voda bola odpadová voda získaná z jednotky výroby bioplynu alebo odpadová voda získaná počas koncentrácie fosforečných hnojív alebo voda získaná počas koncentrácie draselných hnojív alebo zobratá dažďová voda.

Uprednostňuje sa, aby sa časť alebo väčšina močoviny alebo kyseliny močovej prítomnej v organickom materiáli previedla na čpavok, pričom čpavok je prípadne zbieraný po absorpcii v kolóne tak, ako je to opísané inde.

Ďalšími krokmi vedľa tlakového varenia s vápnom je mesofilná alebo termofilná fermentácia. Organický materiál, ktorý bol upravený v tlakovom variči, sa môže ďalej odviesť do jednotky na mesofilnú alebo termofílnú fermentáciu pred podrobením a po podrobení organického materiálu stripovaniu dusíka.

Každá fermentácia sa uskutočňuje populáciou baktérií schopnou mesofilnej alebo termofilnej fermentácie. Fermentácia je v jednom vyhotovení anaeróbna fermentácia.

Fermentácia sa výhodne uskutočňuje pri teplote od 15 °C do menej ako 65 °C, ako je teplota od 25 °C do 55 °C, napríklad pri teplote od 35 °C do menej ako 45 °C.

Fermentácia sa výhodne uskutočňuje počas 5 až 1 dní, napríklad počas 7 až 10 dní.

Podľa jedného vyhotovenia sa poskytuje spôsob, v ktorom sa uskutočňuje výroba bioplynu v jednej alebo viacerých jednotkách pomocou mikrobiálnych organizmov, výhodne populácie baktérií a zahŕňa anaeróbnu fermentáciu organického materiálu. Baktérie výhodne produkujú hlavne metán a malé množstvo oxidu uhličitého, keď sa fermentuje organický materiál. Výroba bioplynu sa dá uskutočňovať v jednej alebo viacerých jednotkách, výhodne bakteriálnou anaeróbnou fermentáciou organického materiálu.

V jednom vyhotovení sa uskutočňuje výroba bioplynu v dvoch jednotkách anaeróbnou bakteriálnou fermentáciou organického materiálu, spočiatku fermentáciou s termofílnými baktériami v prvej jednotke, po ktorej nasleduje odvedenie termofilne fermentovaného organického materiálu do druhej jednotky, v ktorej dochádza k fermentácii mesofilnými baktériami.

Termofílné reakčné podmienky výhodne zhŕňajú reakčnú teplotu siahajúcu od 45 °C do 75 °C, ako je reakčná teplota siahajúca od 55 °C do 60 °C.

Mesofilné reakčné podmienky výhodne zahŕňajú reakčnú teplou v rozsahu od 20 °C do 45 °C, ako je reakčná teplota siahajúca od 30 °C do 35 °C. Termofílné reakcie, rovnako ako mesofilné reakcie sa výhodne uskutočňujú počas 5 až 15 dní, hlavne počas 7 až 10 dní.

Každá potenciálna tvorba peny sa dá znížiť alebo vylúčiť pridaním polymérov alebo rastlinných olejov, alebo viac solí, výhodne rastlinného oleja vo forme repkového leja. Soli výhodne obsahujú alebo sa v podstate skladajú z CaO alebo Ca(OH)₂.

Žiaduce vločkovanie látok a častíc počas výroby bioplynu sa výhodne dosiahne pridaním iónov vápnika, ktoré sú schopné vytvárať vápnikové mostíky medzi organickými a anorganickými látkami v roztoku alebo suspenzii, pričom tieto vápnikové mostíky vedú k tvorbe „vločiek“ častíc. Pridávanie iónov vápnika ďalej vedie k vyzrážaniu ortofosfátov vrátane rozpusteného (PO₄ ³'), ktorý sa výhodne vyzráža ako fosforečnan vápenatý Ca₃(PO₄ ³'), pričom vyzrážaný fosforečnan vápenatý výhodne zostáva suspendovaný v kale.

Získaný bioplyn sa dá odvádzať do plynového motora schopného vyrábať teplo alebo elektrický prúd. Teplo sa dá použiť na ohrev tlakového variča vápna alebo vo fermentačnej jednotke, alebo v reaktore na stripovanie N, alebo v jednej alebo viacerých bioplynových jednotkách, alebo v budovách na chov zvierat, alebo v ľudských obydliach, alebo na ohrev vody, ktorá sa používa v domácnostiach alebo ľudských sídlach. Elektrický prúd sa dá odviesť a predávať do komerčnej siete na distribúciu elektriny. V konkrétnom vyhotovení sa zostávajúci organický materiál, z ktorého bol vystripovaný dusík, ktorý bol sterilizovaný a fermentovaný, rozhadzuje na poľnohospodárskych pozemkoch.

Navyše k 1. zníženie alebo vylúčenie nežiaducich mikrobiálnych organizmov, 2. zlepšovanie výroby bioplynu a 3. poskytovanie vysoko použiteľného organického materiálu s odstripovaným dusíkom a sterilizovaným a fermentovaným, sa vynález podľa iného aspektu vynálezu týka spôsobu výroby hnojív obsahujúcich dusík z organických materiálov obsahujúcich zdroj dusíka, pričom výroba obsahuje kroky 1. zber dusíka, vrátane čpavku, odstripovaného z organického materiálu v kroku odstripovania dusíka, 2. absorbovanie dusíka, vrátane čpavku, vo vode alebo v kyslom roztoku, výhodne obsahujúcom kyselinu sírovú a 3. získanie dusíkatého hnojiva, ktoré sa môže rozstrekovať na poľnohospodárskom poli.

Ďalším aspektom vynálezu je, že prináša spôsob výroby fosofor (P) obsahujúcich hnojív z organických materiálov obsahujúcich zdroj fosforu, pričom daná výroba zahŕňa kroky 1. odvádzanie kalu z fermentora bioplynu do separátora, 2. separovanie fermentovaného organického materiálu, ako i anorganického materiálu, do pevnej látky a v podstate kvapalnej frakcie, 3. získanie v podstate pevnej frakcie obsahujúcej časť fosforu, výhodne vo forme fosforečnanu vápenatého (Ca₃(PO₄)₂) a organických fosfátov suspendovaných v kale, pričom daná pevná frakcia je schopná toho, aby bola používaná ako fosforečné hnojivo schopné rozhadzovania na poľnohospodárskom pozemku, keď je to vhodné.

Separátor na separovanie fermentovaného organického materiálu, ako aj anorganického materiálu na pevnú a v podstate kvapalnú frakciu je výhodne usadzovacia odstredivka. Hlavne pevná frakcia obsahujúca fosfor môže byť výhodne sušená, aby sa získal granulát obsahujúci fosforečné hnojivo, napríklad umožňujúci, aby sa fosfor obsahujúca frakcia kompostovala v úložnom priestore pod fóliou alebo prikrývkou prestupnou pre vzduch.

Odpadová voda získaná z výroby bioplynu a oddeľovania od pevných zložiek môže výhodne byť znovu používaná pri fermentácii siláže alebo pri tlakovom varení s vápnom alebo pri spôsobe stripovania dusíka alebo v bioplynovej jednotke alebo pri čistení stajní alebo pri rozstrekovaní na pozemok alebo sa vedie do konvenčnej čistiarne odpadových vôd.

Spôsob podľa iného hľadiska teda poskytuje výrobu v podstate čistej odpadovej vody, pričom výroba zahŕňa kroky 1. získanie zo separátora, výhodne z usadzovacej odstredivky, kvapalné frakcie obsahujúce odpadovú vodu majúcu len veľmi obmedzený obsah dusíka a fosforu, výhodne menej ako 5 % hmotn., hlavne menej ako 1 % hmotn., ešte výhodnejšie menej ako 0,1 % hmotn., ešte výhodnejšie menej ako 0,01 % hmotn. a v podstate žiadne zdroje schopné rozširovať ochorenia prenosné zo zvierat na človeka, veterinárne vírusy, infekčné baktérie, parazity alebo iné infekčné činidlá vrátane priónov BSE a iných priónov. V niektorých vyhotoveniach je prijateľné, ak odpadová voda obsahuje menej ako 10 % dusíka a fosforu pôvodne získaných z kalu.

Podľa iného hľadiska predmetného vynálezu sa poskytuje spôsob na výrobu hnojív obsahujúcich draslík (K) z organických materiálov zahrnujúcich zdroj draslíka, pričom táto výroba zahŕňa 1. odvádzanie kvapalnej frakcie z prvého oddeľovacieho kroku (používaného pri oddeľovaní fosforu obsahujúceho organické materiály tak, ako je to tu opísané), do druhého oddeľovacieho kroku, 2. oddeľovanie zostávajúcej organickej a anorganickej zmesi z kvapaliny, 3. získavanie pevnej frakcie obsahujúcej draslík, pričom príslušná pevná frakcia je schopná použitia ako draselné hnojivo schopné rozprašovania na poľnohospodársky pozemok, keď je to vhodné.

Druhý separačný krok výhodne zahŕňa priechod frakcie obsahujúcej draslík cez keramický mikrofilter pracujúci s periodickým prevzdušňovaním a filtráciou odpadovej vody, pričom výhodne dané prevzdušňovanie zabezpečuje rozklad zostávajúceho anorganického materiálu a vytvorenie anorganických vločiek.

Podľa ďalšieho hľadiska sa poskytuje spôsob výroby čistej odpadovej vody, pričom získaná voda sa upravuje v aeróbnom úpravnom systéme schopnom vylúčenia alebo redukovania obsahu dusíka a fosforu vo vode a výhodne tiež rozkladu zostávajúceho organického materiálu a zapáchajúcich zložiek, získania odpadovej vody v podstate bez dusíka a fosforu, pričom odpadová voda je výhodne schopná rozstreku na poľnohospodársky pozemok, keď je to vhodné alebo recirkulácie cez objekty so zvieratami.

Uvedené prevzdušňovanie sa dá uskutočňovať atmosférickým vzduchom počas 2 až 4 týždňov pri teplote okolo 20 °C a pomere kvapaliny k plynu okolo 1 : 2000. Všetok vylúčený dusík sa môže zbierať a privádzať do absorpčnej kolóny, ktorá je tu opísaná inde.

