Η αναερόβια χώνευση αποτελεί μια αρκετά διαδεδομένη διεργασία διαχείρισης οργανικών αποβλήτων, τόσο αγροτικής (φυτικής ή/και ζωικής) όσο και αστικής προέλευσης. Πρόκειται για διεργασία με μεγάλο εύρος εφαρμογής σε διαφορετικά υποστρώματα, ικανοποιητικές αποδόσεις σε βιοαέριο και χαμηλό περιβαλλοντικό αποτύπωμα. Ωστόσο, παρά τα σημαντικά της πλεονεκτήματα, η διεργασία παράγει σημαντική ποσότητα χωνεμένου υπολείμματος, αποτελούμενου από το μη βιοαποικοδομήσιμο τμήμα της τροφοδοσίας, ενώ παράλληλα έχει ευαισθησία ως προς τις αυξομειώσεις της οργανικής φόρτισης και την παρουσία τοξικών για τα μεθανογενετικά βακτήρια ενώσεων (που μπορεί να προϋπάρχουν στην τροφοδοσία ή να σχηματίζονται κατά την διάρκεια της διεργασίας), με αποτέλεσμα να επηρεάζεται η απόδοση και η ποιότητα του παραγόμενου βιοαερίου.

Σκοπός του εγκεκριμένου έργου είναι η αξιοποίηση του παραγόμενου χωνεμένου υπολείμματος προς παραγωγή υψηλής προστιθέμενης αξίας προϊόντων όπως το βιοεξανθράκωμα (ΒΕ, biochar) και ο ενεργός άνθρακας (ΕΑ, activated carbon), στοχεύοντας σε τρεις εφαρμογές (1) την επιστροφή τους στην μονάδα αναερόβιας χώνευσης ώστε να δράσουν ως «σταθεροποιητές» της διεργασίας, (2) την χρήση τους ως φίλτρα για την δέσμευση του παραγόμενου H2S, (3) την εμπορική τους αξιοποίηση ως εδαφοβελτιωτικά προσροφητικά αντιστοίχως.

Τόσο το βιοεξανθράκωμα όσο και ο ενεργός άνθρακας είναι εξαιρετικά προσροφητικά για οργανικές και ανόργανες ενώσεις, ενώ η επιφάνεια τους μπορεί να τροποποιηθεί κατάλληλα ώστε να εμφανίζει εκλεκτικότητα απέναντι σε συγκεκριμένες ενώσεις. Η εφαρμογή τους στις μονάδες αναερόβιας χώνευσης μπορεί να ενισχύσει την σταθερή και απρόσκοπτη λειτουργία της διεργασίας (α) προσροφώντας αναστολείς των μεθανογενετικών βακτηρίων, (β) λειτουργώντας ως υπόστρωμα για την σταθεροποίηση των βακτηρίων και (γ) αυξάνοντας την ρυθμιστική ικανότητα του συστήματος ως προς τις μεταβολές του pH. Επιπρόσθετα, τόσο το βιοεξανθράκωμα όσο και ο ενεργός άνθρακας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως φίλτρα για την δέσμευση του υδρόθειου, το οποίο σχηματίζεται από τη αναγωγή των θειικών ιόντων και την αποικοδόμηση των θειούχων οργανικών ενώσεων (αμινοξέα, πρωτεΐνες κτλ). Το διαλυτό υδρόθειο είναι τοξικό άνω μιας ορισμένης συγκεντρώσεως για τα μεθανογενετικά βακτήρια καθώς αναστέλλει την μεταβολική τους δραστηριότητα, συνεπώς η απομάκρυνσή του είναι ζωτικής σημασίας για την εύρυθμη λειτουργία της διεργασίας. Τέλος, πρόσφατες έρευνες δείχνουν πως το βιοεξανθράκωμα αποτελεί άριστο εδαφοβελτιωτικό καθώς μεταξύ άλλων μπορεί να κατακρατεί και να απελευθερώνει ελεγχόμενα υγρασία αλλά και ιχνοστοιχεία, δρα ως ρυθμιστής του pH του εδάφους, ενώ μπορεί να αποτελέσει υπόστρωμα για την ανάπτυξη ωφέλιμων μικροογρανισμών, ενισχύοντας τελικά την ανάπτυξη των φυτών.

Στα πλαίσια του εγκεκριμένου έργου, θα επιδιωχθεί η σύνθεση βιοεξανθρακώματος και ενεργού άνθρακα με επιθυμητές ιδιότητες χρησιμοποιώντας ως πρώτη ύλη την το χωνεμένο υπόλειμμα που παράγεται από τις μονάδες αναερόβιας χώνευσης προσφέροντας έτσι μια βιώσιμη εναλλακτική στη διαχείριση του συγκεκριμένου αποβλήτου. Οι προτεινόμενες εφαρμογές των προϊόντων αυτών εντός της μονάδας στοχεύουν στην ολοκλήρωση του κύκλου λειτουργίας της και στην ελαχιστοποίηση των παραγόμενων αποβλήτων (zero-waste technology). Τα συνολικά αποτελέσματα της έρευνας θα αξιολογηθούν μέσω τεχνοοικονομικής μελέτης και ανάλυσης κύκλου ζωής των προτεινόμενων διεργασιών και των προϊόντων στο πλαίσιο μιας βιώσιμης γραμμής παραγωγής που φιλοδοξεί να συμβάλλει στην προστασία του περιβάλλοντος και την αειφορική αξιοποίηση πρώτων υλών. Η εφαρμογή της αλυσίδας αξίας που προτείνεται στο έργο θα συνεισφέρει στην τόνωση των τοπικών αγροτικών οικονομιών και στη δημιουργία νέων θέσεων εργασίας, ενώ δίνει στις συμμετέχουσες εταιρίες τη δυνατότητα να αναπτύξουν νέα προϊόντα και υπηρεσίες που θα ενισχύσουν την εμπορική τους θέση και ανταγωνιστικότητα σε εθνικό και ευρωπαϊκό επίπεδο συμβάλλοντας στην δημιουργία νέων συνεργιών και συνεργασιών.

Περισσότερα στην ιστοσελίδα του έργου: https://pyrod.gr/