PROCEDEU INTEGRAT BIOGAZ-MICROALGE, ŞI INSTALAŢIE PENTRU REALIZAREA ACESTUIA

Prezenta invenţie se refera la un procedeu integrat biogaz-microalge si o instalaţie pentru acesta, formata dintr-un fermentator orizontal cu recirculare si un bazin de cultivare microalge care sa utilizeze ca mediu nutrient, după prima etapa de cultivare, digestatul lichid evacuat periodic din fermentator in amestec cu mediul nutrient evacuat periodic din bazinul de cultivare microalge, procedeu care cuprinde mai multe etape.

Problema tehnică pe care o rezolvă prezenta invenţie este aceea ca propune o abordare holistica a fabricării biogazului prin elaborarea unui procedeu integrat biogaz-microalge si o instalaţie pentru acesta, formata dintr-un fermentator orizontal cu recirculare si un bazin de cultivare microalge care sa utilizeze ca mediu nutrient, după prima etapa de cultivare, digestatul lichid evacuat periodic din fermentator in amestec cu mediul nutrient evacuat periodic din bazinul de cultivare microalge asigurând in acest mod valorificarea completa a conţinutului de carbon, azot si fosfor, din digestatul lichid.

Procedeul conform invenţiei are următoarele etape:1) prepararea substratului organic pentru alimentarea iniţială şi pentru alimentările periodice a digestorului, constituit din aceleaşi deşeuri ca şi substratul iniţial la care se adaugă biomasa microalgală epuizată şi cantitatea de fitocatalizatori extraşi din aceasta şi măcinaţi umed până la o dimensiune a partculelor < 5 mm,2) încărcarea digestorului şi începerea recirculării şi a procesului de monitorizare a codigestiei anaerobe,3) evacuarea periodică a unei cantităţi de digestat brut şi valorificatea digestatului lichid şi digestatului solid, după operaţiunile de sedimentare, filtrare, decolorare realizate cu echipamentul de electrocoagulare/ sedimentare pentru reutilizare ca mediu nutrient de cultivare a microalgelor şi procesare ulterioară prin piroliză termocatalitică,4) cultivarea microalgelor în sisteme de consorţii microalge – microorganisme în regim autotrof/mixotrof, în bazin deschis, în ciclu de iluminare zi/noapte cu utilizarea mediului nutrient Zarrouk,5) recoltarea periodică a unei cantităţi de 10% biomasă microalgală prin electrocoagulare, floculare, sedimentare şi obţinerea de fitocatalizatori,6) monitorizarea volumului şi compoziţiei biogazului, comprimarea şi depozitarea acestuia şi7) condiţionarea digestatului solid în vederea procesării termocatalitice. Instalaţia conform invenţiei este constituită dintr-un digestor (DA), un bazin cultivare alge (BCA), vas preparare soluţie nutrienţi (V1), vas colectare digestat (V2), vas colectare digestat lichid separat (V3), vas colectare apă filtrată (V4), vas recoltare (VR), omogenizator mobil pentru substrat (Om), echipament electrocoagulare – floculare (ECF), pompă centrală (PC), pompe centrifuge (P1,P2 şi P3), compresor (CP), reductor de presiune (RE), supapă de siguranţă (SS) şi un ventil electromagnetic (VE). Informații suplimentare sunt disponibile via https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/081751071/publication/RO135745A2?q=RO135745

Procedeul conform invenţiei prezintă următoarele avantaje: – Propune si realizează un procedeu integrat biogaz-microalge si o instalaţie pentru acesta, formata dintr-un fermentator orizontal cu recirculare si un bazin de cultivare microalge cu recircularea completa a digestatului lichid evacuat din fermentator, in amestec cu mediul nutrient evacuat periodic din bazinul de cultivare – Concepe si realizează un model inovativ de fermentator orizontal, cu agitare prin recirculare externa si prin intermediul unui sistem intern de perii, cu funcţionare alternativa periodica, prevăzut cu un perete (şicana) vertical situat in vecinătatea gurii de alimentare cu substrat organic – Concepe si realizează un echipamentul prototip de electro-coagulare-floculare, care se utilizează in instalaţia integrata, atat la faza de pretratare a digestatului brut recoltat din fermentator, cat si pentru accelerarea procesului de recoltare/sedimentare/separare a biomasei microalgale, asigurând o eficienta de recuperare de peste 90% si un factor de concentrare de minim 5 – Asigura un continui ridicat, de 68 % biometan in biogaz, prin suplimentarea substratului supus digestiei anaerobe cu o cantitate de fitocatalizatori extrasi din biomasa microalgala, in procent de 0,2-0, 3% fata de total substanţa solida din substratul organic; – Scurtează, la 20 de zile, perioada de intrare in parametrii optimi ai procesului de codigestie anaeroba, prin asigurarea unei măcinări eficiente (sub 5 mm) a deşeurilor vegetale utilizate si a recircularii externe si interne a substratului supus fermentării; – Micşorează semnificativ durata de recoltare a biomasei microalgale prin includerea in traseul de evacuare a biomasei microalgale a unui echipament prototip de electrocoagulare/floculare/sedimentare, cu funcţionare discontinua, pentru fazele de evacuare intermediare si cu funcţionare continua la faza finala de evacuare a bazinului de cultivare micro alge; – Utilizează, in procesul de valorificare a digestatului lichid provenit din instalaţiile de biogaz, tulpina 424-1 de Nannochloris sp., provenita din colecţia de tulpini a INCDCP-ICECHIM, depozitată sub numărul CC AP 251/10 la Culture Collection of Algae and Protozoa (CCAP), SAM Research Services Ltd., Scottish Marine Institute, Aryll, UK., cu reziztenta ridicata la microorganismele provenite din procesul de digestie anaeroba si la variaţii mari de temperatura, in intervalul 12° C- 30° C, si cu o productivitate ridicata de pana la 6 g/l biomasa microalgala in mediul nutrient.

PROCEDEU INTEGRAT BIOGAZ-MICROALGE ŞI INSTALAŢIE PENTRU REALIZAREA ACESTUIA Brevet de invenție acordat de către Oficiul de Stat pentru Invenții și Mărci OSIM: RO135745A2 / 30.05.2022 Autori: VELEA Sanda; GALAN Ana-Maria; VASILIEVICI Gabriel; PAULENCO Anca;