Tým, že je vo vynáleze možné čistiť objekty so zvieratami odpadovou vodou týmto spôsobom, vynález tiež poskytuje podľa iného hľadiska spôsob zlepšenia hygieny v budove so zvieratami alebo v stajni pre zvieratá, pričom toto zlepšenie spočíva v čistení stajne získanou odpadovou vodou. Súčasťou čistenia je čistenie a vyplachovanie chlievov, podláh, latiek, kanálikov na hnoj, stropov, vetracích kanálov, prepieranie výstupného vzduchu atď., ako i zníženie emitujúcich povrchov, kde sa môže zápach, čpavok a prach uvoľňovať do prostredia vo vopred určenom mieste vrátane stajní.

Čistenie stajní je v jednom vyhotovení výhodne uskutočňované odpadovou vodou získanou po fermentácii energetických plodín alebo získaných po fermentácii pri výrobe bioplynu a pri oddeľovaní pevných látok a kvapalín alebo odpadovej vody získanej pri ďalšej fáze spôsobu v systéme.

Tiež je možné podľa tohto hľadiska vynálezu zlepšiť pohodu zvierat vo stajni využitím v stajni, alebo sa zvieratám poskytuje materiál na rytie a zamestnanie a štruktúrne krmivo. V jednom vyhotovení je výhodné odviesť slamu obsahujúcu organický materiál zo stajne do tlakového variča s vápnom a hydrolyzovať organický materiál pred ďalším spracovaním. Ďalším celkovým cieľom zlepšenia pohody zvierat v stajni je možnosť zaistiť sprchovanie zvierat, aby sa znížil počet mikrobiálnych organizmov, ako aj prach v srsti zvierat a súčasne sa znížila teplota zvierat.

Týmto spôsobom sa zaisťuje spôsob integrovania anaeróbnej fermentácie zvieracích hnojov, energetických plodín a podobných organických substrátov, ako aj rafinovania živín obsiahnutých vo vyhnívanej biomase na hnojivá s komerčnou kvalitou v kombinácii so získavaním čistej odpadovej vody.

Tu opísaný integrovaný spôsob vyžaduje systém zložiek alebo výber takých zložiek tak, ako je to tu opísané podrobnejšie inde.

Podľa jedného aspektu sa systém skladá z:

1. prvého zariadenia, výhodne z objektov pre zvieratá alebo stajní na ustajnenie a chov zvierat, výhodne poľnohospodárskych zvierat, ako sú kravy, ošípané, dobytok, kozy, ovce alebo hydina a podobne alebo

2. druhého zariadenia, výhodne z jednotky na predúpravu organického materiálu, pričom tento organický materiál výhodne obsahuje zvierací hnoj alebo zvierací kal alebo časti rastlín, pričom tieto časti rastlín výhodne obsahujú slamu, plodiny, zvyšky plodín, siláž, energetické plodiny a prípadne zvieracie mrciny alebo ich časti, odpad z jatiek, mäsovú a kostnú múčku, krvnú plazmu alebo iné takéto výrobky pochádzajúce zo zvierat, rizikový a bezrizikový materiál s ohľadom na potenciálnu prítomnosť priónov BSE alebo iných priónov alebo

3. tretieho zariadenia, výhodne z energetickej jednotky generujúcej zvýšené množstvo energie zbiomasy obsahujúcej organický materiál, v ktorom prvé zaradenie obsahuje

a) systém čistenia podláh, latiek, stajní, kanálov na hnoj, kanálov na kal, zvierat, vetracích kanálov v budove na chov zvierat alebo v stajni, pričom toto čistenie zahŕňa použitie čistiacej vody alebo

b) systém na dopravu čistiacej vody, prípadne vo forme kalu obsahujúci čistiacu vodu a organický materiál z budovy na chov zvierat alebo stajne do druhého zariadenia, v ktorom druhé zariadenia obsahuje

a) prvú predupravovaciu nádrž, výhodne stripovaciu nádrž na 1. stripovanie dusíka (N) vrátane čpavku, z kalu odvádzaného z prvého zariadenia do druhého zariadenia alebo 2. stripovanie dusíka vrátane čpavku, z organického materiálu odvedeného z prídavnej predupravovacej nádrže druhého zariadenia, kde prvá predupravovacia nádrž môže prípadne tiež byť používaná na hydrolyzovanie organického materiálu alebo

b) druhú predupravovaciu nádrž, výhodne tlakový varič na varenie s vápnom na hydrolyzovanie kalu zahrnujúceho organický materiál odvedený z prvého zariadenia do druhého zariadenia, pričom hydrolýza vedie k vylúčeniu, inaktivácii alebo redukcii počtu životaschopných mikrobiálnych organizmov alebo patogénnych látok prítomných v kale alebo jeho časti alebo

c) aspoň jednu nádrž, výhodne silážnu nádrž na vytváranie silážovaného rastlinného materiálu obsahujúceho aspoň jednu alebo viacero plodín z obilia alebo kukurice, energetických plodín, repy a plodinových zvyškov alebo

d) aspoň jednu druhú nádrž, výhodne predupravovaciu fermentačnú nádrž na fermentovanie siláže alebo s vápnom pri tlaku zvareného organického materiálu, v ktorom sú fermentačné podmienky zvolené z mesofilných fermentačných podmienok alebo termofilných fermentačných podmienok, v ktorom tretie zariadenie obsahuje

a) aspoň jeden bioplynový fermentor, ku ktorému sa môže odvádzať kal alebo organický materiál z druhého zariadenia na fermentáciu organického materiálu pri buď mesofilných fermentačných podmienkach, alebo termofilných fermentačných podmienkach, pričom fermentácia vedie k výrobe bioplynu obsahujúceho hlavne metán alebo

b) aspoň jednu nádrž na zber bioplynu, pričom nádrž je prípadne pripojená k výstupu na distribúciu bioplynu alebo pripojená k plynovému motoru alebo

c) aspoň jeden prvý separátor, výhodne usadzovaniu odstredivku, v ktorej sa fermentovaný materiál z aspoň jedného bioplynového fermentora oddeľuje do v podstate kvapalnej frakcie vo forme odpadovej vody a v podstate pevnej frakcie, pričom pevná frakcia obsahuje pevný organický a anorganický materiál obsahujúci fosfor (P) alebo

d) aspoň jeden druhý separátor, výhodne keramický mikrofilter, v ktorom odpadová voda z aspoň jedného prvého separátora sa ďalej spracováva, výhodne prevzdušňovaním a filtráciou, pričom výsledky spracovania pri odstraňovaní aspoň niektorých a výhodne väčšiny z jednej alebo z viacerých zapáchajúcich zložiek, dusíkových zlúčenín a draselných zlúčenín, pričom daná separácia ďalej vedie k vytváraniu odpadovej vody obsahujúcej znížené množstvo jednej alebo viacerých zapáchajúcich zložiek, dusíkových zlúčenín a draselných zlúčenín v porovnaní s množstvom pred oddeľovaním.

Systém výhodne obsahuje potrubie tvoriace uzatvorený systém zabraňujúci alebo vedúci k zníženiu emisií jednej alebo viacerých z nasledujúcich zložiek: prachu, mikrobiálnych organizmov, čpavku, vzduchu, kvapaliny alebo nejakej inej zložky v systéme.

Kvapalné frakcie alebo odpadová voda z aspoň jednej silážnej nádrže, aspoň z jednej predupravovacej fermentačnej nádrže, aspoň jedného bioplynového fermentora, aspoň jedného prvého separátora a aspoň jedného druhého separátora sa výhodne znovu používa na čistenie budovy na chov zvierat alebo stajne.

Kvapalné frakcie alebo odpadová voda z aspoň jednej silážnej nádrže, aspoň z jednej predupravovacej fermentačnej nádrže, aspoň jedného bioplynového fermentora, aspoň jedného prvého separátora a aspoň jedného druhého separátora sa výhodne znovu používa v kroku separácie kalu a systému výroby bioplynu na udržanie organického materiálu v riadnom kvapalnom stave.

Systém umožňuje pridávať vápno obsahujúce CaO alebo Ca(OH)₂ do organického materiálu skôr ako organický materiál vstupuje do stripovacej nádrže na stripovanie dusíka vrátane čpavku, výhodne pridaním množstva vápna dostačujúceho na dosiahnutie pH hodnoty od 10 do 12, prípadne v kombinácii s krokom ohrevu a prevzdušnenia kalu vrátane organického materiálu.

Organický materiál výhodne zostáva v stripovacej nádrži systému počas obdobia 5 až 10 dní, ako je 7 dní. Teplota vnútri stripovacej nádrže je výhodne medzi 60 °C a 80 °C. Množstvo od 30 g do 60 g Ca(OH)₂/kg sušiny v organickom materiáli sa výhodne pridá do organického materiálu v stripovacej nádrži alebo pred tým, ako organický materiál vstúpi do stripovacej nádrže.

Systém uľahčuje zber stripovaného dusíka vrátane čpavku, zo stripovacej nádrže a odvádzanie stripovaného čpavku do kolóny, v ktorej sa dusík vrátane čpavku, absorbuje vo vode alebo v kyslom roztoku výhodne obsahujúcom kyselinu sírovú a prípadne sa tiež ukladá absorbovaný čpavok v nádrži. Dusík absorbovaný vo vode alebo v kyslom roztoku týmto spôsobom sa výhodne používa ako hnojivo.

Tlakový varič s vápnom systému je výhodne aparát, ktorý je spočiatku schopný rozrezania organického materiálu na segmenty a následne je schopný odviesť segmentovaný organický materiál do komory, v ktorej sa segmentovaný organický materiál ohrieva a súčasne vystavuje vysokému tlaku kvôli zvýšenej teplote. K organickému materiálu, ktorý sa dá upraviť v tlakovom variči s vápnom, sa pridáva dávka vápna, obsahujúceho CaO alebo Ca(OH)₂ pred vstupom alebo po vstupe do tlakového variča s vápnom.

CaO sa výhodne pridáva do tlakového variča s vápnom v množstve od 5 do 10 g/kg sušiny v organickom materiáli. Systém pracuje pri teplote v rozmedzí 100 °C až 220 °C, výhodne v rozmedzí 180 °C až 200 °C. Teplota sa volí podľa organického materiálu, ktorý sa upravuje, pričom sa vyššia teplota volí, keď je vyšší obsah celulózy, hemicelulózy a lignínu v organickom materiáli alebo sa volí vyššia teplota podľa rizika z infekčných mikrobiálnych organizmov alebo patogénnych zlúčenín vrátane priónov BSE, v organickom materiáli.

