Teknisk beskrivning Biogasanläggning

Transkript

1 BILAGA A:2 BioMil AB biogas, miljö och kretslopp Teknisk beskrivning Biogasanläggning

2 Denna rapport är författad av Marita Linné, BioMil Martin Hallmer, Cecilia Truedsson och Kjerstin Ekvall, Sysav

3 Innehållsförteckning 1. INLEDNING 1 2. ANLÄGGNINGSBESKRIVNING Substrat Mottagning och förbehandling Mottagning i lossningshallen Mottagningsanläggning i förbehandlingsanläggningen Förbehandlingsanläggningen Hygienisering Biogasreaktorer Efterreaktorer Biogödsellager på anläggningen Gassystem Uppgradering Inmatning av biogas på gasnätet Ventilation och luktreduktion Utrustning för hantering av läckage och överjäsning Restprodukter Vattenbehov och avloppsvatten Transporter Värme- och elbehov Buller Kemikalier Avfall ALTERNATIVA TEKNIKER Uppgradering Vattenskrubber Kemisk absorption PSA (Pressure Swing Adsorption) Luktbehandling Biofilter Bioskrubber UV-ljus/Ozonbehandling Jonisering Kem-, ozon- och vattenskrubber Kolfilter Förbränning TILLSYN OCH KONTROLL 17 Bilaga A:2 Biogasanläggning I

4 4.1.1 ABP-förordningarna SPCR Frivilliga åtagandet REFERENSER BILAGA TILL TB 19 II Bilaga A:2 Biogasanläggning

5 1. Inledning Sedan 2009 driver Sysav en förbehandlingsanläggning för matavfall. Anläggningen är lokaliserad på fastigheten Sjölunda 7 i en lokal inom Sysavs avfallsförbränningsanläggning. I dagsläget har Sysav tillstånd att ta emot och förbehandla ton matavfall per år. Från förbehandlingsanläggning erhålls en pumpbar organisk fraktion, så kallad slurry, vilken för närvarande behandlas i en extern biogasanläggning. Sysav avser att bygga en anläggning för produktion av biogas och biogödsel på fastigheten Sjölunda 7 och 9 i Malmö kommun. I denna tillståndsansökan benämns fortsättningsvis förbehandlingsanläggningen tillsammans med anläggningen för produktion av biogas och biogödsel för Biogasanläggningen. Biogasanläggningen dimensioneras för att maximalt ta emot och behandla ton matavfall och andra organiska material per år. Biogasproduktionen beräknas motsvara cirka 45 GWh per år och produktionen av biogödsel kommer att uppgå till cirka ton. Biogasen kommer att uppgraderas till fordonsgaskvalitet. På så sätt skapas ett kretslopp mellan stad och land där biogasen utnyttjas som fordonsbränsle och biogödseln återförs till åkermark för livsmedelsproduktion. Biogasanläggningen omfattar befintlig förbehandlingsanläggning med behandlingslinjerna B1, B2 och B3 inklusive en utbyggnad av förbehandlingsanläggning med en fjärde behandlingslinje B4 samt den planerade anläggningen för produktion av biogas och biogödsel, se figur 1. Figur 1. Befintlig förbehandlingsanläggning (vänstra bilden) samt planerad anläggning för produktion av biogas och biogödsel (högra bilden). Bilaga A:2 Biogasanläggning

6 2. Anläggningsbeskrivning Biogasanläggningen kommer att bestå av följande huvuddelar och beskrivs utförligare under respektive rubrik: Mottagning och förbehandling Hygienisering Biogasreaktorer Biogödselhantering Gassystem och uppgradering Ventilation och luktreduktion I figur 2 visas en principskiss över huvuddelarna i biogasanläggningen. Slutlig utformning av biogasanläggningen beror på leverantör av anläggningen. Placering av de olika huvuddelarna inom fastigheterna Sjölunda 7 och Sjölunda 9 visas i figur 3. Figur 2. Principskiss över biogasanläggning. 2 Bilaga A:2 Biogasanläggning

