Avfall Sverige Temadag FoU Biogas från avfall och slam Stockholm,

Transkript

1 Efterrötning vid låg mesofil Avfall Sverige Temadag FoU Biogas från avfall och slam Stockholm, Erik Nordell Tekniska Verken i Linköping AB (publ.) Avd. Svensk Biogas FoU

2 Agenda Tekniska Verken i Linköping AB / Svensk Biogas i Linköping AB Bakgrund och syfte Material och metoder Resultat labbskala Tillämpning fullskala Slutsats

3 Tekniska Verken i Linköping AB Kommunalägt bolag med verksamhet inom Energi & avfall, VA, el och biogas Miljöfokus Svensk Biogas i Linköping AB En av Sveriges största biogasaktörer Produktion och försäljning av biogas Linköping Norrköping Svensk Biogas FoU Forskning och utveckling inom biogas Satsvisa (BMP) och kontinuerliga rötförsök i labb- & pilotskala samt processrelaterade frågor

4 Bakgrund 2009/2010 Finns det risk för metanavgång i rötrestlagren? Rötresten mellanlagras i ett rötrestlager (4000 m 3 ) som inte är anslutet till gasuppgraderingssystemet (dvs Rötresten kyls ned processen?) Linköpingsanläggningen (2009): CH 4? Hygieniserat Substrat RK1 RK2 Rötrestlager o C

5 Bakgrund 2009/2010 Kraftigt ökad efterfrågan på biogas hållbarhet och systemtänkande viktigt! kraftig expansionsfas för Svensk Biogas i Linköping AB ökad biogasproduktion ökad mängd rötrest Effektiva rötningsanläggning både i Linköping o Norrköping! Hög utrötningsgrad (75-80%) Låga halter VFA vid båda anläggningarna tack vare FoU/processoptimering (ex. KMB1 / BDP) Finns det trots detta verkligen risk för metanbildning i rötrestlagret?

6 Material och metod Kontinuerligt rötförsök i laboratorieskala Uppställning enligt förhållanden i fullskala (2010) Rötkammaren belastades med material av samma typ som i förhållanden: ~ Fullständig omrörning Syrefria förhållanden Växthuseffekt Global Warming Potential (GWP) GWP 20 för CH 4 = 72 gånger relativt CO 2 Copyright - Tekniska Verken i Linköping AB (publ.) Foto: Kontinuerliga reaktorer hos Svensk Biogas FoU (Patent pending)

7 Material och metod Loggning: - Volym biogas - CH 4 - H 2 S Rötkammare Hygieniserat substrat Rötrest V = 33% av rötkammaren Analys av b,la, VFA, ph, alkalinitet, NH4- N, N- Kjel,

8 Resultat - gasproduktion Copyright - Tekniska Verken i Linköping AB (publ.)

9 Resultat metangasproduktion: +2,6% Rötkammare Efterrötkammare rötrestlager Relativ skillnad Medel Std. Medel Std. % TS % 5,9 0,2 5,2 0,2-12 % VS % of TS % Metangasproduktion NL d ,4 2,1 0,42 0,14 + 2,6 % Metanhalt % % Ammoniumkväve g NH 4 - N/kg 5,1 0,2 5,9 0, % Kjeldhal- kväve g Kjel- N/kg 9,2 0,3 9,2 0, B + 0 % VFA mg L % Copyright - Tekniska Verken i Linköping AB (publ.)

10 Resultat ORGANISKA POLYMERER kolhydrater, proteiner, fett, etc. MONOMERER OCH DIMERER Glukos, aminosyror, glycerol, etc Hydrolys Acidogenes FLYKTIGA ORGANISKA SYROR Propion-, smör-, mjölksyra etc. Acetogenes H 2 + CO 2 ACETAT BIOGAS CH 4 + CO 2 Methanogenes

11 Slutsats - laboratorieförsök Metanavgången i efterrötkammaren vid ca 25 o C var 2,6% av den totala metangasproduktionen Metanhalten i efterrötkammaren var 74% jämfört med i 68% i rötkammaren Vid eventuella störningar/ackumulering av VFA i rötkammaren steg följaktligen gasproduktion nästkommande dagar i efterrötkammaren Utrötningsgraden steg från 77% till 81% (hela systemet) Uppskalningpotentiellt riskeras en årlig okontrollerad metanavgång 3 (GWP ton CO 2 eq.)

12 Tillämpning Potentiell risk för negativ miljöpåverkan Trots att rötresten kyls ned fortgår både metanbildning och andra steg i den anaeroba nedbrytningsprocessen Frivilligt åtagande Efterrötkammare: Eventuella processtörningar VFA ackumulering minskad känslighet i fullskala 38C

13 Teori mikrobiell aktivitet 25 vs. C? Aktivitet Temperatur

14 Tillämpning - Linköpingsanläggningen Ytterligare en rötkammare (2010) Ny gasuppgradering = restvärme tillgängligt (2011) Ny efterrötkammare Ansluts till rågassystemet och uppgraderas till fordonsgas Driftsätts i Januari/Februari 2012 RK1 Värmeväxlare Restvärme Hygieniserat Substrat RK2 Efterrötning Rötrestlager RK3 Copyright - Tekniska Verken i Linköping AB (publ.)

15 Tillämpning - Norrköpingsanläggningen Ytterligare en rötkammare (2010) Ny gasuppgradering = restvärme tillgängligt (2011) Ny efterrötkammare Ansluts till rågassystemet och uppgraderas till fordonsgas Driftsattes i Januari 2012 Drank m.m. RK1 Efterrötning Rötrestlager RK2 Copyright - Tekniska Verken i Linköping AB (publ.)

16 Slutsats & implementering av efterrötning Då: Potentiell risk avgång av signifikanta mängder metan från rötrestlagret (vid - 25 även då om effektiviteten i rötkammarna är mycket hög! Nu: Vi har vänt metanavgången till något positivt! Reducerad växthuseffekt: Minskat metanavgång: Nm 3 CH 4 /år Koldioxid eq. (GWP 20 ): ton CO 2 eq./år Beräknad produktionsförändring (totalt för båda anläggningarna): Cirka till Nm 3 fordonsgas/år Ökad utrötningsgrad Ökad metanhalt Minskad känslighet för processtörningar (t.ex. VFA- toppar) Förbättrad biogödselkvalitet

17 Tack! Erik Nordell Tekniska Verken i Linköping AB (publ,) Avd, Svensk Biogas FoU erik.nordell@tekniskaverken.se Tele: