Nowoczesna biogazownia może być praktycznie niewidoczna dla otoczenia

Nowoczesne biogazownie mogą funkcjonować niemal bez zapachu i hałasu, a ich obecność w pobliżu zabudowań nie musi być uciążliwa – przekonuje Janusz Banera, technical manager w firmie Sika Poland. W rozmowie z Gramwzielone.pl ekspert tłumaczy, jak hermetyzacja instalacji, zaawansowane systemy filtracji powietrza oraz cyfrowe monitorowanie procesu pozwalają ograniczać emisję odorów i chronić komfort lokalnej społeczności, jednocześnie zwiększając efektywność produkcji biogazu.

Gramwzielone.pl: Jakie są główne źródła uciążliwości zapachowych w biogazowniach i na których etapach procesu powstają one najczęściej?

Janusz Banera: Uciążliwości zapachowe powstają głównie tam, gdzie biomasa jest najbardziej reaktywna, czyli na etapie przyjęcia i wstępnego przygotowania substratów. Szczególnie dotyczy to obornika płynnego, odpadów poubojowych, osadów pościekowych czy frakcji spożywczej o wysokiej aktywności mikrobiologicznej. Drugim newralgicznym obszarem są otwarte lub niewystarczająco zabezpieczone zbiorniki magazynowe, z których przy wysokiej temperaturze i braku szczelności ulatniają się lotne związki organiczne. Trzeci punkt to fermentacja, zwłaszcza w instalacjach starszego typu, gdzie nieszczelności pokryw, włazów, przepustów kablowych lub nadmierne podciśnienie w reaktorze umożliwiają emisję odorów.

REKLAMA

Hermetyzacja zamiast kompromisów

Jakie praktyczne rozwiązania stosowane obecnie w nowoczesnych instalacjach pozwalają najskuteczniej ograniczać emisję odorów na etapie przyjęcia surowców, magazynowania i fermentacji?

Dzisiejsze instalacje stosują przede wszystkim system pełnego zamkniętego obiegu powietrza. Strefy rozładunku są przykryte, wyposażone w podciśnieniową wentylację, a powietrze jest kierowane przez biofiltry, płuczki chemiczne lub absorbery węglowe. Magazynowanie substratów odbywa się w hermetycznych zbiornikach, a przepływy między zbiornikami prowadzone są w systemach rurowych pod ciśnieniem – bez kontaktu z atmosferą.

Które elementy budowy lub modernizacji biogazowni wymagają szczególnego nadzoru, aby późniejsza eksploatacja była bezpieczna i niewykrywalna zapachowo dla otoczenia?

Szczególną uwagę należy skoncentrować na obszarach instalacji, które w największym stopniu determinują emisję odorów oraz bezpieczeństwo eksploatacji. Szczelność zbiorników fermentacyjnych i magazynowych jest kluczowa, ponieważ nawet niewielkie nieszczelności mogą prowadzić do niekontrolowanego uwalniania gazów procesowych. Podwyższoną podatność na mikronieszczelności wykazują dylatacje i połączenia technologiczne, dlatego wymagają zastosowania wysokiej jakości uszczelnień oraz cyklicznej kontroli serwisowej. Istotnym elementem jest również instalacja odsiarczania i osuszania biogazu, która odpowiada za redukcję siarkowodoru i wilgoci, co ogranicza uciążliwości zapachowe oraz chroni urządzenia przed korozją.

W strefie przyjęcia substratów należy stosować systemy podciśnieniowe, które zapobiegają emisji powietrza z odorami do otoczenia, kierując je do układów oczyszczania, takich jak biofiltry lub płuczki. Hermetyzacja pompowni i separatorów jest niezbędna w miejscach intensywnego przepływu materiału, aby zminimalizować ryzyko emisji. Punkty serwisowe, w tym włazy, króćce i zawory, muszą być zabezpieczone zgodnie z wymaganiami ATEX oraz wykonane z materiałów odpornych chemicznie, co zapewnia bezpieczeństwo obsługi i trwałość elementów. Prawidłowe zaprojektowanie i utrzymanie tych obszarów sprawia, że biogazownia staje się dla otoczenia praktycznie niewidoczna zarówno pod względem zapachowym, jak i wizualnym, eliminując uciążliwości i zwiększając efektywność procesu. To te obszary decydują o tym, czy biogazownia jest dla otoczenia praktycznie „niewidoczna”.

Szczelność to fundament zaufania społecznego

Jaką rolę w ograniczaniu uciążliwości zapachowych odgrywają materiały uszczelniające, powłoki ochronne czy zabezpieczenia techniczne?