7 Figur 3. Översiktlig layout för biogasanläggningen. 1. Område för biogasreaktorer, substrattank, blandningstank, lossnings- och hygieniseringshall, uppgradering, fackla, propantank, efterreaktor, biogödsellager, m.m. 2. Mottagningshall (B1,B2 och B3), befintlig. 3. Tippfickor för matavfall (B4), uppförs 2013/14 inom befintligt tillstånd. 4. Processhall (B4), uppförs 2013/14 inom befintligt tillstånd. 5. Pumprum och i anslutning bufferttankar och mottagningstank, befintlig. Området 1a, Sjölunda 9 Område 1.b, 2,3,4,5 Sjölunda SUBSTRAT Matavfall, livsmedelsavfall, fettavskiljarslam, gödsel och andra substrat lämpliga för biogasproduktion kommer att behandlas på anläggningen. Anläggningen kommer att ta emot substratkategorier som är godkända enligt SPCR 120-Certifierad återvinning, se Bilaga A:2.1 Substratlista Bilaga A:2 Biogasanläggning

8 Bolaget förfogar över större mängder matavfall från ägarkommunerna samt större mängder fettavskiljarslam som lämpar sig väl för behandling i en biogasanläggning. Förutom dessa substrat finns i närområdet substrat som t ex olika former av fasta och flytande livsmedelsavfall. I anläggningens närområde finns också gödsel från lantbruket. Beroende på utbyggnader av matavfallsinsamling hos ägarkommunerna och andra närliggande kommuner, livsmedelsindustrins utveckling, annan efterfrågan på substrat m.m. går det inte att ge en detaljerad bild över hur substratfördelningen kommer att se ut när anläggningen är i full drift. I figur 4 nedan presenteras ett exempel på hur fördelningen av substrat skulle kunna bli. Denna fördelning har använts som utgångspunkt vid beräkning av transporter, biogödsel- och biogasproduktion, miljöeffekter med mera. Substratfördelning (exempel) Matavfall Livsmedelsavfall Fettavskiljarslam Gödsel 20% 46% 20% 14% Figur 4. Exempel på fördelning av substrat till biogasanläggningen. 2.2 MOTTAGNING OCH FÖRBEHANDLING Mängd inkommande substrat vägs vid leverans och provtagning kommer regelbundet att utföras för att säkra kvaliteten på inkommande substrat. Mottagning av substrat sker på två ställen, dels i lossningshallen och dels i förbehandlingsanläggningen. För att erhålla en jämn biogasproduktion behöver viss lagringskapacitet finnas på anläggningen Mottagning i lossningshallen Flytgödsel kommer att tas emot direkt till substrattanken vid biogasreaktorerna, men även fettavskiljarslam och pumpbart livsmedels- och matavfall kan tas emot direkt i denna tank. Lossning kommer fysiskt att ske inomhus i en lossningshall. Substrattanken 4 Bilaga A:2 Biogasanläggning

9 kommer att ha tillräcklig buffertkapacitet för att mata biogasprocessen kontinuerligt även över helger. I lossningshallen finns ett system för tvättning av fordon. Tvättvattnet återanvänds i biogasprocessen. I substrattank och blandningstankar ges även möjlighet att reglera TS-halten genom tillsats av vatten, samt möjlighet att eventuellt tillsätta järnklorid för att begränsa svavelvätebildning i biogasreaktorerna. Vanligtvis dimensioneras processen för en TS-halt på ca % för ingående substrat till biogasreaktorerna Mottagningsanläggning i förbehandlingsanläggningen Matavfall, livsmedelsavfall, fettavskiljarslam samt förpackat organiskt avfall från handel och industrier tas emot i förbehandlingsanläggningen. Fast matavfall och livsmedelsavfall som kräver förbehandling tas emot antingen i tippfickan i mottagningshallen eller i tippfickor i anslutning till processhallen. Flytande avfall som levereras på pall kommer att tas emot i mottagningshallen. Men även flytande avfall som fettavskiljarslam och pumpbart matavfall och livsmedelsavfall som levereras med tankbil kan tas emot i mottagningshallen till mottagningstanken. Huvudsyftet med att ta emot flytande avfall här är att använda som spädmedia i processen eller sänka TS-halten och viskositeten på slurryn. Lossning sker utomhus på en spolplatta Förbehandlingsanläggningen Förbehandlingsanläggningen har tre befintliga behandlingslinjer B1, B2 samt B3 och en fjärde linje B4 samt ytterligare en bufferttank för slurry som kommer att byggas 2013/14. Mottaget substrat behandlas i de olika linjerna genom krossning, blandning samt pressning/separering. Slutprodukterna blir en pumpbar fraktion (s.k. slurry), som är väl lämpad att röta, och en torrare fraktion som går till förbränning. Slurryn samlas upp i bufferttankar och pumpas sedan cirka 140 m till substratstanken eller till blandningstanken. B1 består i huvudsak av en mottagningstank och två bufferttankar som är placerade delvis utomhus och i det s.k. pumprummet vid mottagningshallen. Den nya bufferttanken kommer att placeras bredvid befintlig bufferttank. Mottagning av pumpbart matavfall sker i huvudsak till mottagningstanken och den producerade slurryn samlas upp i bufferttankarna. B2 och B3 är placerade i mottagningshallen. B2 består av en pallvändare och en stämpelpress för behandling av förpackat flytande och trögflytande livsmedel som levereras på pall. Det avskilda livsmedelsavfallet pumpas till mottagningstanken. I B3 tas samtliga typer av källsorterat matavfall från hushåll, restauranger, storkök och butiker samt matavfall från livsmedelsproducerande industrier emot och behandlas. B3 består av mottagningsficka på cirka 30 m 3 med underliggande uppsamlingstank, matarskruvar, kross, skruvpress med blandningsenhet, uppsamlingstank för slurry, utmatningsskruv och bandvåg (transportband med våg). Förutom dessa maskindelar ingår också pumpar, rörledningar och utrustning för spädning och spolning samt en kran med gripklo. Bilaga A:2 Biogasanläggning

