Biometanol z odpadního metanu

Kontaktní osoby

Photo: Ing. Martina Polášková
Ing. Martina Polášková
Tel.: 548 428 144
Mobil: 725 530 576
E-mail: polaskovam@asio.cz

Biologická produkce methanolu z odpadního methanu

Projekt „Biologická produkce methanolu z odpadního methanu“ s pracovním názvem METAMON je řešen s finanční podporou Technologické agentury České Republiky v rámci programu pro podporu aplikovaného výzkumu a experimentálního vývoje ALFA v letech 2015 - 2017.  

Cílem projektu je návrh technologie pro produkci methanolu z odpadního methanu biologickou cestou a jeho separaci nebo přímé využití jako substrátu pro denitrifikaci. Tato technologie bude navržena na základě laboratorních výsledků a převedena do poloprovozního měřítka, kde budou stanoveny klíčové parametry pro správný návrh a limitní podmínky její aplikace. Inovativnost a originalita tohoto projektu spočívá v tom, že umožní využití energetického potenciálu methanu rozpuštěného v odtocích z anaerobních čistírenských systémů.

Anaerobní stabilizace kalů a anaerobní čištění odpadních vod jsou dnes mimořádně perspektivními oblastmi v čistírenských technologiích, protože spojují likvidaci znečištění s produkcí energie. Ve srovnání s aerobním přístupem k čištění odpadních vod (OV), nabízí tyto technologie cca desetkrát nižší produkci kalu, a tedy i nižší náklady spojené s jeho nakládáním, produkci energie (methan) a možnost recyklace dusíku a fosforu jako hlavních nutrientů. Významná část produkovaného methanu však zůstává v kapalné fázi (rozpuštěný methan) a není energeticky využitelná. Možnosti oxidovat tento rozpuštěný methan na methanol se doposud v provozním měřítku nikdo nevěnoval.

Veškerá literatura zabývající se oxidací methanu je zaměřena na likvidaci emisí methanu, jako významného skleníkového plynu, ze skládek nebo zemědělských velkochovů. I v tomto případě lze použít jak fyzikálně-chemické, tak biologické metody. Cílem těchto postupů je však úplná oxidace methanu až na oxid uhličitý, čímž se ztrácí chemická energie methanu. Bylo popsáno několik druhů mikroorganismů, které jsou schopné provádět parciální oxidaci methanu na methanol, avšak dosud nebyly využity v technologické praxi. Většinou jsou popsány konsorcia mikroorganismů, kde jedna skupina organismů oxiduje anaerobně nebo aerobně methan na metanol a další jednoduché organické látky a další skupina následně využívá tyto látky pro denitrifikaci. V obou případech jsou nejvýhodnější biofilmové reaktory. Vzhledem k tomu, že aerobní proces je výrazně rychlejší, lze předpokládat, že tato varianta bude lépe využitelná v praxi. Publikované laboratorní výsledky ukazují, že systémy aerobní oxidace methanu jsou velmi stabilní.

V současné době není na trhu žádná obdobná technologie, jedná se tedy o originální a zcela inovativní řešení. V současnosti se nadprodukce bioplynu, plyny obsahující methan s nevhodným složením nebo v nedostatečném množství pro energetické využití bez užitku spalují. Námi vyvinutá technologie umožní methan využít a transformovat do prodejného a dále využitelného produktu – methanolu. Ten může sloužit jako zdroj organického substrátu pro biologickou denitrifikaci při čištění vod, jako biopalivo a do budoucna také jako zdroj energie při zpracování pomocí palivových článků.

Konsorcium tvoří vědeckovýzkumná instituce VŠCHT Praha a ASIO spol. s r.o.

Primárním cílem technologie je získat kvalitativně nové primární produkty využitím biotechnologických metod, konkrétně produkce methanolu biotechnologickou transformací jinak nevyužitelného methanu vznikajícího anaerobní fermentací biomasy, odpadů a čistírenských kalů.
Na laboratorní model vytvořený v prvních 2 letech řešení projektu 2015 a 2016 bude navazovat poloprovozní testování a optimalizace na reálné podmínky 2017, kdy v závěru roku bude vytvořen užitný vzor řešení. Po ukončení projektu bude způsob řešení nabízený na konkrétních lokalitách. Vyvinutá technologie bude přispívat ke snížení znečištění vod z bodových zdrojů a k udržitelnému užívání vodních zdrojů, možností využití produkovaného methanolu jako levného externího substrátu pro biologickou denitrifikaci, kterého je na mnoha čistírnách odpadních vod nedostatek.

Technologie bude navržena na využití plynů s obsahem methanu, který není z hlediska kvality nebo množství vhodné energeticky využívat. Dojde tak k jeho transformaci do methanolu a tím ke snížení emisí skleníkových plynů - methanu při úniku do atmosféry, potažmo oxidu uhličitého při řízeném spalování, čímž naplňuje cíl omezení emisí znečišťujících látek z antropogenních zdrojů.
Výstupy projektu tvoří unikátní technologii v průmyslovém měřítku aplikovatelnou nejen na území České republiky, ale v celosvětovém měřítku. Lze také předpokládat, že výstupy tohoto projektu vyvolají širokou škálu nových potenciálních výzev v oblasti recyklací, spojených s ochranou prostředí a lepším využíváním obnovitelných energetických zdrojů.

Zřejmý je ekologický dopad ve smyslu snížení emisí CH4 a možnost lepšího využití energetického potenciálu odpadních vod. Navrhovaná technologie zvýší efektivitu recyklace energie z odpadní vody. Zároveň její variabilita technologických parametrů umožní její aplikaci v širokém rozmezí provozních podmínek, což umožní její rychlejší uvedení na trh.

Výsledky získané z testování a provozu poloprovozního reaktoru přímo na reálné čistírně odpadních vod vyústí v zavedení nové technologie v této oblasti. Dojde k zavedení progresivní technologie v rámci portfolia firmy ASIO, spol. s r.o., což zajistí konkurenční výhodu, a to nejen na tuzemském trhu. Výsledky projektu tedy povedou ke zvýšení kvality života obyvatel prostřednictvím zlepšování kvality životního prostředí.

 

Kontakty

ASIO, spol. s r.o.
Kšírova 552/45
619 00 Brno
ID datové schránky: 9nwzka6

ASIO NEW, spol. s r.o.
Kšírova 552/45
619 00 Brno
ID datové schránky: z9g8vaw

tel.: 548 428 111
e-mail: asio@asio.cz