Tlak je v rozmedzí medzi 0,2 MPa (2 bary) až menej ako 1,6 MPa (16 barov), výhodne medzi 0,4 MPa (4 bary) až 1,6 MPa (16 barov), ešte výhodnejšie od 0,6 MPa (6 barov) do menej ako 1,6 MPa (16 barov), najvýhodnejšie od 1,0 MPa (10 barov) do 1,6 MPa (16 barov). Systém pracuje pri zvýšenej teplote počas 5 až 10 minút, ale dajú sa tiež použiť dlhšie doby úpravy.

Dusík vrátane čpavku, stripovaný v tlakovom variči s vápnom, sa výhodne zbiera a odvádza do kolóny a absorbuje tak, ako je to tu opísané inde.

Systém v jednom vyhotovení uľahčuje odvádzanie siláže, ako je napríklad kukurica, energetické plodiny, repa alebo zvyšky plodín do mesofilnej alebo termofilnej fermentačnej nádrže pred tým, ako sa materiál ďalej odvedie do stripovacej nádrže.

Systém môže tiež uľahčovať odvádzanie organického materiálu zvareného s vápnom do nádrže mesofilnej alebo termofilnej fermentácie pred tým, ako sa materiál odvedie do stripovacej nádrže.

Systém tiež uľahčuje optimalizáciu fermentácie organického materiálu a výrobu bioplynu uskutočňovaním predúpravy v jednotke obsahujúcej zariadenie na stripovanie dusíka vrátane čpavku alebo uskutočňovanie alkalickej hydrolýzy za vopred stanovených parametrov spôsobu vrátane hodnoty pH, teploty, prevzdušnenia, doby trvania, inhibície peny a vločkovania suspendovaného materiálu.

Systém v inom vyhotovení zabezpečuje optimalizované podmienky na populáciu mikrobiálnych organizmov obsiahnutých vo fermentoroch vyrábajúcich bioplyn. To sa dosiahne napríklad odvádzaním sterilizovaného alebo asanovaného kalu zo stripovacej nádrže z aspoň prvého bioplynového fermentora, pričom sterilizovaný alebo asanovaný kal neinhibuje alebo neškodí populácii mikrobiálnych organizmov vo fermentore, produkujúcom bioplyn. Organický materiál, z ktorého sa stripuje dusík vrátane čpavku, môže byť odvádzaný do bioplynového reaktora, v ktorom fermentačné podmienky podporujú mesoflinú fermentáciu. Po podrobení organického materiálu mesofilnej fermentácii sa organický materiál výhodne odvádza do iného bioplynového reaktora systému, v ktorom sú fermentačné podmienky schopné podporovať termofilnú fermentáciu.

Podmienky termofilnej reakcie obsahujú to, že teplota reakcie je v rozsahu od 45 °C do 75 °C, výhodne v rozsahu od 55 °C do 60 °C. Podmienky mesofilnej reakcie sú také, že reakčná teplota je v rozsahu od 20 °C do 45 °C, výhodne v rozsahu od 30 °C do 35 °C.

Systém umožňuje tak termofilnú reakciu, ako aj mesofilnú reakciu, ktoré sa objavujú počas aspoň 5 až 15 dní, výhodne počas 7 až 10 dní, najvýhodnejšie počas 7 dní.

Systém obsahuje zariadenia schopné zabrániť tvorbe peny, pričom tieto zariadenia sú schopné pridávať napríklad polyméry alebo rastlinné oleje vrátane repového oleja alebo rôzne soli vrátane solí obsahujúce CaO alebo Ca(OH)₂.

Systém umožňuje znovu použiť aspoň časť fermentovaného organického materiálu z bioplynových reaktorov v tom reaktore, pritom fermentovaný organický materiál pôsobí ako očkovacia látka na populáciu mikrobiálnych organizmov uskutočňujúcich fermentáciu.

Systém umožňuje v jednom vyhotovení odvádzať kal vrátane kvapaliny obsahujúcej pevné častice, do prvého separátora na separovanie pevných materiálov vrátane obmedzenej frakcie kvapaliny z hlavnej časti kvapalnej frakcie. Táto prevažne pevná frakcia obsahuje organický a anorganický materiál vrátane fosforu (P) a jeho zlúčenín. Táto prevažne pevná frakcia sa môže ďalej sušiť a tvorí hnojivo. Prvý separátor systému je výhodne usadzovacia odstredivka.

Systém tiež umožňuje upravovať odpadovú vodu z prvého separátora, pričom druhý separátor obsahuje keramické mikrofiltre, v ktorých sa odpadová voda z prvého separátora ďalej spracováva prevzdušňovaním a filtráciou, pričom sa prípadne odstraňujú zostávajúce zapáchajúce látky, zostávajúce dusíkaté látky, alebo zložky obsahujúce draslík (K), pričom zostane v podstate čistá odpadová voda neobsahujúca v podstate žiadnu z uvedených zostatkových zložiek.

Systém umožňuje odviesť odpadovú vodu z termofilného bioplynového reaktora alebo z prvého alebo z druhého separátora na poľnohospodárske pole, do čistiarne odpadových vôd alebo do čistiacej jednotky na biologické čistenie na ďalšie čistenie, pokiaľ je to požadované.

Priemyselná využiteľnosť

Systém alebo spôsoby podľa predmetného vynálezu sa dajú použiť na:

vylúčenie alebo zníženie emisií prachu, mikrobiálnych organizmov, čpavku, kontaminovaného vzduchu, kvapaliny alebo iné látky zo systému, hlavne z budov na chov zvierat, do životného prostredia, zlepšenému využitiu energie obsiahnutej v biomase vrátane organického materiálu, zlepšenie výroby bioplynu obsahujúceho plynný metán a plyn obsahujúci metán, pričom tento plyn môže byť ukladaný do nádrže miestne alebo môže byť odvádzaný do komerčnej plynovej distribučnej siete, získanie oddelených frakcií dusíka (N), fosforu (P)a potenciálne draslíka (K) z organických materiálov, pričom tieto frakcie majú komerčnú hodnotu a môžu byť využité ako hnojivá na hnojenie poľnohospodárskych a záhradníckych plodín,

- získanie lepšej pohody pre zvieratá a lepšej hygieny v stajniach pre zvieratá a z hľadiska výstupu zo stajní pre zvieratá, pričom tento výstup obsahuje hnoj, kal a zvieratá na porážku, pričom čisté zvieratá znižujú riziko infekcie mäsa, keď sa zvieratá porážajú,

- získanie spôsobu likvidácie zvieracích mrcín alebo ich častí, mäsovej a kostnej múčky alebo iných výrobkov zo zvierat, ktoré sú k dispozícii na likvidáciu na poľnohospodárskych pozemkoch vo forme rafinovaných hnojív, čím sa ťaží z mikroživín a makroživín v živočíšnych produktoch v poľnohospodárskej a záhradníckej rastlinnej výrobe.

Zoznam vzťahových značiek

1, 101, 201, 301, 401 budova na chov zvierat zberná nádrž na kal hlavná zberná nádrž zariadenie na uskladnenie vápna váha prijímacia stanica

7, 104, 204 silo na uskladnenie energetických plodín dopravný a homogenizačný systém

9, 103, 203, 303, 403 tlakový varák s vápnom zmiešavacia nádrž nádrž na kvapalnú biomasu

12, 102, 202, 302, 402 stripovacia nádrž

13, 106, 206 fermentor bioplynu

14, 106, 206 fermentor bioplynu

15, 106, 206 fermentor bioplynu nádrž na organickú kyselinu vyrovnávacia nádrž

18, 107, 207, 304, 404 usadzovacia odstredivka

19, 112, 211, 309, 409 nádrž na zbieranie polotuhej frakcie obsahujúcej fosfor stripér pary absorpčná kolóna čpavku nádrž na kyselinu sírovú

23, 210, 308, 408 nádrž na stripovaný čpavok sklad bioplynu

25, 214, 311, 407 nádrž na odpadovú vodu

26, 113,310 nádrž na zber draselného roztoku čistiaca jednotka bioplynu kombinovaná jednotka na teplo a elektrický prúd jednotka reverznej osmózy

115, 213 predspracovacia anaeróbna fermentačná nádrž macerátor filtračná jednotka na filtráciu vzduchu druhá vyrovnávacia nádrž jednotka na kondenzovanie vody plynový kotol

108, 305 druhá usadzovacia odstredivka

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (5)

1. Spôsob znižovania počtu životaschopných mikrobiálnych organizmov a/alebo priónov prítomných v organickom materiáli, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa kroky

- poskytnutie organického materiálu obsahujúceho pevné a/alebo kvapalné časti, kde aspoň časť tohto organického materiálu obsahuje životaschopné mikroorganizmy a/alebo prióny,

- podrobenie organického materiálu krokom spracovania

a) tlakovým varením s vápnom pri teplote v rozmedzí 100 °C až 220 °C, ktoré vedie k hydrolýze organického materiálu a k zníženiu životaschopných mikrobiálnych organizmov a/alebo priónov, pričom sa pridáva vápno vo forme hydroxidu vápenatého a/alebo oxidu vápenatého a

b) stripovanie čpavku z organického materiálu, ktorý bol pod tlakom zvarený s vápnom, pričom sa zníži obsah čpavku v organickom materiáli, pričom vápno pridané v spojitosti so stripovaním čpavku a asanáciou organického materiálu vyzráža rozpustený ortofosforečnan, a

- získanie spracovaného organického materiálu obsahujúceho znížený počet životaschopných mikrobiálnych organizmov alebo priónov a ďalej obsahuje kroky odvádzania spracovaného organického materiálu do fermentora (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu, kde sa spracovaný organický materiál fermentuje a získava sa bioplyn.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že ďalej obsahuje krok odvádzania spracovaného organického materiálu na poľnohospodárske pole.

3. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že obsahuje ďalší krok odvádzania zostatkového materiálu vyplývajúceho z fermentácie spracovaného organického materiálu na poľnohospodárske pole.

4. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že mikrobiálne organizmy sú veterinárne mikrobiálne a zoonotické patogény.