10 Avfallet som behandlas i B3 är relativt torrt och behöver i många fall spädas för att kunna behandlas i pressen. Som spädmedia används i första hand flytande matavfall från mottagningstanken och i andra hand vatten. Spädmedia kan tillsättas på flera ställen i B3. B4 kommer att kunna förbehandla samma typer av matavfall som behandlas i B3. Den tekniska utformningen av B4 kommer att bli liknande den som för B3 med den skillnaden att mottagningen kommer att ske i tippfickor med betydligt större kapacitet att ta emot matavfall än i befintlig tippficka. Matavfallet lyfts med travers till en inmatningsficka för vidare förbehandling. Lokalisering av denna linje är i processhallen, se Figur HYGIENISERING Gödsel och andra substrat som regleras i ABP (Animaliska Biprodukt)-förordningarna hygieniseras enligt gällande regelverk genom upphettning till minst 70 C under en timme i en eller flera mindre tankar. Alternativt kan annan metod som godkänns av Jordbruksverket komma att användas. Hygieniseringssystemet består vanligtvis av 3 separata tankar. Fördelen med att ha tre tankar som växelvis fylls, hygieniserar och töms är att en jämn matning till biogasreaktorerna sker. Tankarna är försedda med omrörare och temperaturkontroll för att säkerställa att temperaturen inte understiger 70 C under uppehållstiden. Från hygieniseringen pumpas sedan substratet vidare till biogasreaktorerna. 2.4 BIOGASREAKTORER Anläggningen kommer att bestå av en eller två biogasreaktorer, där anaerob nedbrytning av inkommande substrat sker och rågas (biogas före uppgradering) produceras. Biogasreaktorerna är försedda med system för uppvärmning av processen. Volymen beräknas till totalt cirka 8000 m 3. Den hydrauliska uppehållstiden beräknas vara omkring 25 dagar. Reaktorerna är lufttäta och isolerade. Driften kan ske vid två olika temperaturintervall: mesofil (35-40 ºC) eller termofil (50-60 ºC). För en effektiv värmeåtervinning och förvärmning av substraten till rätt processtemperatur används värmeväxlare. För omblandning i biogasreaktorerna kommer ett omrörningssystem anpassat för inkommande substrat och anpassat för anläggningens utformning att finnas. Huvuddelen av rågasen produceras i biogasreaktorerna och tillförs gassystemet. 2.5 EFTERREAKTORER Från bioreaktorerna tas substratmassan till efterreaktorn med en volym på ca m³ vilket ger cirka 5 dygns hydraulisk uppehållstid. Efterreaktorn är ansluten till gassystemet. Efterreaktorn placeras utomhus och kommer att vara försedd med ett system för omrörning. Täckningen av efterreaktorn med ett dubbelmembrantak ger en mindre buffertlagring av producerad rågas vilket möjliggör ett jämt flöde av rågas till uppgraderingen. Lagringskapaciteten motsvarar cirka en halvtimmes gasproduktion. Alternativt kan likvärdig lösning för buffertlagringen av rågas före uppgraderingen komma att bli aktuell. 6 Bilaga A:2 Biogasanläggning

11 Från efterreaktorn pumpas sedan biogödseln vidare till biogödsellagret. 2.6 BIOGÖDSELLAGER PÅ ANLÄGGNINGEN På biogasanläggningen kommer ett biogödsellager på cirka m 3 att uppföras, vilket ger en lagerkapacitet som motsvarar cirka 5 dagars produktion. Temperaturen på biogödseln har sänkts efter reaktorerna så att metanproduktionen har stannat av. Lagret kommer att vara täckt för att förhindra ammoniakavgång. Från biogödsellagret lastas slutna tankbilar för vidare transport ut till satellitlager och gödselbrunnar närmare lantbruket. 2.7 GASSYSTEM Biogasproduktionen beräknas uppgå till 45 GWh fordonsgas per år, motsvararande cirka 5 miljoner liter bensin. Den exakta produktionen är beroende av substratens biogaspotential, torrhalt och andra egenskaper. Mängden producerad rågas beräknas uppgå till cirka 7 miljoner Nm 3 /år, vilket motsvarar cirka 800 Nm 3 /h. Rågasen från biogasreaktorerna som produceras med anaerob nedbrytning kan karakteriseras enligt tabell 1. Tabell 1. Sammansättning på rågas från reaktorerna. Ämne Innehåll i gasen Metan vol-% Koldioxid vol-% Andra ämnen, O2, N2, etc. < 2 vol-% Svavelväte ppm, beroende på tillsats av järnklorid Vatten ~3 %, mättad beror på temperatur Rågas från biogasreaktorerna och efterreaktorerna samlas upp i ett gemensamt gasystem med en buffertlagring för att jämna ut flödet vidare nedströms i gassystemet till uppgraderingen. Gassystemet ska även vara anslutet till en fackla eller annan förbränningsutrustning för att säkerställa att inget utsläpp av metan sker till atmosfären. Förbränning ska endast ske när gasen inte kan föras ut på gasnätet eller vid driftstörning Förbränningskapaciteten ska vara tillräcklig för att förbränna hela den producerade gasvolymen Uppgradering Vid uppgradering ska gasens innehåll av koldioxid, vatten och svavelväte avskiljas och efter uppgradering innehåller biogasen normalt mellan 96 och 99,9 vol-% metan och uppfyller specifikationerna i den svenska standarden för fordonsgas, SS Det finns olika metoder för uppgradering av biogas och de tre vanligaste är: Vattenskrubber Bilaga A:2 Biogasanläggning

12 Kemisk absorption Pressure Swing Adsorption, PSA Utöver dessa finns även metoder som bygger på membran- och kryoprocesser. Vilken av dessa metoder, eller eventuellt ytterligare någon annan teknisk lösning med likvärdig prestanda, som kommer att väljas avgörs först i samband med upphandling av anläggningen. I avsnitt 3 ges en kort beskrivning av respektive metod. 2.8 INMATNING AV BIOGAS PÅ GASNÄTET Uppgraderad biogas, som ska matas in på gasnätet, tillförs vid behov propan för att erhålla önskat värmevärde. Även odöriseringsmedel tillförs gasen före inmatningen på naturgasnätet. For detta ändamål kravs ett propanlager i anslutning till utrustningen för propantillsats. Propan kommer att lagras enligt bestämmelserna i Sprängämnesinspektionens föreskrifter (SÄIFS 2000:4) om cisterner, gasklockor, bergrum och rörledningar för brandfarlig gas. Cisternen kommer att rymma maximalt 35 ton propan. Skyddsavstånd krävs mellan propantank och vägar, respektive byggnader och potentiella tändkällor. Propan kommer att transporteras till anläggningen med lastbil. 2.9 VENTILATION OCH LUKTREDUKTION För biogasanläggningar är BREF-dokumentet för Avfallshanteringsindustrin (publicerad augusti 2006) närmast applicerbart. Avseende BAT för luktreduktion anges god driftkontroll som övergripande strategi, medan sluten hantering av inkommande substrat, stringenta rutiner för underhåll av luktreduktionsanläggning samt undertrycksventilation med efterföljande luktbehandling av frånluft som mer specifika åtgärder. Reningsgraden för olika tekniker är mycket beroende på luftflöde, uppehållstid samt innehåll av luktämnen i den behandlade mängden frånluft. Val av luktreduktionsteknik måste därmed anpassas i varje enskilt fall baserat på inkommande substrat, produktionskapacitet och förväntat frånluftmängd som ska luktreduktionsbehandlas. Biogasanläggningen kommer att utrustas med ett system för att ta hand om alla potentiellt luktande luftströmmar och dessa kommer sedan att behandlas för luktreduktion. Erfarenheter från andra anläggningar visar att det är vid avlämning av substrat till anläggningen som störst risk för luktpåverkan till omgivningen uppkommer. Lossningshallen kommer därför att ha automatiska portar och lossning av tankbilar kommer att ske med stängda portar. Hallen kommer också att ventileras så att ett mindre undertryck förhindrar att luktämnen släpps ut då portar eller dörrar öppnas. Även ventilationsluft från mottagnings-, blandnings- och hygieniseringstankar kommer att anslutas till ventilationssystemet. Den uppsamlade ventilationsluften renas innan den släpps till luften. Det finns olika tekniker som kan bli aktuella. Möjliga tekniker är användning av olika typer av filter (biofilter eller kolfilter) rening med skrubberteknik där luktämnen tvättas ut med en aktiv vätska (t.ex. kemskrubber, ozonskrubber eller vattenskrubber) eller behandling av luften med aktiva ämnen (jonisering eller ozon). Ett alternativ som kan bli aktuellt för 8 Bilaga A:2 Biogasanläggning

