Budapest University of Technology and Economics, Department of Applied Biotechnology and Food Science, Environmental Microbiology and Biotechnology Group
- 10 WASTES FROM THERMAL PROCESSES
- 10 01 wastes from power stations and other combustion plants (except 19)
- 10 01 99 wastes not otherwise specified
A biomasszából származó éghető anyagok, magas hatékonyságú, innovatív égési
rendszerrel, minimális égéstermékkel képesek hőenergiát előállítani. Alkalmas erre pl. gabonatermelésből, vetőmagtermelésből, malmokból, vagy egyéb mezőgazdasági szektorokból származó másodlagos nyersanyagok. A visszamaradt hulladékok és maradványok égetésénél (kukorica, árpa, szója, napraforgó) keletkező pernye hamu tovább hasznosítható.
Az általam felhasznált tanulmányban, egy németországi egyetemen (Leibniz Institute for Agricultural Engineering in Potsdam-Bornim) rostélyos tüzelésű égetőben 750 fokon égették el a biomasszát [1].
[1]: Katja Schiemenz and Bettina Eichler-Loöbermann (2010) Biomass ashes and their phosphorus fertilizing effect on different crops, Nutr Cycl Agroecosyst (2010) 87:471–482
Az égés során keletkező hamu fizikai és kémiai jellemzői az égés időtartamától, hőmérsékletétől, a lehűlés időtartamától, és magától a kiindulási anyagtól függenek. A biomasszában megtalálható kémiai elemek fontos szerepet játszanak az olvadásában, a lerakódás kialakulásában, a hamu szemcsék kibocsátásába, majd az égetést követően a pernye hasznosíthatóságában is. A Ca és Mg általában növeli az olvadáspontot , mialatt a K és Na csökkenti, a kloridok és az alacsony olvadás pontú alkáli- és alumíniumszilikátok szintén képesek szignifikánsan csökkenteni a hamu olvadáspontját. Ezek befolyásolják a szemcsék zsugorodását, hogy az égetés után salak vagy pernye képződik.
Szalmákból, gabonanövényekből, fűfélékből illetve magvakból előállított pernyék kis koncentrációban tartalmaznak Ca-ot és magas koncentrációban Si-ot és K-ot, amely elősegíti a zsugorodást és az olvadást kisebb hőmérsékleten, a fa tüzelőanyagokhoz képest. Ezzel szembe a fa tüzelőanyagokban a Cl tartalom alacsonyabb a fűfélékhez képest [2].
[2] F. Biedermann, I. Obernberger (2005) Ash-related Problems during Biomass Combustion and Possibilities for a Sustainable Ash Utilisation, http://www.bios-bioenergy.at/uploads/media/Paper-Biedermann-AshRelated-…
Az adatlapon megjelölt tartalmak:
[1]: Katja Schiemenz and Bettina Eichler-Loöbermann (2010) Biomass ashes and their phosphorus fertilizing effect on different crops, Nutr Cycl Agroecosyst (2010) 87:471–482
[4]: C. Milton, N. Davidson (1946) Note on straw-silica glass from California, American Mineralogist Volume 31.
- Metals, semi-metals and their compounds
- cadmium
- Metals, semi-metals and their compounds
- chromium
- Metals, semi-metals and their compounds
- copper
- Metals, semi-metals and their compounds
- mercury
- Metals, semi-metals and their compounds
- nickel
- Metals, semi-metals and their compounds
- lead
- Metals, semi-metals and their compounds
- zinc
- Other inorganic chemical compounds
- ammonia/ammonium
- Other inorganic chemical compounds
- potassium
- Other inorganic chemical compounds
- magnesium
- Other inorganic chemical compounds
- silicon
- Other inorganic chemical compounds
- calcium
- Metals, semi-metals and their compounds
- iron
- Other inorganic chemical compounds
- sodium
- Other inorganic chemical compounds
- phosphorus pentoxide
- Other inorganic chemical compounds
- sulphur
- Other inorganic chemical compounds
- chlorine/chloride
A hamuban jelenlévő elemek koncentrációja a kiindulási biomassza típusától és összetételtől függ. A pernyékben többségében előforduló komponensek: Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, P, Si, Ti, kisebb mennyiségben: As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Tl, V, Zn, illetve ezek mellett Cl és S [2].