Kluczową. W praktyce powłoki ochronne i materiały uszczelniające decydują o tym, czy biogazownia jest hermetyczna przez 2 lata czy lat 20. Najważniejszą rolę w tym zakresie odgrywają właściwości zastosowanych materiałów do wykonania powłok ochronnych na wewnętrznej powierzchni betonowych zbiorników oraz membran na zadaszeniach zbiorników. Odpowiedni efekt ochronny osiągnąć można dzięki stosowaniu do tych celów materiałów o wysokim oporze dyfuzyjnym dla metanu. Przy ich wyborze należy zwrócić szczególną uwagę na materiały, gdzie współczynnik przepuszczalności metanu wynosi zaledwie 6 cm3/(m2 x h x bar). System ochrony powłokowej betonu mają także produkty z żywicami, które wykazują bardzo wysoką odporność i trwałość na destrukcyjne działanie środowiska z udziałem biogennego kwasu siarkowego w komorach fermentacji biologicznej w biogazowniach czy oczyszczalniach ścieków.

Trwałe powłoki ochronne i uszczelnienia to często różnica między instalacją, „o której nikt nie słyszy” a instalacją „o której słyszy pół powiatu”.

W jaki sposób dobiera się rozwiązania minimalizujące emisję zapachów w zależności od lokalizacji biogazowni?

Projekt zawsze zaczyna się od analizy rozkładu zabudowy, mapy hałasu zapachowego oraz róży wiatrów dla minimum 10 lat wstecz. W miejscach o zwartej zabudowie stosuje się pełną hermetyzację instalacji, co oznacza całkowite wyeliminowanie otwartych zbiorników i zapewnienie szczelności wszystkich elementów technologicznych. Dodatkowo wdrażany jest wyższy stopień oczyszczania powietrza, obejmujący zastosowanie biofiltrów w połączeniu z filtracją końcową, aby zminimalizować emisję odorów do otoczenia. Uzupełnieniem tych rozwiązań są buforowe strefy zieleni oraz ekrany aerodynamiczne, które pełnią funkcję dodatkowej bariery ograniczającej rozprzestrzenianie się zapachów i poprawiają estetykę obiektu w przestrzeni zurbanizowanej.

Na terenach otwartych dopuszcza się niekiedy mniejszy stopień hermetyzacji, ale zawsze w oparciu o modelowanie dyspersji odorów. To nie jest „intuicja”. To model matematyczny, który precyzyjnie wskazuje, jaki poziom zabezpieczeń jest niezbędny w danej lokalizacji.

Awaria kosztuje więcej niż prewencja

Jakie są najczęstsze przyczyny awarii w instalacjach biogazowych i jakie zabezpieczenia mogą im zapobiegać?

W instalacjach biogazowych należy uwzględnić ryzyka związane z eksploatacją i warunkami pracy urządzeń. Jednym z najczęstszych problemów jest korozja chemiczna zbiorników i rurociągów, wynikająca ze stosowania powłok ochronnych o niskiej trwałości, co prowadzi do ich szybkiej degradacji. Kolejnym zagrożeniem jest przeciążenie instalacji, które może wystąpić w przypadku niewłaściwego bilansowania substratów lub awarii elementów procesu. Istotnym problemem są również nieszczelności membran pojawiające się przy dużych amplitudach temperatur, co wpływa na hermetyczność systemu. Dodatkowo niejednorodność ładunku może powodować uszkodzenia mieszadeł, prowadząc do spadku efektywności fermentacji i kosztownych napraw. W strefach zagrożonych wybuchem (EX) szczególną uwagę należy zwrócić na awarie elektryczne, które mogą wynikać z niewłaściwego zabezpieczenia urządzeń lub degradacji instalacji w agresywnym środowisku.

REKLAMA

Odpowiednie zabezpieczenia techniczne, takie jak chemoodporne powłoki odprowadzające ładunki elektryczności statyczne, podwójne membrany gazowe, monitoring momentu obrotowego mieszadeł, czy czujniki stężenia CH4 i H2S, eliminują większość ryzyka, jeszcze zanim dojdzie do faktycznej usterki.

Czy istnieją dane wskazujące, że inwestycja w wysokiej jakości zabezpieczenia techniczne zmniejsza ryzyko kosztownych awarii?

Zarówno dane branżowe, jak i obserwacje z eksploatacji pokazują, że koszty awarii wynikających z korozji czy nieszczelności są kilkukrotnie wyższe niż koszt odpowiedniego zabezpieczenia na etapie budowy.