5. Spôsob podľa nárokov 1, vyznačujúci sa tým, že mikrobiálne organizmy sú vybrané z infekčných mikrobiálnych organizmov a parazitických patogénnych mikrobiálnych organizmov.

6. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že organický materiál obsahujúci pevné alebo kvapalné časti je vybraný z hnojov a ich kalov, zvyškov plodín, silážovaných plodín, zabitých zvierat alebo ich častí, odpadu z bitúnkov, mäsovej a kostnej múčky vrátane akejkoľvek ich kombinácie.

7. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa výroba bioplynu ďalej zlepšuje tlakovým varením organického materiálu s vápnom pred tým, ako sa organický materiál podrobuje kroku stripovania čpavku v stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402).

8. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že s vápnom tlakovo zvarený organický materiál sa fermentuje pred tým, ako sa organický materiál podrobuje korku stripovania čpavku.

9. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že sa organický materiál rastlinného pôvodu silážuje pred tým, ako sa odvádza do kroku stripovania čpavku.

10. Spôsob podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že sa silážovaný organický materiál rastlinného pôvodu fermentuje pred krokom stripovania čpavku.

11. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že v kroku stripovania čpavku pri teplote nad 40 °C sa na začiatku pridá dávka vápna k organickému materiálu, ktorá zvýši hodnotu pH nad 9.

a a

a a

n

12. Spôsob podľa nároku 11, v y

13. Spôsob podľa nároku 11, v y

14. Spôsob podľa nároku 11, v y

15. Spôsob podľa nároku 11, v y v

16. Spôsob podľa nároku 11, čpavku je od 2 do 15 dní.

17. Spôsob podľa nároku 11, čpavku je od 4 do 10 dní.

18. Spôsob podľa nároku 11, čpavku je od 6 do 8 dní.

19. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci z n z z z č u j ú Čujú č č a c

c c c

Čujú s s s s čujú čujú a a a a s tý tý tý tý m , že hodnota pH je nad 10.

m, že teplota je nad 50 °C. m , že teplota je nad 60 °C.

tý tý tý že hodnota pH je nad 11.

že doba prevádzky kroku stripovania že doba prevádzky kroku stripovania že doba prevádzky kroku stripovania tým, že hodnota pH je 8 až 12, teplota je 70 °C a

až 80 °C, pomer kvapaliny k plynu je menší ako 1 : 400 a doba prevádzky kroku stripovania čpavku je 7 dní. s

20. Spôsob podľa nároku 11, v y z málne 50 % (m/V) pevných častíc.

21. Spôsob podľa nároku 11, v y málne 30 % (m/V)pevných častíc.

22. Spôsob podľa nároku 11, v y málne 10 % (m/V) pevných častíc.

23. Spôsob podľa nároku 11, v y

Čujú čujú tý m tým, že organický materiál obsahuje maxiže organický materiál obsahuje maxiže organický materiál obsahuje maxiže stripovaný čpavok je absorbovaný sa t ý m , že absorpčná kolóna (21) čpavku obsatým, že kyslý roztok je kyselina sírová, tým, že sa čpavok stripovaný tlakovým varez v absorbčnej kolóne (21) čpavku pred uložením v nádrži (23, 210, 308, 408) na stripovaný čpavok.

24. Spôsob podľa nároku 23, vyznačuj úci huje vodu alebo kyslý roztok.

25. Spôsob podľa nároku 24, vyznačujúci

26. Spôsob podľa nároku 23, vyznačujúci ním s vápnom tiež absorbuje v absorpčnej kolóne (21) čpavku pred uložením v nádrži (23, 210, 308, 408) na stripovaný čpavok.

27. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 11,vyznačujúci sa tým, že sa krok tlakového varenia organického materiálu s vápnom uskutočňuje pri teplote od 120 °C do 220 °C pri tlaku 0,2 až 2 MPa počas pridania vápna postačujúceho na dosiahnutie hodnoty pH od 9 do 12 a prevádzkovou dobou kroku tlakového varenia s vápnom od najmenej 1 minúty do menej ako 60 minút.

28. Spôsob podľa nároku 27, vyznačujúci sa tým, že teplota je v intervale od 180 °C do 200 °C pri tlaku od 1 MPa do menej ako 1,6 MPa, pričom hladina pH je od 10 do 12 a prevádzková doba kroku tlakového varenia s vápnom od 5 minút do 10 minút.

29. Spôsob podľa nároku 27, vyznačujúci sa hlboké stelivo alebo hnoj ošípaných, dobytka a hydiny.

30. Spôsob podľa nároku 27, vyznačujúci sa proteíny tvoriace prióny BSE alebo iné prióny, pričom prióny BSE alebo iné prióny sa eliminujú v kroku tlakového varenia s vápnom.

31. Spôsob podľa nároku 27, vyznačujúci slamu, vlákna alebo piliny.

32. Spôsob podľa nároku 27, vyznačujúci viac ako 10 % (m/m).

33. Spôsob podľa nároku 27, vyznačujúci plexných uhľovodíkov obsahujúcich celulózu a/alebo hemicelulózu a/alebo lignín vyšší ako 10 % (m/V).

34. Spôsob podľa nároku 27, vyznačujúci tého je od 2 do 80 g na kg sušiny.

35. Spôsob podľa nároku 27, vyznačujúci tého je od 5 do 60 g na kg sušiny.

36. Spôsob podľa nárokov 27, vyznačujúci úpravou v tlakovom varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom.

37. Spôsob podľa nároku 36, vyznačujúci sa tým, že sa organický materiál maceruje závitovkovým dopravníkom vybaveným macerátorom, ktorý dopravuje organický materiál do tlakového varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom, kde sa organický materiál ohrieva vstrekovaním pary alebo parou v plášti okolo varáku s vápnom alebo kombináciou týchto spôsobov.

38. Spôsob podľa nároku 27, vyznačujúci sa tým, že obsahuje ďalší krok, v ktorom sa organický materiál upravený v tlakovom varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom odvádza do fermentora (13, 14, 15, 106, 206) na mezofilnú a/alebo termofílnú fermentáciu pred tým, ako sa organický materiál podrobí stripovaniu čpavku.

39. Spôsob podľa nároku 38, vyznačujúci nou populáciou.

40. Spôsob podľa nároku 38, vyznačujúci cia.

41. Spôsob podľa nároku 38, vyznačujú du má množstvo dusíka viac ako 10 % (w/w).

v t ý m , že organický materiál ďalej obsahuje tým, že organický materiál ďalej obsahuje tým, že organický materiál ďalej obsahuje tým, že organický materiál má obsah vlákien tým, že organický materiál má obsah komtým, že množstvo pridávaného oxidu vápenatým, že množstvo pridávaného oxidu vápenatým, že sa organický materiál maceruje pred tým, že sa fermentácia uskutočňuje bakteriáltým, že fermentácia je anaeróbna fermentátý m, že organický materiál zvieracieho pôvo-

42. Spôsob podľa nároku 38, te od 15 °C do menej ako 65 °C.

43. Spôsob podľa nároku 38, te od 25 °C do menej ako 55 °C.

44. Spôsob podľa nároku 38, te od 35 °C do menej ako 45 °C.

45. Spôsob podľa nároku 38, vyznačujúc do menej ako 15 dní.

46. Spôsob podľa nároku 38, vyznačujúc menej ako 10 dní.

47. Spôsob podľa nároku 9, vyznačujúci čujú tý m, že sa fermentácia uskutočňuje pri tepločujú čujú tý tý m, že že sa sa fermentácia uskutočňuje pri teplofermentácia uskutočňuje pri teploa tým, , že sa fermentácia uskutočňuje od 5 až , že sa fermentácia uskutočňuje od 7 do že organický materiál na silážovanie obs sahuje jednoročné krmivové plodiny, ako je repa, kukurica, ďatelina a obsahujú výhodne aj vršok rastlín.

48. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 11, vyznačujúci sa tým, že sa výroba bioplynu uskutočňuje v jednom alebo viacerých fermentoroch (13, 14, 15, 106, 206) mikrobiálnymi organizmami a zahŕňa anaeróbnu fermentáciu organického materiálu.

49. Spôsob podľa nároku 48, vyznačujúci sa tým, že mikrobiálne organizmy sú baktérie produkujúce hlavne metán a menšiu frakciu oxidu uhličitého v porovnaní s produkciou metánu, keď sa fermentuje organický materiál.

50. Spôsob podľa nároku 48, vyznačujúci sa tým, že sa výroba bioplynu uskutočňuje v dvoch fermentoroch (13, 14, 15, 106, 206) anaeróbnou bakteriálnou fermentáciou organického materiálu, najskôr fermentáciou s termofílnými baktériami v prvom fermentore (13, 14, 15, 106, 206), potom sa odvedie termofílne fermentovaný organický materiál do druhého fermentora (13, 14, 15, 106, 206), v ktorom sa uskutočňuje fermentácia mezofilnými baktériami.

51. Spôsob podľa nároku 50, vyznačujúci sa tým, že podmienky termofilnej reakcie zahŕňajú reakčnú teplotu od 45 °C do 75 °C.

tý m, že podmienky termofílnej reakcie zahŕ-

52. Spôsob podľa nároku 50, v y z n ňajú reakčnú teplotu od 55 °C do 60 °C.

53. Spôsob podľa nároku 50, v y z n ňajú reakčnú teplotu od 20 °C do 45 °C.

54. Spôsob podľa nároku 50, v y z n ňajú reakčnú teplotu od 30 °C do 35 °C.

z

55. Spôsob podľa nároku 50, v y čas 5 až 15 dní.

56. Spôsob podľa nároku 50, čas 7 až 10 dní.

57. Spôsob podľa nároku 50, čas 5 až 15 dní.

58. Spôsob podľa nároku 50, čas 7 až 10 dní.

59. Spôsob podľa nároku 50, vyznačujúci čujúci čuj tý tý tý tý tý m, m, tý že podmienky mezofilnej reakcie zahŕže podmienky mezofilnej reakcie zahŕže sa termofílná reakcia uskutočňuje pože sa termofílná reakcia uskutočňuje pože sa mezofilná reakcia uskutočňujú pože sa mezofilná reakcia uskutočňuje potým, že sa potenciálna tvorba peny znižuje a/alebo vylučuje pridaním polymérov a/alebo rastlinných olejov a/alebo jednej alebo viacerých solí.