[2] F. Biedermann, I. Obernberger (2005) Ash-related Problems during Biomass Combustion and Possibilities for a Sustainable Ash Utilisation, http://www.bios-bioenergy.at/uploads/media/Paper-Biedermann-AshRelated-…
Az adatlapon a vegyi anyag tartalom címszó alatt megadtuk a pernyében előforduló elemek mennyiségét.
Szervetlen anyagokból áll, amelyek bekerülnek a biológiai rendszerkbe, elemkörforgalmakba, átalakulva vagy eredeti formában. A talaj szervetlen strukturális alkotóelemeibe, oxidokban, hidroxidokba és anyagásványokba beépülnek. Talajnedvességgel hidrolizál, illetve a puzzolán-aktivitásnak megfelelő reakciók játszódnak le. A tápanyagként hasznosítható elemeket a növények és más élőlények felveszik, beépítik szervezetükbe.
Veszélyesség: alkotóelemei és vegyületei nem minősülnek veszélyes anyagnak. Semlegestől eltérő pH-ja a jelenlévő vegyi anyagok mozgékonyságát megváltoztathatja (pl. As-mobilizálás, vagy növényi tápionok immobilizálása, stb.). Puzzolán aktivitás miatt spontán tömbösödés bekövetkezhet. Ha a fémtartalma túllépi a talajokra kihelyezhető határértéket, akkor feldúsulhat.
Mikroelem tartlmának köszönhetően alkalmas, illetve meszezőanyagként alkalmazható magas (>10%) CaO tartalma miatt [3].
[3] Zhang F-S, Yamasaki S, Nanzyo M (2002) Waste ashes for use in agricultural production: Liming effect, contents of plant nutrients and chemical characteristics of some metals. SciTotal Environ 284:215–225
Igen, nagy kálium tartalmának köszönhetően.
Ca, Si, Fe, Na
Cu, Zn
P-tartalom növelésére/pótlására műtrágyák helyett, a hamu növeli a P-felvételt. [1].
[1]: Katja Schiemenz and Bettina Eichler-Loöbermann (2010) Biomass ashes and their phosphorus fertilizing effect on different crops, Nutr Cycl Agroecosyst (2010) 87:471–482
Tápanyag forrás lehet mezőgazdasági talajoknál, termesztőközeg kialakítására, alkalmazható mint zöld trágya [1].
[1]: Katja Schiemenz and Bettina Eichler-Loöbermann (2010) Biomass ashes and their phosphorus fertilizing effect on different crops, Nutr Cycl Agroecosyst (2010) 87:471–482
Mivel puzzolánaktivitással rendelkezik.
Kiegyensúlyozza a szemcseméreteloszlást: homok mellé a finom frakciót biztosítja.
Puzzolán aktivitás, textúrajavítás, növények megtelepedésének elősegítése.
Csak a lúgos pernyék, de ennek pH-ja 5-6 között mozog.
Jelentős Ca tartalma miatt javíthatja. Számításokkal és előkísérletekkel eldönthető.
Igen, mivel magas szilikáttartalmának köszönhetően képes a mállási folyamatok megfordítására, melynek során a fémek visszakötnek a molekularácsba.
Mivel savas pernye nem képes a hidrolizáló talajalkotó ásványokat kilúgozni ( arzenátok, szelenátok, nickelátok, kromátok).
Kolloid mérettartomány (nagy fajlagos felületű szemcsék) és mikroelemtartalom jó baktérium élőhelyet biztosít.
Puzzolánaktivitásának és szilikáttartalmának köszönhetően.
A növények learatása után a talajból eltávozó hamutartalom pótlására alkalmas.
Tárolás közben esővíz hatására megszilárdulhat. Szállítás, rakodás: szállópor kiporzása kontrollálandó. Nedvesítés nem jó megoldás a porzás ellen, mert víz hatására aktiválódik a puzzolán hatás.
A talajba történő hasznosításával összefüggő kockázat a nehézfém-tartalma, különösképpen két fém tekintetében, a Zn és Cd [1].