Opracowano na podstawie pracy autorstwa Janusza Zakrzewskiego „Transfer technologii i zarządzanie innowacyjną technologią FuelCal® w kontekście Gospodarki w Obiegu Zamkniętym” 2024
Technologia przetwarzania między innymi komunalnych osadów ściekowych na produkty OrCal® i OrCal® pHregulator® umożliwia na samodzielne rozwiązanie problemu najbardziej korzystny z możliwych sposób – jako surowiec do produkcji pełnowartościowych środków poprawiających właściwości gleby. Technologia FuelCal® to opatentowana polska technologia, której właścicielem jest Janusz Zakrzewski. Niewątpliwie Technologia FuelCal® jest technologią o wielu zaletach takich jak fakt przetwarzania odpadów w miejscu ich wytworzenia bądź w specjalnie dla tego celu przygotowanym zakładzie przetwórczym.
W procesie technologicznym kluczowa jest temperatura reakcji chemicznej, będąca reakcją egzotermiczną. Sam proces technologiczny jest prowadzony w temperaturze od 60ºC do 145ºC, a rozwiązania technologiczne zastosowane w instalacji FuelCal® zapewniają w szczególnych przypadkach hermetyczność i bezemisyjność szkodliwych gazów takich jak: tlenków siarki, tlenków azotu i innych złowonnych substancji, które są typowe dla wysokotemperaturowych technologii. Know-how oraz rozwiązania technologiczne są chronione przed nieautoryzowanym wykorzystaniem prawem patentowym, objętym patentem P. 229206 udzielonym przez Urząd Patentowy RP na podstawie zgłoszenia patentowego nr P.400268, opisującego wytwarzanie nawozu zgodnie z którym powstają produkty z serii OrCal® i OrCal® pHregulator®, tj. spowolnione działanie w glebie oraz prawa ochronnego do znaku towarowego OrCal® jak również znaku towarowego FuelCal®. Uprawnionym z patentu, jak również z prawa ochronnego do znaków towarowych, jest Janusz Zakrzewski. Istotnym jest, że produkty wynikowe z serii OrCal® i OrCal® pHregulator® spełniają wszelkie wymagania określone prawem i wysokimi kryteriami jakościowymi co stanowi potwierdzenie, że są to bezpieczne i powtarzalne produkty.
Znaki towarowe FuelCal®, OrCal®, pHregulator® i WapCal® są zastrzeżone w Urzędzie Patentowym RP i podlegają ochronie prawnej1. Zastosowana technologia FuelCal® spełnia również zapisy Dyrektywy 86/278/ EWG w sprawie ochrony środowiska, w szczególności gleby, w przypadku wykorzystywania biomasy i osadów ściekowych w rolnictwie, której celem jest ustanowienie warunków i promowanie stosowania osadu ściekowego w rolnictwie w taki sposób, by zapobiegać szkodliwemu ich oddziaływaniu na glebę, roślinność i ludzi. Technologia FuelCal® w pełni spełnia przepisy Ustawy o odpadach z 14 grudnia 2012 r., art. 17 i art. 18. Proces technologiczny przetwarzania biomasy jest chroniony patentem, a jego efektem końcowym są znakomite, nowoczesne nawozy OrCal® i środki poprawiające właściwości gleby OrCal® pHregulator®, powyższe produkty zawierają znaczne ilości składników organicznych pochodzenia zwierzęcego, które mają potwierdzony naukowo przez Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach pozytywny, biostymulujący wpływ na rozwój upraw. Po zastosowaniu certyfikowanego, wytworzonego przy użyciu reagenta WapCal® produktu OrCal® i OrCal® pHregulator® , metale ciężkie obecne w glebie przechodzą do tzw. form rezydualnych. Formy rezydualne nie są rozpuszczalne w roztworze glebowym, a więc metale ciężkie nie są pobierane i magazynowane przez rośliny, mają też mniejszą możliwość przechodzenia do wód gruntowych.
Zasada działania technologii FuelCal®
Wykorzystywanymi w Technologii FuelCal® surowcami organicznymi mogą być odwodnione: osady pochodzące z oczyszczania ścieków komunalnych, osady z oczyszczania ścieków przetwórstwa roślinnego, osady z oczyszczania ścieków przetwórstwa mięsnego, odpady ferm zwierzęcych (także ptasich), odpady z sektora gastronomicznego, zdyskwalifikowana (również niespożytkowana) żywność pochodząca z obrotu rynkowego, a także inne biologiczne odpady. W omawianej Technologii przetwarzania odpadów organicznych stosowany jest reagent WapCal® będący jednocześnie głównym składnikiem produktu finalnego. Reagent WapCal® jest wapnem palonym wraz z plastyfikatorem, które w kontakcie z wodą przekształca się w wodorotlenek wapnia. W tej reakcji dochodzi do gwałtownego wzrostu wartości temperatury oraz alkaliczności biomasy. Całość przemian ma miejsce w hermetycznym reaktorze wraz z procesem stabilizacji chemicznej oraz dezintegracji biologicznej wsadu. Technologia FuelCal® przetwarzania odpadów biologicznych jest technologią bezodpadową3. Montaż linii technologicznej FuelCal® w miejscu powstawania odpadów będących jednocześnie surowcami – zgodnie z założeniami gospodarki w obiegu zamkniętym – jest możliwy z uwzględnieniem współpracy z istniejącymi instalacjami. Podczas kontrolowanej reakcji egzotermicznej reagentem WapCal® z wsadem wytwarzane są produkty OrCal® lub OrCal ® pHregulator®. Reagent WapCal® będący jednocześnie katalizatorem zachodzącej reakcji charakteryzuje się wysoką porowatością oraz zmodyfikowanym składem chemicznym i bardzo wysoką reaktywnością.