13 anläggningen är också att hela eller delar av luftflödet från ventilationen användas som förbränningsluft i avfallsförbränningsanläggningen. Val av teknik kommer att ske i samband med upphandling av biogasanläggningen. Höga krav kommer att ställas på utrustningens tillgänglighet och reningsförmåga. I förbehandlingsanläggning används luktreduktionssystem som arbetar med jonisering av luften i anläggningen. Luktande ämnen som avgår och möter den joniserade luften oxideras varvid luktämnena neutraliseras UTRUSTNING FÖR HANTERING AV LÄCKAGE OCH ÖVERJÄSNING Stora mängder flytande substrat hanteras på anläggningen, i tankbilar, i biogasreaktorer och i olika typer av lagringstankar. Det är viktigt att det på anläggningen finns beredskap för att hantera större och mindre läckage av flytande substrat. Biogasreaktorer kan vid ogynnsamma driftbetingelser jäsa över och bilda skum som måste tas omhand. Slutlig lösning för omhändertagande av överjäsning bestäms vid detaljprojekteringen. Anläggningsområdet kommer att doseras och i lågpunkterna kommer ett eventuellt spill att kunna tas om hand. Vid driftsproblem i förbehandlingsanläggningen, exempelvis ett pumphaveri som innebär utsläpp av processvatten, går vattnet till befintlig sedimenteringsbassäng på 150 m 3 och därefter till Sjölunda reningsverk RESTPRODUKTER Från förbehandlingsdelen i biogasanläggningen produceras förutom slurry ett brännbart rejekt som transporteras till avfallsbunkern och förbränns i avfallsförbränningsanläggningen. Från inkommande matavfall och livsmedelsavfall sorteras i huvudsak plast, kartong och papper bort men även föroreningar av metall, sten, trä m.m. sorteras bort och hamnar i rejektet. Beräknat på inkommande fast matavfall och flytande avfall i förpackning är det cirka 30 vikt% av avfallet som blir rejekt beroende på hur mycket förpackningsmaterial som finns i matavfallet. Utformningen av linje B4 planeras för att ge en lägre andel rejekt och bibehållen kvalitet på slurryn. Ett system för automatisk transport av rejekt till bunkern som betjänar panna P3 och P4 kommer troligen att installeras VATTENBEHOV OCH AVLOPPSVATTEN Beroende på inkommande råvarors torrhalt kan spädvatten komma att behöva tillsättas. För att inte späda ut biogödsel och öka mängden biogödsel som ska transporteras så tillsätts minsta möjliga mängd vatten. Mängd avloppsvatten till det kommunala nätet är mycket begränsat. Endast sanitärt vatten från personalutrymmen kräver extern behandling. Allt övrigt spillvatten inom anläggningen tas omhand i biogasprocessen. Vid tvättning av fordon uppkommer mindre mängder tvättvatten. Exempelvis kan tankbilar som ska transportera ut biogödsel kräva invändig tvättning. Tvättningen Bilaga A:2 Biogasanläggning

14 kommer att ske på plats speciellt utformat för detta. Dessutom bildas mindre mängder kondensvatten från gassystemet. Vatten från tvättning av fordon samt kondensvatten återförs direkt till biogasprocessen. Hantering av dagvatten och släckvatten beskrivs i Bilaga B MKB Sjölunda energi TRANSPORTER Inkommande transporter till biogasanläggningen består av konventionella sopbilar och lastbilar med matavfall på pall, transporter med containrar med fast matavfall från Sysavs omlastningsstationer samt tankbilar med flytande substrat. Totalt beräknas cirka tranporter komma in till biogasanläggningen med avfall per år. Utgående transporter med biogödsel på tankbil beräknas bli cirka transporter per år. Bedömning och sammanställning av transporter för hela anläggningen görs i miljökonsekvensbeskrivningen VÄRME- OCH ELBEHOV Biogasprocessen och speciellt hygieniseringssteget kräver ett tillskott av värme. Även vissa tekniker for uppgradering samt personalbyggnader, maskin och processhallar kan behöva värmetillförsel. Anläggningen har även elbehov för att driva pumpar, omrörare och annan elektrisk utrustning. Elförbrukningen varierar något beroende på vilken typ av anläggning som byggs och vilka råvaror som kommer att behandlas. I tabell 2 visas förväntat behov av el och värme for biogasproduktion med vattenskrubber som uppgraderingsmetod. PSA-tekniken har motsvarande elförbrukning. Används istället kemisk absorption for uppgradering tillkommer ett ökat värmebehov på cirka 5 GWh per år medan elbehovet minskar något. Tabell 2. Förväntat behov av energi för biogasanläggningen., GWh per år. Tillförd energi Värme 2,9 El 3,1 Energibehov (GWh per år) 2.15 BULLER Biogasproduktion är en verksamhet med låga bullernivåer. Ljudemissioner från anläggningen uppkommer huvudsakligen från sönderdelande pumpar, ventilationssystem samt gaskompressorer och gasfackla. Bullerkällor som kan tänkas bidra till bulleremissionen kommer att dimensioneras så att inte riktvärden eller bullervillkor överskrids KEMIKALIER Förutom generella tvätt- och smörjhjälpmedel kan det i biogasprocessen bli aktuellt att tillsätta järnklorid, spårämnen och/eller skumdämpande medel. För uppgradering av 10 Bilaga A:2 Biogasanläggning

15 biogas behöver odöriseringsmedel tillsättas biogasen och beroende på processval så kan etylaminer komma att användas för uppgradering av biogas. Alla kemikalier kommer att lagras och hanteras enligt gällande säkerhetsföreskrifter. Förbrukningen av kemikalier är liten i biogasanläggningar. Enbart järnklorid används i något större mängder, cirka 200 ton per år. Mängden varierar beroende på driftsförutsättningar och aktuella råvaror AVFALL Farligt avfall från anläggningen är spillolja från pumpar, kompressorer m.m. Uppkommen spillolja från pumpar och kompressorer omhändertas i enlighet med gällande lagar och förordningar för farligt avfall. Material för luktreducering behöver också förnyas med visst intervall. Om exempelvis kolfilter används fastnar föroreningar såsom svavelväten i detta och förbrukat material behandlas i en förbränningsanläggning. Vid val av metoden kemisk absorption för uppgradering byts absorptionslösningen ut efter några års drift, och förbrukad lösning går till förbränning. 3. Alternativa tekniker 3.1 UPPGRADERING I detta kapitel beskrivs olika tekniker som är möjliga att använda för uppgradering av rågasen Vattenskrubber Tekniken med absorption i vatten baseras på att koldioxid absorberas mycket bättre i vatten än metan. Rågasen trycksätts före absorptionen och tillförs botten på ett absorptionstorn som är fyllt med fyllkroppar för att ge maximal massöverföring. Vatten pumpas in i toppen på absorptionskolonnen och möter gasen i motström. Det vatten som används i processen bör vara rent vatten och ett visst kontinuerligt vattenutbyte krävs för att processen skall fungera optimalt. Utgående gas är renad från i stort sett all koldioxid. Eftersom en mindre mängd metan också absorberas i vattnet, leds vattnet efter absorptionskolonnen normalt till en så kallad flash-tank där trycket sänks och en del gas avgår. Metan avgår lättare än koldioxid från vattnet, varför gasen från flash-tanken innehåller relativt hög halt metan och recirkuleras till absorptionen för återvinning av metan. Inga kemikalier används i metoden och därför är miljöpåverkan liten avseende utsläpp av vätska. Luktämnen från rågasen kan dock finnas i överskottsvatten som släpps ut, samt i desorptionsluften. Metan absorberas till viss del i absorptionstornet. Genom avgasning i en flash-tank kan största delen av den metan som absorberas återvinnas, men en viss metanförlust uppstår. Bilaga A:2 Biogasanläggning

16 3.1.2 Kemisk absorption Vid kemisk absorption, eller kemisorption, används en kemikalielösning, vanligen etylaminer, som absorptionsmedel. Kemikalielösningen reagerar med den koldioxid som skall avskiljas. Processen är uppbyggd på ett likartat sätt som metoden med vattenskrubber och har en absorptionskolonn och ett regenereringssystem. Den stora skillnaden är att koldioxid reagerar kemiskt med absorptionsmedlet och nästan inte alls med metan, vilket innebär att endast koldioxid och, i förekommande fall, svavelväte avskiljs. Detta innebär att förlusterna av metan blir mycket låga. Regenerering av absorptionsvätskan från koldioxid sker med hjälp av ånga eller hetvatten och har därför en förhållandevis hög energiförbrukning. Om det finns avsättning för spillvärmen kan dock energibalansen väsentligt förbättras. Svavelväte avskiljs vanligen separat före koldioxidreningen eftersom regenereringen av svavelväte annars kräver ytterligare energi. Eftersom avskiljningen av koldioxid sker med en kemisk reaktion, krävs ingen trycksättning av biogasen, utan reningen kan ske vid atmosfärstryck. Processen kräver inget förhöjt tryck, vilket innebär att inget onödigt kompressionsarbete krävs. Komprimering av gasen kan ske efter uppgradering. En nackdel med kemisk absorption är att kemikalier hanteras och att ett visst utsläpp av kemikalier sker. Metoden har inga utsläpp till vatten förutom eventuellt kondensvatten från rågasen som återförs till biogasprocessen PSA (Pressure Swing Adsorption) PSA-teknik bygger på att koldioxid och metan adsorberas olika starkt på zeoliter eller aktivt kol. Processen sker i ett antal kärl (anläggningar med fyra respektive sex stycken finns i drift) som är fyllda med adsorptionsmedel. Med hjälp av ett ventilsystem växlas funktionen för de olika kärlen under ett visst tidsförlopp så att ett semikontinuerligt system erhålles. Adsorptionsmedlen adsorberar vatten och svavelföreningar irreversibelt, varför svavelrening och torkning av biogasen måste ske före PSA-anläggningen. En viss del metan adsorberas tillsammans med koldioxid och utrymmet mellan partiklarna i adsorptionskärlen är fyllt med gas av den kvalitet som skall uppgraderas. Vid regenerering av adsorptionsmedlet sänks trycket i flera steg och metan återvinns delvis i processen. Slutregenerering sker med vakuumpump och restgasen från detta steg innehåller en mindre mängd metan som innebär en metanförlust. Metoden har inga utsläpp till vatten förutom eventuellt kondensvatten från rågasen som återförs till biogasprocessen. 3.2 LUKTBEHANDLING I detta kapitel beskrivs de vanligaste teknikerna för luktreduktion. Vilken teknik som slutligen kommer att användas bestäms först när anbud från leverantörer har kommit in. En kombination av olika metoder kan komma att väljas för att uppnå tillräcklig reningsgrad. Luftströmmar från mottagningshallar och uppgradering har olika egenskaper, och det kan vara lämpligt att behandla dessa separat, eller att tillämpa olika förbehandlingar. 12 Bilaga A:2 Biogasanläggning