60. Spôsob podľa nároku 59, vyznačujúci sa tým, že rastlinným olejomje repkový olej.

61. Spôsob podľa nároku 48, vyznačujúci sa tým, že sa požadované vločkovanie látok a častíc počas výroby bioplynu dosahuje pridávaním iónov vápnika schopných vytvárať vápnikové mostíky medzi organickými a anorganickými látkami v roztoku alebo suspenzii, pričom tieto vápnikové mostíky vedú k vytváraniu vločiek častíc.

62. Spôsob podľa nároku 61,vyznačujúci sa tým, že prídavok vápnikových iónov ďalej vedie k vyzrážaniu ortofosforečnanov vrátane rozpusteného (PO₄ ³'), ktorý sa vyzráža ako fosforečnan vápenatý vzorca Ca₃(PO₄)₂, pričom vyzrážaný fosforečnan vápenatý zostáva suspendovaný v kale.

63. Spôsob podľa nároku 61, vyznačujúci sa tým, že sa získaný bioplyn odvádza do kombinovanej jednotky (28) na teplo a/alebo elektrický prúd.

64. Spôsob podľa nároku 63, vyznačujúci sa tým, že sa teplo používa na ohrev tlakového varáka (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom a/alebo predspracovacej anaeróbnej fermentačnej nádrže (115, 213) a/alebo stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402) a/alebo jedného alebo viacerých fermentorov (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu a/alebo jednej alebo viac budov (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat.

65. Spôsob podľa nároku 63, vyznačujúci sa tým, že sa elektrický prúd odovzdáva do obchodnej siete na distribúciu elektrického prúdu.

66. Spôsob podľa nárokov 1 až 11,vyznačujúci jú baktérie Campylobacter, Salmonella, Yersinia, Ascaris, vírusy a viroidy.

67. Spôsob podľa nárokov 1 až 11,vyznačujúci sa tým, že ďalej zahŕňa krok výroby hnojív obsahujúcich dusík z organického materiálu, pričom výroba obsahuje kroky 1. zbierania čpavku vystopovaného z organického materiálu v kroku stripovania čpavku, 2. absorbovania čpavku vo vode alebo v kyslom roztoku obsahujúcom kyselinu sírovú, a 3. získania dusíkatého hnojiva.

68. Spôsob podľa nárokov 1 až 11,vyznačujúci sa tým, že ďalej obsahuje krok výroby hnojív obsahujúcich fosfor z organického materiálu, pričom táto výroba obsahuje kroky 1. odvádzania kalu z fermentora (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu do prvého separátora, 2. separovania fermentovaného organického materiálu a anorganického materiálu do pevnej a kvapalnej frakcie odpadovej vody, 3. získania pevnej frakcie obsahujúcej časť fosforu vo forme fosforečnanu vápenatého vzorca Ca₃(PO₄)₂ a organických fosfátov spočiatku suspendovaných v kale, pričom pevná frakcia je vhodná na použitie ako fosforečné hnojivo.

tým, že separátor je usadzovacia odstredivka sa t ý m , že mikrobiálne organizmy zahmu-

69. Spôsob podľa nároku 68, vyznačujúci sa (18, 107, 207, 304, 404).

70. Spôsob podľa nároku 68, vyznačujúci sa suší na výrobu granulátu obsahujúceho fosforečné hnojivo.

71. Spôsob podľa nároku 68, vyznačujúci sa ného kroku obsahuje menej ako 0,1 % (w/v) dusíka a fosforu.

72. Spôsob podľa nároku 71,vyznačuj úci vacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402) a znovu sa používa v stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402).

73. Spôsob podľa nároku 71,vyznačujúci sa čistenie budovy (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat.

74. Spôsob podľa nároku 71, vyznačujúci sa schopné rozširovať zoonózy, veterinárne vírusy, infekčné baktérie, parazity, prióny BSE a iné prióny.

75. Spôsob podľa nároku 68, vyznačujúci sa tým, že obsahuje ďalší krok stripovania čpavku z odpadovej vody v stripéri (20) pary.

t ý m , že pevná frakcia obsahujúca fosfor sa tým, že odpadová voda získaná zo separačsa t ý m , že sa odpadová voda odvádza do stripona stripovanie čpavku z organického materiálu tým, že sa odpadová voda znovu používa na t ý m , že odpadová voda neobsahuje zdroje

76. Spôsob podľa nároku 75, vyznačujúci sa tým, že stripovaný čpavok sa kondenzuje v absorpčnej kolóne (21) čpavku.

77. Spôsob podľa nároku 76, vyznačujúci sa tým, že sa čpavok kondenzuje v prvom kroku v protiprúde so schladeným čpavkovým kondenzátom.

78. Spôsob podľa nároku 77, vyznačujúci sa tým, že čpavok neskondenzovaný v stripéri (20) pary sa skondenzuje v protiprúde s permeátom z kroku reverznej osmózy, použitej na extrahovanie draslíka.

79. Spôsob podľa nároku 75, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa ďalší krok odvádzania stripovaného čpavku do absropčnej kolóny (21) čpavku, v ktorej sa absorbuje čpavok zo stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402).

80. Spôsob podľa nároku 68, vyznačujúci sa tým, že obsahuje ďalší krok výroby hnojív obsahujúcich draslík z organických materiálov, pričom výroba obsahuje 1. odvádzanie kvapalnej frakcie odpadovej vody obsahujúcej draslík z prvého stripéra (20) pary do druhého separačného kroku, ktorý sa vykonáva v jednotke (29) reverznej osmózy 2. oddeľovanie zostávajúcej organickej a anorganickej zmesi z kvapalnej frakcie a 3. získanie kvapalného koncentrátu obsahujúceho draslík, pričom kvapalný koncentrát obsahujúci draslík je vhodný na použitie ako draselné hnojivo.

81. Spôsob podľa nároku 80, vyznačujúci sa tým, že druhý separačný krok obsahuje prechod frakcie obsahujúcej draslík cez mikrofilter pracujúci s prerušovaným prevzdušňovaním a filtráciou odpadovej vody, pričom prevzdušňovanie poskytuje rozklad zostávajúceho organického materiálu a usadenie anorganických vločiek.

82. Jednotka na výrobu bioplynu z anaeróbnej fermentácie spracovaného organického materiálu obsahujúceho pevné a kvapalné časti, vyznačujúca sa tým, že obsahuje

i) tlakový varák (9, 103, 203, 303,403) s vápnom na hydrolýzu organického materiálu, ii) stripovaciu nádrž (12, 102, 202, 302, 402) na stripovanie čpavku z tlakovo zvareného organického materiálu s vápnom, ktorá je pripojená k absorpčnej kolóne (21) čpavku na absorpciu a kondenzáciu stripovaného čpavku, iii) fermentor (13, 14, 15, 106, 206) na anaeróbnu fermentáciu tlakovo zvareného organického materiálu s vápnom a organického materiálu po stripovaní čpavku, pričom výsledkom fermentácie je tvorba bioplynu, kde tlakový varák (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom a stripovacia nádrž (12, 102, 202, 302, 402) sú spojené, pričom tlakovo zvarený organický materiál s vápnom a organický materiál po stripovaní čpavku, je odvádzaný z tlakového varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom do stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402) a kde stripovacia nádrž (12, 102, 202, 302, 402) a fermentor (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu sú spojené, pričom tlakovo zvarený organický materiál s vápnom a organický materiál po stripovaní čpavku, môže byť odvádzaný zo stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402) do fermentora (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu, kde tlakový varák (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom a stripovacia nádrž (12, 102, 202, 302, 402) sú ďalej spojené, pričom stripovaný čpavok je smerovaný z tlakového varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom do stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402) a je absorbovaný v absorpčnej jednotke (21) čpavku.

83. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje hlavnú zbernú nádrž (3) na organický kal, ktorá je pripojená k tlakovému varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom a stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402), pričom organický kal je odvádzaný zo zbernej nádrže (3) do tlakového varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom a do stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402).

84. Jednotka podľa nároku 83, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje silo (7, 104, 204) na uskladnenie energetických plodín.

85. Jednotka podľa nároku 83, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje zbernú nádrž (2) na kal na zber organických kalov, ktorá je pripojená k hlavnej zbernej nádrži (3), pričom zberná nádrž (2) na kal obsahuje čerpadlo na čerpanie organických kalov zo zbernej nádrže (2) na kal do hlavnej zbernej nádrže (3).

86. Jednotka podľa nároku 85, v y z n a č u j ú c a sa t ý m , že ďalej obsahuje budovu (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat, kde zberná nádrž (2) na kal je umiestnená pod podlahou budovy (1, 101, 201, 301,

401) na chov zvierat a je k nej pripojená, pričom kal je odvádzaný z budovy (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat do zbernej nádrže (2) na kal prostredníctvom gravitácie.

87. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje zmiešavaciu nádrž (10) na zmiešavame tlakovo zvareného organického materiálu s vápnom a organických kalov z hlavnej zbernej nádrže (3), pričom zmiešavacia nádrž (10) je pripojená k tlakovému varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom a tlakovo zvarený organický materiál s vápnom a organické kaly sú odvádzané do zmiešavacej nádrže (10) z tlakového varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom, pričom zmiešavacia nádrž (10) je ďalej pripojená k stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402).

88. Jednotka podľa nároku 87, vyznačujúca sa tým, že obsahuje zariadenie (4) na uskladnenie vápna, ktoré je pripojené na rozvod k tlakovému varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom a k zmiešavacej nádrži (10), pričom vápno je odvádzané do tlakového varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom a do zmiešavacej nádrže (10).

89. Jednotka podľa nároku 88, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje macerátor (30) na macerovanie organického materiálu, ktorý je pripojený k zmiešavacej nádrži (10) ak stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402), pričom vápno je odvádzané zo zmiešavacej nádrže (10) do stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402).

90. Jednotka podľa nároku 89, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje hlavnú zbernú nádrž (3) na organické kaly, ktorá je pripojená k tlakovému varáku (9, 103, 203, 303, 403), k stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402) a k zmiešavacej nádrži (10), pričom organické kaly sú odvádzané z hlavnej zbernej nádrže (3) do tlakového varáku (9, 103, 203, 303, 403), stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402) a zmiešavacej nádrži (10).

