1

2 Biogaz, gaz wysypiskowy - gaz palny, produkt fermentacji anaerobowej związków pochodzenia organicznego (np. ścieki, m.in. ścieki cukrownicze, odpady komunalne, odchody zwierzęce, gnojowica, odpady przemysłu rolno-spożywczego, biomasa) a częściowo także ich gnicia powstający w biogazowni. W wyniku spalania biogazu powstaje mniej szkodliwych tlenków azotu niż w przypadku spalania paliw kopalnych.

3 Nieoczyszczony biogaz składa się w ok. 65% (w granicach 50-75%) z metanu i w 35% z dwutlenku węgla oraz domieszki innych gazów (np. siarkowodoru, tlenku węgla), jego wartość opałowa waha się w granicach 17-27 MJ/m3 (Megadżuli na metr sześcienny biogazu, w warunkach normalnych, czyli 0°C i 105 Pa) i zależy głównie od zawartości metanu. Składnik % metanmetan, CH 4 55-75 dwutlenek węgladwutlenek węgla, CO 2 25-45 azotazot, N 2 0-0,3 wodórwodór, H 2 1-5 siarkowodórsiarkowodór, H 2 S0-3 tlentlen, O 2 0,1-0,5

4 Do czynników środowiskowych wpływających na proces biologicznej metanogenezy należą: -temperatura -pH -anaerobioza -wilgotność -zawartość azotu -obecność lub nieobecność związków promujących lub inhibitujących -szczepienia mikrobiologiczne. Powstawanie metanu zachodzi najefektywniej w dwóch przedziałach temperatur: -mezofilowym 30-37°C, -termofitowym 50-65°C. Obecność bakterii metanogennych jest podstawowym warunkiem powstawania metanu

5 Odpady składowane na wysypisku są mieszaniną materiałów organicznych i nieorganicznych o różnej wilgotności. Jeżeli zostaną stworzone odpowiednie warunki składowania tj. ugniatanie i przykrywanie warstwy odpadów ziemią lub innym materiałem, to okres w którym podlegają one działaniu tlenu jest bardzo krótki, co stwarza warunki dla zachodzenia procesów rozkładu beztlenowego. Materia w warunkach braku kontaktu z tlenem, pod wpływem działania pewnych bakterii, przechodzi szereg procesów biochemicznych generując przy tym gaz bogaty w metan, jako produkt metaboliczny fermentacji.

6 Na składowiskach odpadów biogaz wytwarza się samoczynnie, stąd nazwa gaz wysypiskowy. Odpady powinny być składowane na wysypiskach w taki sposób, aby nie stwarzały ryzyka migracji gazu i zanieczyszczenia wód gruntowych odciekami. Oznacza to, że zarówno urządzanie jak i eksploatacja każdego wysypiska musi obejmować system przeciwdziałania niekontrolowanej migracji gazu i odcieków. Obecnie na wysypiskach instaluje się systemy odgazowujące: Techniki biernego odgazowania: polegają na budowie bruzd wypełnionych materiałami gruboziarnistymi w celu wytworzenia strefy relatywnie większej przepuszczalności gazu tak, aby były wybierane przez gaz jako najbardziej dogodne drogi migracji. Stosowanymi wypełnieniami są najczęściej żwir, kawałki rur lub opon. Bruzdy instaluje się zazwyczaj tuż przed granicami wysypiska. Stosowanie ich jest ograniczone do wysypisk płytkich.

7 Bardziej skomplikowanym, ale efektywniejszym jest system odgazowania aktywnego. Metoda polega na usuwaniu gazu z masy odpadów pod wpływem niewielkiej próżni wytwarzanej przez układ pomp. System aktywnego odgazowania stosuje się zazwyczaj na wysypiskach, gdzie gaz wydobywany jest ze znacznych głębokości i łatwo można uniknąć zapowietrzenia. Technika alternatywna to umieszczenie systemu studni w granicach wysypiska pozwala na maksymalne usunięcie gazu i zabezpieczenie przed migracją. Studnie są zazwyczaj od dołu zamykane przez skały podłoża, lub lustro wody oddziaływające jako bariera migracyjna. Gaz może być wypuszczany bezpośrednio do atmosfery, lub zbierany i wykorzystywany energetycznie.

8 Z punktu widzenia ochrony środowiska najistotniejszym zagadnieniem jest zapewnienie bezpiecznej eksploatacji i usunięcie zagrożeń stwarzanych przez gaz wysypiskowy w trakcie działania wysypiska oraz po jego zamknięciu. Nie można pominąć jednak potencjalnych ekonomicznych i energetycznych aspektów odzysku gazu. Metr sześcienny gazu wysypiskowego o składzie 60% metanu i 40% dwutlenku węgla może zastąpić ok. 0,5 l oleju napędo­wego. Możliwe są następujące kierunki ostatecznego unieszkodliwiania lub/i wykorzystania gazu: Wentylacja (odprowadzanie do atmosfery) Spalanie w pochodniach (bez odzysku, mniejsze zagrożenie wybuchem i zapachem) Bezpośrednie spalanie (produkcja ciepła) Paliwo silnikowe (energia mechaniczna z lub bez odzysku ciepła) Paliwo do turbin (energia elektryczna z lub bez odzysku ciepła) Paliwo do pojazdów (odzysk energii mechanicznej) Dostarczanie gazu do sieci Produkcja chemikaliów.

9

10

11 Gaz wysypiskowy może powodować liczne zagrożenia należące do 5 kategorii: Zagrożenia dla roślin - degradacja strefy ukorzeniania. Zagrożenia dla budowli - osiadanie, wybuchy, pożary. Zagrożenia dla ludzi - nieprzyjemny zapach, niedotlenienie, działanie toksyczne, wybuchy lub pożary. Zanieczyszczenie wód - degradacja wód gruntowych. Zagrożenia dla atmosfery - zanieczyszczenie powietrza. Każde z tych zagrożeń może obejmować teren samego wysypiska i jego otoczenia.

12 Oddziaływanie gazu wysypiskowego na środowisko nie ogranicza się do skali mikro, lecz występuje również w skali makro w postaci zanieczyszczenia powietrza oraz wpływu na wzrost efektu cieplarnianego w wyniku wnikania wydzielanego gazu do warstwy ozonowej. Efekt cieplarniany polega na globalnym podwyższeniu się temperatury atmosfery ziemskiej wskutek wzrostu stężenia gazów takich jak: dwutlenek węgla, metan, tlenek azotu i chlorofluorowęglowce. Szybko rosnąca liczba mieszkańców Ziemi i wzrost konsumpcji powodują stałe zwiększanie się udziału odpadów wśród źródeł emisji metanu. Wzrost zagospodarowania metanu z wysypisk staje się działaniem niezbędnym dla znaczącego ograniczenia efektu cieplarnianego. Spalanie metanu powoduje powstanie dwutlenku węgla, który wywołuje znacznie mniejszy efekt cieplarniany.