Najlepiej widać to w przypadku powłok ochronnych. Tradycyjne epoksydowe zabezpieczenia powłokowe po 3–5 latach tracą szczelność, co wpływa na korozję zbiorników. Wysokiej klasy zabezpieczenia, cechujące się wysoką odpornością na szeroki zakres substancji chemicznych, w tym kwasy organiczne, rozpuszczalniki i biogenny kwas siarkowy, wykazują się znacząco większą trwałością. Mówimy tutaj o ponad kilkunastu latach bez interwencji.

Trwałe zabezpieczenia antykorozyjne nie są wydatkiem, a są polisą, która wypłaca się, zanim pojawi się pierwszy problem.

 Jak wygląda nowoczesny monitoring instalacji (szczelności, parametrów procesu, emisji)?

W nowoczesnej biogazowni proces jest monitorowany w sposób ciągły i wielosensorowy, z wykorzystaniem zaawansowanych systemów automatyki i kontroli. Ciśnienie oraz szczelność kopuł są kontrolowane w czasie rzeczywistym, co pozwala na natychmiastową reakcję w przypadku odchyleń od normy. Stężenia metanu, dwutlenku węgla i siarkowodoru są mierzone w kilku kluczowych punktach procesu, aby zapewnić stabilność fermentacji i bezpieczeństwo instalacji. Temperatura fermentacji jest utrzymywana z dokładnością do 0,2 st. C, co gwarantuje optymalne warunki dla mikroorganizmów i maksymalną wydajność produkcji biogazu. Praca mieszadeł jest analizowana poprzez pomiar momentu obrotowego, co umożliwia wykrycie nieprawidłowości wynikających z niejednorodności substratu lub awarii mechanicznych. Dodatkowo emisje zapachowe są monitorowane za pomocą czujników VOC, które są zintegrowane z systemem SCADA, zapewniając pełną kontrolę nad jakością powietrza i minimalizację uciążliwości dla otoczenia.

Dodatkowo stosujemy kamery termowizyjne, georadary i drony z metanosensorami. To dzięki nim nawet mikrowycieki gazu są wykrywane, zanim staną się zauważalne dla otoczenia.

Zapachy to mit – fakty mówią co innego

Które kwestie najczęściej wymagają wyjaśnienia inwestorom i lokalnej społeczności?

W mojej ocenie są to trzy rzeczy:

1. Zapachy nie pochodzą z fermentacji, tylko z niehermetycznych etapów logistycznych.
2. Nowoczesna biogazownia nie jest „odkrytym zbiornikiem”, tylko instalacją hermetyczną z filtracją powietrza.
3. Biogazownia poprawia lokalne warunki, bo stabilizuje odpady organiczne, które i tak powstają, ale byłyby rozrzucane, magazynowane lub rozlewane w sposób bardziej uciążliwy.

Często dopiero pokazanie technologii „od środka” usuwa obawy, bo większość wyobrażeń opiera się na starych, przestarzałych instalacjach, które z obecną technologią nie mają nic wspólnego.

Jakie rozwiązania technologiczne uważa Pan za najbardziej obiecujące w kontekście ograniczania odorów i podnoszenia bezpieczeństwa?

W nowoczesnych biogazowniach stosuje się szereg zaawansowanych rozwiązań technologicznych, które podnoszą bezpieczeństwo i efektywność procesu. Zbiorniki oraz rurociągi zabezpiecza się powłokami ochronnymi odpornymi na ekstremalne wartości pH oraz obecność siarkowodoru, co znacząco wydłuża ich trwałość i minimalizuje ryzyko korozji. Surowce przyjmowane są w zamkniętych, modułowych halach wyposażonych w inteligentne systemy filtracji powietrza, które skutecznie redukują emisję odorów. Do magazynowania biogazu wykorzystuje się membrany czwartej generacji o bardzo niskiej przepuszczalności, zapewniające maksymalną szczelność nawet w zmiennych warunkach temperaturowych. Proces fermentacji prowadzony jest w układzie wielostopniowym, co pozwala na stabilniejsze warunki biologiczne i lepszą kontrolę parametrów. Stężenie metanu monitorowane jest w sposób ciągły metodą laserową, gwarantując wysoką precyzję pomiarów i szybkie wykrywanie odchyleń. Dodatkowo instalacje są wspierane przez cyfrowe bliźniaki (digital twins), które umożliwiają symulację pracy obiektu i przewidywanie potencjalnych awarii jeszcze zanim pojawią się niekorzystne zmiany w parametrach procesowych.

To rozwiązania, które sprawiają, że biogazownia staje się obiektem o minimalnym wpływie na otoczenie – niemal „bezszelestnym” i „bez zapachu”.