91. Jednotka podľa nároku 90, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje zbernú nádrž (2) na kal na zber organických kalov, ktorá je pripojená k hlavnej zbernej nádrži (3), pričom zberná nádrž (2) na kal obsahuje čerpadlo na čerpanie organických kalov zo zbernej nádrže (2) na kal do hlavej zbernej nádrže (3) na organické kaly.

92. Jednotka podľa nároku 91, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje budovu (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat, kde zberná nádrž (2) na kal je umiestnená pod podlahou budovy (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat a je k nej pripojená, pričom kal je odvádzaný z budovy (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat do zbernej nádrže (2) na kal prostredníctvom gravitácie.

93. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje zariadenie (4) na uskladnenie vápna, ktoré je pripojené k tlakovému varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom, pričom vápno je odvádzané do tlakového varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom.

94. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje dopravný a homogenizačný systém (8) na dopravu a homogenizáciu pevného organického materiálu, ktorý obsahuje závitovkové dopravníky a integrovaný macerátor, kde tento dopravný a homogenizačný systém (8) je pripojený k tlakovému varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom, pričom homogenizovaný pevný organický materiál je odvádzaný do tlakového varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom.

95. Jednotka podľa nároku 94, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje prijímaciu stanicu (6) na prijímanie organického materiálu, ktorá je vybavená so závitovkovými dopravníkmi v podlahe, a je pripojená k tlakovému varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom cez dopravný a homogenizačný systém (8), pričom homogenizovaný pevný organický materiál je odvádzaný z prijímacej stanice (6) cez dopravný a homogenizačný systém (8) do tlakového varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom.

96. Jednotka podľa nároku 95, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje váhu (5) na váženie organického materiálu.

97. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje nádrž (22) na uskladnenie kyseliny sírovej, ktorá je pripojená ku absorpčnej kolóne (21) čpavku, pričom kyselina sírová je odvádzaná do absorpčnej kolóny (21) čpavku.

98. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje nádrž (23, 210, 308, 408) na stripovaný čpavok na uskladnenie čpavku stripovaného v stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402) a kondenzovaného v absorpčnej kolóne (21) čpavku, pričom nádrž (23, 210, 308, 408) na stripovaný čpavok je pripojená ku absorpčnej kolóne (21) čpavku a kondenzovaný čpavok je odvádzaný z absorpčnej kolóny (21) čpavku do nádrže (23, 210, 308, 408) na stripovaný čpavok.

99. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje filtračnú jednotku (31) na filtráciu vzduchu z absorpčnej kolóny (21) čpavku, pričom filtračná jednotka (31) je pripojená ku absorpčnej kolóne (21) čpavku a vzduch z absorpčnej kolóny (21) čpavku je odvádzaný do filtračnej jednotky (31).

100. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje nádrž (11) na kvapalnú biomasu na jej skladovanie, ktorá je pripojená k fermentoru (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu a k stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402), pričom kvapalná biomasa je odvádzaná z nádrže (11) na biomasu do fermentora (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu a do stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402).

101. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje nádrž (16) na organickú kyselinu na úpravu pH organického materiálu vo fermentore (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu, kde nádrž (16) na organickú kyselinu je pripojená k fermentoru (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu, pričom organická kyselina je odvádzaná z nádrže (16) na organickú kyselinu do fermentora (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu.

102. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje vyrovnávaciu nádrž (17) na pridávanie PAX, ktorá je pripojená k fermentoru (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu, pričom fermentovaný a odvzdušnený organický materiál je odvádzanýz fermentora (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu do vyrovnávacej nádrže (17).

103. Jednotka podľa nároku 102, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje usadzovaciu odstredivku (18, 107, 207, 304, 404) na separáciu fermentovaného a odvzdšneného organického materiálu do polopevnej frakcie, obsahujúcej fosfor a vodnú fázu, kde usadzovacia odstredivka (18, 107, 207, 304, 404) je pripojená k vyrovnávacej nádrži (17), pričom tlmený fermenovaný organický a odvzdušnený materiál je odvádzaný z vyrovnávacej nádrže (17) do usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404).

104. Jednotka podľa nároku 103, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje nádrž (19, 112, 211, 309, 409) na zbieranie polotuhej frakcie obsahujúcej fosfor z usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304,404), ktorá je pripojená k usadzovacej odstredivke (18,107, 207, 304, 404), pričom polotuhá frakcia obsahujúca fosfor je odvádzaná z usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404) do nádrže (19, 112, 211, 309, 409) na zbieranie polotuhej frakcie obsahujúcej fosfor.

105. Jednotka podľa nároku 103,vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje druhú vyrovnávaciu nádrž (32) na tlmenie vodnej fázy z usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404), ktorá je pripojená k usadzovacej odstredivke (18, 107, 207, 304, 404), pričom vodná fáza z usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404) je z nej odvádzaná do druhej vyrovnávacej nádrže (32).

106. Jednotka podľa nároku 105, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje budovu (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat na ustajnenie domácich zvierat, pričom druhá vyrovnávacia nádrž (32) je pripojená k budove (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat a tlmená voda z druhej vyrovnávacej nádrže (32) je odvádzaná do budovy (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat.

107. Jednotka podľa nároku 105, vyznačujúca sa tým, že druhá vyrovnávacia nádrž (32) je pripojená kstripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402), pričom tlmená voda z druhej vyrovnávacej nádrže (32) je odvádzaná do stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302,402).

108. Jednotka podľa nároku 105, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje parný striper (20) na stripovanie zvyšného čpavku z vodnej fázy získanej z usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404), ktorý je pripojený k druhej vyrovnávacej nádrži (32), pričom tlmená voda z druhej vyrovnávacej nádrže (32) je odvádzaná do parného stripera (20).

109. Jednotka podľa nároku 105, vyznačujúca sa tým, že parný striper (20) je pripojený ku absorpčnej kolóne (21) čpavku, pričom stripovaný čpavok stripovaný v parnom striperi (20) je odvádzaný do absorpčnej kolóny (21) čpavku.

110. Jednotka podľa nároku 105, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje nádrž (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu na zhromažďovanie vody stripovanej pre čpavok v parnom striperi (20) a na zhromažďovanie tlmenej z vody druhej vyrovnávacej nádrže (32), kde nádrž (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu je pripojená k parnému striperu (20) a k druhej vyrovnávacej nádrži (32), pričom voda z parného stripera (20) a tlmená voda z druhej vyrovnávacej nádrže (32) je odvádzaná do nádrže (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu.

111. Jednotka podľa nároku 110, v y z n a č u j ú c a sa t ý m , že ďalej obsahuje budovu (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat, kde nádrž (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu je pripojená k budove (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat, pričom odpadová voda je odvádzaná do budovy (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat.

112. Jednotka podľa nároku 110, vyznačujúca sa tým, že nádrž (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu je pripojená k stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402), pričom odpadová voda je odvádzaná do stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402).

113. Jednotka podľa nároku 110, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje jednotku (29) reverznej osmózy na separáciu draslíka z odpadovej vody z nádrže (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu, kde jednotka (29) reverznej osmózy je pripojená k nádrži (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu, pričom odpadová voda je odvádzaná z nádrže (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu do jednotky (29) reverznej osmózy.

114. Jednotka podľa nároku 113, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje nádrž na zber draselného roztoku (26, 113, 310), ktorá je pripojená k jednotke (29) reverznej osmózy, pričom draselný koncentrát z jednotky (29) reverznej osmózy je odvádzaný do nádrže na zber draselného roztoku (26, 113, 310).

115. Jednotka podľa nároku 113, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje jednotku (33) na kondenzovanie vody v bioplyne generovanom anaeróbnou fermentáciou organického materiálu, ktorá je pripojená k fermentoru (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu, pričom bioplyn generovaný anaeróbnou fermentáciou vo fermentore (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu je odvádzaný z fermentora (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu do jednotky (33) na kondenzovanie vody.

116. Jednotka podľa nároku 115, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje sklad (24) bioplynu na skladovanie bioplynu generovaného anaeróbnou fermentáciou organického materiálu, ktorý je pripojený k jednotke (33) na kondenzovanie vody, pričom bioplyn je odvádzaný z jednotky (33) na kondenzovanie vody do skladu (24) bioplynu.

117. Jednotka podľa nároku 116, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje čistiacu jednotku (27) bioplynu na jeho čistenie od stopových množstiev sírovodíka prítomného vo vyrobenom bioplyne, ktorá je pripojená k skladu (24) bioplynu, pričom bioplyn je odvádzaný zo skladu (24) bioplynu do čistiacej jednotky (27) bioplynu.

118. Jednotka podľa nároku 117, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje kombinovanú jednotku (28) na teplo a elektrický prúd na spaľovanie bioplynu a výrobu elektriny a tepla, ktorá je pripojená k čistiacej jednotke (27) plynu, pričom vyčistený plyn je smerovaný z čistiacej jednotky (27) plynu do kombinovanej jednotky (28) na teplo a elektrický prúd.

119. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje

i) budovu (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat na ich ustajnenie, kde organické kaly sú odvádzané z budovy (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat do tlakového varáka (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom a/alebo do stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402), ii) nádrž (23, 210, 308, 408) na stripovaný čpavok v stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402), kde nádrž (23, 210, 308, 408) na stripovaný čpavok a stripovacia nádrž (12, 102, 202, 302, 402) sú prepojené, pričom stripovaný čpavok je odvádzaný zo stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402) do nádrže (23, 210, 308, 408) na stripovaný čpavok, iii) silo (7, 104, 204) na uskladnenie fermentovateľného organického materiálu vo forme siláže, iv) predspracovaciu anaeróbnu fermentačnú nádrž (115, 213) na anaeróbnu fermentáciu siláže na odstránenie bioplynu zo siláže, ktorá je pripojená k silu (7, 104, 204), pričom siláž je odvádzaná zo sila (7, 104, 204) do predspracovacej anaeróbnej fermentačnej nádrže (115, 213), ktorá je ďalej pripojená k stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402), pričom fermentovaná siláž je odvádzaná z predspracovacej anaeróbnej fermentačnej nádrže (115, 213) do stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402),

v) usadzovaciu odstredivku (18, 107, 207, 304, 404) na separáciu pevných a kvapalných častí, ktorá je pripojená k fermentoru (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu na anaeróbnu fermentáciu tlakovo zvareného organického materiálu s vápnom a organického materiálu po stripovaní čpavku, ktorý je odvádzaný z fermentora (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu do usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404), vi) nádrž na zbieranie polotuhej frakcie (19, 112, 211, 309, 409) obsahujúcej viac ako 50 % (m/m) fosforu získaného z usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404), kde nádrž na zbieranie polotuhej frakcie (19, 112, 211, 309, 409) a usadzovacia odstredivka (18, 107, 207, 304, 404) sú spojené, pričom separovaný fosfor je odvádzaný z usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404) do nádrže na zbieranie polotuhej frakcie (19, 112, 211, 309, 409) obsahujúcej fosfor, a vii) nádrž (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu na prijímanie vodnej frakcie vo forme odpadovej vody vychádzajúcej z usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404), kde nádrž (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu a usadzovacia odstredivka (18, 107, 207, 304, 404) sú spojené, pričom odpadová voda je odvádzaná z usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404) do nádrže (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu.