Parametry reagenta wymagają każdorazowo certyfikacji. Reagent WapCal® jest precyzyjnie dawkowany a w kontakcie z wodą z biomasy i osadów ściekowych następuje odparowanie i częściowe związanie wody zawartej w osadzie, czego efektem jest powstanie hydratu wapnia wchodzący w skład wolnego od patogenów gotowego produktu OrCal® lub OrCal ® pHregulator®. Jeśli chodzi o hydrat wapnia to poprzez wiązanie się z dwutlenkiem węgla obecnym w komorze reakcyjnej stwarza cienką lecz mocną otoczkę wokół cząstek frakcji organicznej z osadu, zbudowaną z węglanu wapnia. Proces przetwarzania biomasy prowadzi do wytworzenia nawozu o kontrolowanym uwalnianiu składników chemicznych do gleby, zgodnie z którym po wstają produkty z serii OrCal® i OrCal ® pHregulator® . Proces hydratacji przebiega w temperaturze od 55°C do 140°C. W technologii FuelCal® operator ma możliwość kontroli, regulacji zadanej temperatury, oraz czasu przebywania substratów w reaktorze, co decyduje o skuteczności higienizacji przy jednoczesnej możliwości zmian parametrów pracy reaktora. Możliwy jest także dostęp do zarchiwizowanych danych w formie elektronicznej. Reaktory RCal120 umożliwiają sterowanie wydajnością przetwarzania biomasy od 500 kg/h do 4700 kg/h oraz czasem przebywania substancji reagującej w reaktorze, której udział w zależności od uwodnienia substratu powinien stanowić około 200-300 kg/Mg osadu.
Opisywana technologia umożliwia ekspozycje przetwarzanego odpadu w reaktorze przez minimum 5 minut i poddanie w/w mieszaniny ustalonej zadanej temperaturze. Podczas procesu reakcji reagenta WapCal® z osadem wydzielające się gazy takie jak amoniak i merkaptany są separowane i przepuszczane przez układ neutralizacji skroplin, co w efekcie minimalizuje uciążliwość odorową jednocześnie zawracając azot i inne makroelementy do układu i wzbogacając tym samym powstający produkt. Instalacja wyposażona jest w system zarządzania recepturami przetwarzanego surowca, dzięki czemu można kontrolować skład powstałego produktu, zaś dostępne receptury wyświetlane na panelu LCD, co ułatwia zmianę ustawień dawek wykorzystywanego podczas procesu Reagenta WapCal®, osadu oraz ich wzajemnych zależności, proporcji i wartości temperatury.
Zainstalowany system automatyki i sterowania umożliwia zdalny dostęp do instalacji a w razie potrzeby także diagnostykę urządzenia bądź też korektę parametrów pracy. System umożliwia zdalny dostęp do urządzenia oraz podgląd wybranych parametrów pracy zaś dane historyczne przetwarzanych zapisów wartości temperatury są archiwizowane. Wysoka wartość temperatury w komorze mieszania jest efektem wyłącznie reakcji egzotermicznej tlenku wapnia z wodą bez użycia zewnętrznych źródeł ciepła. Technologia FuelCal® daje możliwość odzysku nadmiaru ciepła celem wykorzystania w innych procesach, zasadniczo jest zaś wykorzystywana w procesie podczas dosuszania gotowego produktu – jest to kolejny aspeky wypełniający założenia gospodarki obiegu zamkniętego. Zawarty w produktach serii OrCal® i OrCal ® pHregulator® aktywny hydrat wapnia prawie 85 razy lepiej niż kreda lub dolomity rozpuszcza się w wodzie. Dzięki tej właściwości OrCal® skutecznie i szybko podnosi pH gleby.
Efekty są widoczne już w pierwszym plonie. Ponadto w związku z zawartością materii organicznej, bardzo dobrze, doskonale wręcz sprawdza się w procesach użyźniania gleby i odżywiania roślin uprawnych. Omawiane produkty spełniają wymagania jakościowe stawiane przez ustawodawstwo Rzeczpospolitej Polskiej oraz Komisji Europejskiej. Produktu z serii OrCal® i OrCal® pHregulator® cieszą się uznaną pozycją rynkową i wskazać należy, że zostały wielokrotnie docenione przez rolników i ekspertów o czym świadczą przyznane nagrody branżowe4.
1 Zakrzewski J., Chabelski T. „Technologia przetwarzania odpadów organicznych na nawozy organiczno-wapniowe oraz ich dystrybucja i plonotwórcza efektywność” [w:] Monografia „System ochrony i odnowy biologicznie czynnej powierzchni ziemi w Polsce”, red. J. Siuta, G.Borowski, Lublin 2019, s. 232
2 Ibidem
3 Zakrzewski J., Chabelski T., Technologia FuelCal® przetwarzania odpadowych biomas na wieloskładnikowe nawozy organiczno-mineralne i wapniowo-organiczne OrCal®, „Inżynieria Ekologiczna”, 2016, nr 46, s. 166-174
4 Zakrzewski J., Chabelski T. „Technologia przetwarzania odpadów organicznych na nawozy organiczno-wapniowe oraz ich dystrybucja i plonotwórcza efektywność” [w:] Monografia „System ochrony i odnowy biologicznie czynnej powierzchni ziemi w Polsce”, red. J. Siuta, G.Borowski, Lublin 2019, s. 232