120. Jednotka podľa nároku 119, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje kombinovanú jednotku (28) na teplo a elektrický prúd, kde táto jednotka a fermentor (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu sú prepojené, pričom bioplyn je odvádzaný z fermentora (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu do kombinovanej jednotky (28) na teplo a elektrický prúd.

121. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje

i) budovu (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat na ustajnenie, ktorá obsahuje a) čistiaci systém používajúci čistiacu vodu na čistenie kanálov na kal objektu pre zvieratá, b) ventilačné kanály a c) transportný systém na transport kalov obsahujúcich organický materiál z budovy (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat do tlakového varáka (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom a/alebo do stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402), pričom organické kaly sú odvádzané z budovy (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat do tlakového varáka (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom a/alebo do stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402), ii) silo (7, 104, 204) na produkciu silážovaného rastlinného materiálu obsahujúceho energetické rastliny, iii) predspracovaciu anaeróbnu fermentačnú nádrž (115, 213) na fermentovanie siláže a/alebo zvareného organického materiálu s vápnom v mezofilných alebo termofilných podmienkach, ktorá je pripojená k silu (7, 104, 204) a k tlakovému varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom, pričom siláž alebo zvarený organický materiál s vápnom je odvádzaný zo sila (7, 104, 204) alebo tlakového varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom do predspracovacej anaeróbnej fermentačnej nádrže (115, 213), ktorá je ďalej pripojená k stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402), pričom fermentovaná siláž alebo zvarený organický materiál s vápnom je odvádzaný z anaeróbnej fermentačnej nádrže (115, 213) na predspracovanie do stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302,

402), iv) usadzovaciu odstredivku (18, 107, 207, 304, 404), v ktorej fermentovaný materiál pochádzajúci z anaeróbnej fermentácie vo fermentácii bioplynu je separovaný do odpadovej vody a pevnej frakcie obsahujúcej fosfor a organický a anorganický materiál, kde usadzovacia odstredivka (18, 107, 207, 304, 404) je pripojená k fermentoru (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu na anaeróbnu fermentáciu zvareného organického materiálu s vápnom a organického materiálu po stripovaní čpavku, ktorý je odvádzaný z fermentora (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu do usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404),

v) keramický mikrofilter na separáciu zvyšných pevných látok z odpadovej vody pochádzajúcej z usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404), ktorý je pripojený k usadzovacej odstredivke (18, 107, 207, 304, 404), pričom odpadová voda získaná usadzovacou odstredivkou je odvádzaná do keramického mikrofiltra, a vi) sklad (24) bioplynu, ktorý je pripojený k fermentoru (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu, pričom bioplyn pochádzajúci z fermenácie zvareného organického materiálu a organického materiálu po stripovaní čpavku je odvádzaný z fermentora (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu do skladu (24) bioplynu, ktorý je pripojený k výstupu na distribúciu bioplynu alebo je pripojený ku kombinovanej jednotke (28) na teplo a elektrický prúd.

122. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že absorpčná kolóna (21) čpavku je pripojená k nádrži (22) na kyselinu sírovú, pričom kyselina sírová je odvádzaná do absorpčnej kolóny (21) čpavku, ktorá je pripojená k nádrži (23, 210, 308, 408) na stripovaný čpavok, pričom kondenzovaný čpavok je odvádzaný do nádrže (23, 210, 308, 408) na stripovaný čpavok a je v nej skladovaný, kde táto nádrž má výstup na odvádzanie kondenzovaného čpavku, a kde absorpčná kolóna (21) čpavku je pripojená k stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402) a ďalej obsahuje budovu (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat na ustajnenie, zbernú nádrž (2) na kal na zber organických kalov z objektu pre zvieratá, kde zberná nádrž (2) na kal je umiestnená pod podlahou budovy (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat a je k nej pripojená, pričom kal je odvádzaný z budovy (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat do zbernej nádrže (2) na kal prostredníctvom gravitácie, a kde zberná nádrž (2) na kal obsahuje čerpadlo na čerpanie organických kalov zo zbernej nádrže (2) na kal cez pripojenie k hlavnej zbernej nádrži (3) na organické kaly, kde hlavná zberná nádrž (3) je ďalej pripojená k tlakovému varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom, stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402), silu (7, 104, 204) na produkciu silážovaného rastlinného materiálu obsahujúceho energetické rastliny, a zmiešavaciu nádrž (10) na zmiešanie zvareného organického materiálu s vápnom a organického materiálu po stripovaní čpavku a organických kalov, kde zmiešavacia nádrž (10) je pripojená k tlakovému varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom, a zvarený organický materiál s vápnom a organické kaly sú odvádzané do zmiešavacej nádrže (10) z tlakového varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom a hlavnej zbernej nádrže (3), kde zmiešavacia nádrž (10) je ďalej pripojená k stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402) cez macerátor (30) na macerovanie organického materiálu, pričom zmes zvareného organického materiálu s vápnom a organických kalov je macerovaná a odvádzaná zo zmiešavacej nádrže (10) do stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402), kde hlavná zberná nádrž (3) obsahuje čerpadlo na čerpanie organických kalov z hlavnej zbernej nádrže (3) do tlakového varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom a/alebo stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402) a/alebo zmiešavacej nádrže (10), zariadenie (4) na uskladnenie vápna obsahujúcej rozvod na odvádzanie vápna do tlakového varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom alebo zmiešavacej nádrže (10), váhu (5) na váženie pevného organického materiálu, silo (7, 104, 204) na generovanie silážovaného rastlinného materiálu obsahujúceho energetické rastliny, prijímaciu stanicu (6) na prijímanie pevného organického materiálu, ktorá je upevnená k závitovkovým dopravníkom v podlahe, a pripojená k tlakovému varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom cez dopravný a homogenizačný systém (8) na dopravu a homogenizáciu pevného organického materiálu z prijímacej stanice (6) k tlakovému varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom, kde dopravný a homogenizačný systém (8) obsahuje závitovkový dopravník a integrovaný macerátor, nádrž (11) na kvapalnú biomasu na skladovanie kvapalnej biomasy, ktorá je pripojená k fermentoru (13, 14, 15, 106, 206) na bioplyn a k stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402), pričom kvapalná biomasa je odvádzaná z nádrže (11) na biomasu do fermentora (13, 14, 15, 106, 206) na bioplyn a do stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402), nádrž (16) na organickú kyselinu na úpravu pH organického materiálu vo fermentore (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu, kde nádrž (16) na organickú kyselinu je pripojená k fermentoru (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu, pričom organická kyselina je odvádzaná z nádrže (16) na organickú kyselinu do fermentora (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu, usadzovaciu odstredivku (18, 107, 207, 304, 404) na separáciu fermentovaného a odvzdušneného organického materiálu do polopevnej frakcie, obsahujúcej fosfor a vodnú fázu, kde usadzovacia odstredivka (18, 107, 207, 304, 404) je pripojená k fermentoru (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu cez vyrovnávaciu nádrž (17) na pridanie PAX, pričom fermentovaný a odvzdušnený organický materiál je odvádzaný z fermentora (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu do vyrovnávacej nádrže (17) a tlmený organický materiál je odvádzaný z vyrovnávacej nádrže (17) do usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404), kde vyrovnávacia nádrž (17) obsahuje čerpadlo na odvádzanie fermentovaného a odvzdušneného organického materiálu z vyrovnávacej nádrže (17) do usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404), kde usadzovacia odstredivka (18, 107, 207, 304, 404) je pripojená k nádrži (19, 112, 211, 309, 409) na zbieranie polotuhej frakcie obsahujúcej fosfor separovanej z vodnej fázy v usadzovacej odstredivke (18, 107, 207, 304, 404), pričom polotuhá frakcia je odvádzaná do nádrže (19, 112, 211, 309, 409) na zbieranie polotuhej frakcie obsahujúcej fosfor, sklad (24) bioplynu na skladovanie bioplynu generovaného anaeróbnou fermentáciou organického materiálu, kde sklad (24) bioplynu je pripojený k fermentoru (13, 14, 15, 106, 206) na bioplyn, pričom bioplyn generovaný anaeróbnou fermentáciou vo fermentore (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu je odvádzaný do skladu (24) bioplynu prechádzaním jednotkou (33) na kondenzovanie vody v bioplyne generovanom anaeróbnou fermentáciou, kde jednotka (33) na kondenzovanie vody je pripojená k fermentoru (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu a k skladu (24) bioplynu, pričom bioplyn je odvádzaný z fermentora (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu do jednotky (33) na kondenzovanie vody a ďalej do skladu (24) bioplynu, kde jednotka (33) na kondenzovanie vody má výstup, pričom kondenzovaná voda z bioplynu je odvádzaná z jednotky, čistiacu jednotku (27) bioplynu na čistenie bioplynu od stopových množstiev sírovodíka prítomného vo vyrobenom bioplyne pred spálením bioplynu, kde čistiaca jednotka (27) bioplynu na jeho čistenie je pripojená k skladu (24) bioplynu, pričom bioplyn je odvádzaný zo skladu (24) bioplynu do čistiacej jednotky (27) bioplynu, kombinovanú jednotku (28) na teplo a elektrický prúd na spaľovanie bioplynu a výrobu elektriny a tepla, kde kombinovaná jednotka (28) na teplo a elektrický prúd na spaľovanie bioplynu a výrobu elektriny a tepla je pripojená k čistiacej jednotke (27) bioplynu, pričom čistený bioplyn je odvádzaný z čistiacej jednotky (27) bioplynu do kombinovanú jednotku (28) na teplo a elektrický prúd na spaľovanie bioplynu a výrobu elektriny a tepla, kde kombinovaná jednotka (28) na teplo a elektrický prúd na spaľovanie bioplynu a výrobu elektriny a tepla spaľovaním tohto bioplynu produkuje elektrinu, ktorá môže byť odvádzaná do komerčnej siete na distribúciu elektriny, a kde spaľovanie bioplynu ďalej produkuje teplo, ktoré je použité na ochladzovanie kombinovanej jednotky (28) na teplo a elektrický prúd vodným obvodom, pričom uvedené tepla absorbované vo vodnom okruhu je ďalej pouťžité na ohrievanie tlakového varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom, stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402), fermentora (13, 14, 15, 106, 206) bioplynu a/alebo budovy (1, 101, 201, 301,401) na chov zvierat, stripér (20) pary na stripovanie zvyškového čpavku zvodnej fázy získanej z usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404), kde stripér (20) pary obsahuje pamo-vodný výmenník tepla, ktorý je ohrievaný použitím elektriny a/alebo tepla produkovaného v kombinovanej jednotke (28) na teplo a elektrický prúd, kde stripér (20) pary je pripojený k usadzovacej odstredivke (18, 107, 207, 304, 404), pričom vodná fáza získaná z usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404) je odvádzaná do stripéra (20) pary, a kde stripér (20) pary je pripojený ku absorpčnej kolóne (21) čpavku, pričom stripovaný čpavok stripovaný v stripéri (20) pary je odvádzaný do absorpčnej kolóny (21) čpavku, a kde usadzovacia odstredivka (18, 107, 207, 304, 404)a stripér (20) pary sú pripojené cez druhú vyrovnávaciu nádrž (32), kde druhá vyrovnávacia nádrž (32) je pripojená k usadzovacej odstredivke (18, 107, 207, 304, 404) ak stripéru (20) pary, pričom vodná fáza získaná z usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404) je odvádzaná z usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404)do druhej vyrovnávacej nádrže (32) a tlmená vodná fáza je odvádzaná z druhej vyrovnávacej nádrže (32) do stripéra (20) pary, kde druhá vyrovnávacia nádrž (32) je ďalej pripojená k stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402) a k budove (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat, pričom tlmená voda získaná z usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404) je odvádzaná do stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402) a budovy (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat, nádrž (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu na zbieranie vody stripovanej pre čpavok v stripéri (20) pary a na zbieranie vody z usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404) odvádzaním vody cez druhú vyrovnávaciu nádrž (32), kde nádrž (25,214,311, 407) na odpadovú vodu je pripojená k stripéru (20) pary, pričom voda stripovaná pre čpavok je odvádzaná zo stripéra (20) pary do nádrže (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu, a kde nádrž (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu je pripojená k druhej vyrovnávacej nádrži (32), pričom tlmená vodná fáza získaná z usadzovacej odstredivky (18, 107, 207, 304, 404) je odvádzaná cez druhú vyrovnávaciu nádrž (32) do nádrže (25, 214, 311, 407), a kde nádrž (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu je pripojená k stripovacej nádrži (12, 102, 202, 302, 402) akbudove (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat, pričom odpadová voda z nádrže (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu je odvádzaná do stripovacej nádrže (12, 102, 202, 302, 402) a k budove (1, 101, 201, 301,401) na chov zvierat, jednotku (29) reverznej osmózy na separáciu draslíka z odpadovej vody z nádrže (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu, kde jednotka (29) reverznej osmózy obsahuje a) keramický mikrofilter a b) filter reverznej osmózy na filtrovanie permeátu pochádzajúceho z filtrácie mikrofiltrom, pričom filtrácia generuje draselný koncentrát, kde jednotka (29) reverznej osmózy je pripojená k nádrži (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu, pričom odpadová voda je odvádzaná z nádrže (25, 214, 311, 407) na odpadovú vodu do jednotky (29) reverznej osmózy, a kde jednotka (29) reverznej osmózy je pripojená k nádrži na zber draselného roztoku (26, 113, 310), pričom draselný koncentrát z jednotky (29) reverznej osmózy je odvádzaný do nádrže na zber draselného roztoku (26, 113, 310), a kde jednotka (29) reverznej osmózy má výstup pre permeát z filtra revereznej osmózy, pričom permeát je odvádzaný von z jednotky, kde nádrž na zber draselného roztoku (26, 113, 310) má výstup na draselný koncentrát a draselný roztok je odvádzaný von z jednotky.

123. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že tlakový varák (9, 103, 203, 303,

403) s vápnom pozostáva z dvoch podlhovastých rúrovitých horizontálnych komôr so stredovou závitovkou, pričom komory sú upevnené jedna na vrchu druhej.

124. Jednotka podľa nároku 123, vyznačujúca sa tým, že dopravný a homogenizačný systém (8) na homogenizáciu a dopravu homogenizovaného organického materiálu obsahujúceho pevné časti do t ý m , že kyselina sírová je odvádzaná do t ý m , že konečný čpavkový kondenzát obt ý m , že predspracovacia anaeróbna fert ý m , že predspracovacia anaeróbna fert ý m , že bioplyn obsahuje najmä metán.

a sa t ý m , že keramický mikrofilter (29) oddes a t ý m , že draselný koncentrát je získaný tlakového varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom obsahuje závitovkové dopravníky a integrovaný macerátor.

125. Jednotka podľa nárok 124, vyznačujúca sa tým, že zariadenie (4) na uskladnenie vápna je pripojené k hornej komore tlakového varáku (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom a dolná komora tlakového varáka (9, 103, 203, 303, 403) s vápnom je pripojená k zmiešavacej nádrži (10), ktorá je tiež pripojená k zbernej nádrži (3) na prijímanie organických kalov, pričom zmiešavacia nádrž (10) je použitá na zmiešavame tlakovo zvareného organického materiálu s vápnom s organickými kalmi odvádzaných do zmiešavacej nádrže (10) z prijímacej nádrže (3).

126. Jednotka podľa nároku 97, vyznačujúca sa tým, že absorpčná kolóna (21) čpavku obsahuje dvojkrokový premývací kondenzátor, kde čpavok je najskôr kondenzovaný vprotiprúde ochladeného čpavkového kondenzátu, pričom čpavkový plyn nekondenzovaný v prvom kondenzačnom kroku je kondenzovaný v druhom kroku v protiprúde vody.

127. Jednotka podľa nároku 126, vyznačujúca sa protiprúdu vody v druhom kroku.

128. Jednotka podľa nároku 127, vyznačujúca sahuje čpavok v koncentrácii viac ako 25 % (V/V).

129. Jednotka podľa nároku 119, vyznačujúca mentačná nádrž (115, 213) je termofilná fermentačná nádrž.

130. Jednotka podľa nároku 119, vyznačujúca mentačná nádrž (115, 213) je mezofilná fermentačná nádrž.

131. Jednotka podľa nároku 82, v y z n a č u j ú c a s

132. Jednotka podľa nároku 121, vyznačujúca ľuje častice väčšie ako 0,01 pm z vylučovacej nádrže.

133. Jednotka podľa nároku 121, vyznačujúca z odpadovej vody použitím energie vyrobenej z motoru na spaľovanie plynu na ohrievanie odpadovej vody vychádzajúcej z kroku usadzovacieho odstreďovania, pričom ohrievanie vedie k destilátu obsahujúcemu draselný koncentrát.

134. Jednotka podľa nároku 121, vyznačujúca sa tým, že permeát je použitý na preplachovanie kanálov v budove (1, 101, 201, 301, 401) na chov zvierat.

135. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že organický materiál obsahuje najmenej jeden z kukurice/obilia, energetických rastlín, repy a zvyškov plodín.

136. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca račie mŕtvoly alebo ich časti.

137. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca z bitúnkov.

138. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sovú alebo kostnú múčku.

139. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca plazmu.

140. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca pečný a nebezpečný materiál vzhľadom na možnú prítomnosť BSE-priónov alebo iných priónov.

141. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že organický materiál obsahuje organický materiál živočíšneho pôvodu majúceho množstvo dusíka viac ako 10 % (m/m).

142. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že organický materiál má obsah komplexných uhľovodíkov obsahujúcich celulózu a/alebo hemicelulózy a/alebo lignín viac ako 10 % (m/m).

143. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca sa tým, že organický materiál obsahuje viac ako 50 % (m/m) celulózy a/alebo hemicelulózy a/alebo lignínu vzhľadom na suchý organický materiál.

144. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca a jeho kaly.

145. Jednotka podľa nároku 144, vyznačujúca ných a hydiny.

146. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca pad.

147. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca rastliny.

148. Jednotka podľa nároku 82, vyznačujúca kukuricu a ďatelinu.

149. Použite jednotky podľa ktoréhokoľvek z nárokov 82 prachu, mikrobiologických organizmov, čpavku, znečisteného vzduchu a kvapaliny z budov (1, 101, 201, 301,401) na chov zvierat do prostredia.

t ý m , že organický materiál obsahuje zviet ý m , že organický materiál obsahuje odpad t ý m , že organický materiál obsahuje mät ý m , že organický materiál obsahuje krvnú t ý m , že organický materiál obsahuje bezt ý m , že organický materiál obsahuje hnoj t ý m , že hnoj pochádza z dobytka, ošípat ý m , že organický materiál obsahuje odtým, že organický obsahuje silážované t ý m , že organický materiál obsahuje repu, až 148 na elimináciu alebo znižovanie emisií

150. Použitie jednotky podľa ktoréhokoľvek z nárokov 82 až 148 na zlepšenie využitia energie obsiahnutej v organickom materiáli.

151. Použitie jednotky podľa ktoréhokoľvek z nárokov 82 až 148 na zlepšenie produkcie bioplynu obsahujúceho plynný metán.

5 152. Použitie jednotky podľa ktoréhokoľvek z nárokov 82 až 148 na oddeľovanie frakcií dusíka, fosforu a draslíka z organických materiálov, kde uvedené frakcie sa môžu použiť ako hnojivo.