17 3.2.1 Biofilter Biofilter är den vanligaste metoden för luktreduktion i Sverige. Bakterier och svampar som växer på ett bärarmaterial tar upp ämnen som kan ge upphov till luktolägenhet från ventilationsluften och använder dem som energi, kolkälla eller näringsämnen. Bärarmaterialet kan vara organiskt, t.ex. flis, bark eller kompost, eller oorganiskt t.ex. fibermaterial, leca eller plast. Med tanke på masstransporten är det viktigt att materialet är poröst och att kanalbildning undviks. Efterhand bryts organiska bärarmaterial ned och behöver bytas ut. Biofilter kan konstrueras som en öppen lösning, där den behandlade luften går direkt ut, eller som en sluten lösning där den behandlade luften samlas upp för vidare behandling. Med en sluten lösning är det möjligt att släppa ut luften i en skorsten, vilket ökar utspädningen och ger mindre lukt i närområdet. Eftersom processen är helt biologisk är det viktigt att filtret hålls fuktigt och att temperatur, flöde och ph inte varierar för mycket. Den ingående luften behöver fuktas till nära 100 %, och filtret ska hålla % fuktighet. Ett bärarmaterial med buffrande egenskaper kan hålla ph på en jämn nivå runt ph 6-8, men ibland kan tillsats av kalk vara nödvändigt. I övrigt kräver biofilter mycket lite kemikalietillsatser. En nackdel med biofilter är känsligheten för toxiska ämnen. En hög halt av t.ex. ammoniak eller svavelväte omöjliggör användning av biofilter utan förbehandling. Efter ett driftsstopp tar det tid innan den mikrobiella processen tar fart igen, och variationer i luftflödet ger en instabil process. De flesta anläggningar som har biofilter uppger att de är nöjda med luktreduktionen (Norsk vann 2004, Avfall Sverige 2007). De problem som uppstår rör främst filtrets fuktighet och masstransport. Se tabell 3 nedan för sammanställning av för- och nackdelar. Biofilter har fördelen att i princip samtliga ämnen kan reduceras och metoden är säker i drift. Biofilter är, enligt Hwang m.fl. (1994), den bäst lämpade metoden för att reducera halter av svavel- och kväveföreningar. Tabell 3. Biofilter Fördelar Lätt att underhålla Välbeprövad teknik Liten kemikalieanvändning Nackdelar Platskrävande Känsligt för ammoniak och svavelväte Risk för problem med kanalbildning i filtret och uttorkning Bioskrubber Bioskrubbern har stora likheter med biofilter, men processlösningen ser lite annorlunda ut. Biomassan kan växa på fyllkroppar eller vara suspenderade i vattenlösning. Luktämnena som förs in i skrubbern underifrån löses i vattenlösningen som flödar nedåt. Biomassan bryter ned ämnena på samma vis som i ett biofilter. I anläggningar där bioskrubber används som förbehandling för luft med hög svavelvätehalt är biomassan inhiberad, utom de bakterier som kan reducera svavelväte. Metoden fungerar då snarlikt en vattenskrubber (se Kem-, ozon- och vattenskrubber). Bilaga A:2 Biogasanläggning

18 På anläggningar som enbart har bioskrubber har reningsgraden ibland varit otillräcklig (Berg, 2001). I t.ex. biogasanläggningen i Wrams Gunnarstorp är bioskrubber installerad som en förbehandling innan ett biofilter, då luktreduktionen från skrubbern inte är tillräckligt hög. Koustinas m.fl. (2005) visade att bioskrubber kan reducera etylacetat med upp till 96 %. I sina experiment såg de även att igenväxt av filter kan minska masstransporten av syre och därmed reducera effektiviteten. Enligt Pettersson (2001) har det funnits svårigheter att få en stabil process och slagg som sätter igen fyllkropparna kan skapa problem. I övrigt är processen lik ett biofilter och samma krav finns på låg toxicitet m.m. Tabell 4 nedan visar för- och nackdelar med bioskrubber. Tabell 4. Bioskrubber Fördelar Lätt att underhålla Liten kemikalieanvändning Nackdelar Ofta otillräcklig luktreduktion Känsligt för ammoniak och svavelväte Risk för problem med igensättning av fyllkropparna Känsligt för variationer i luftflöde och halt av luktämnen UV-ljus/Ozonbehandling Ozon bildas när syreradikaler reagerar med en syremolekyl. I atmosfären sker detta när UV-ljus skapar syreradikaler. För luktreduktion kan ozon genereras med antingen elektriska urladdningar eller UV-ljus. Svavelväte och organiska ämnen oxideras effektivt med ozon, och bakterier avdödas. Svårigheten med ozonbehandling ligger i att dosera tillräckligt mycket för att luktämnena ska reduceras, men samtidigt undvika läckage. Eftersom gasen är mycket reaktiv har den en kort livslängd i luft, och ett ozonläckage är därför endast hälsofarligt i nära anslutning till utsläppskällan. Ozon kan oxidera i stort sett alla ämnen, men reduktionen av svavelväte är mest effektiv (Briseid och Norgaard, 1999). Luktreduceringsförmågan är därför god om doseringen av ozon är tillräcklig. Svavelföreningar oxideras snabbare än kväveföreningar, och det bildas mellanprodukter som dimetylsulfid och nitrometan (Hwang, 1994). Tabell 5 nedan visar för- och nackdelar med UV-ljus/ozonbehandling. Tabell 5. UV-ljus/ozonbehandling Fördelar Kan vara mycket effektivt Det blir ingen extra utgående ström att behandla Nackdelar Kräver rätt doserad mängd ozon Risk för bildning av lustgas 14 Bilaga A:2 Biogasanläggning

19 3.2.4 Jonisering Jonisering innebär att luften passerar ett elektriskt fält där positiva och negativa joner bildas. Luftens syre bildar ozon, fria syreradikaler, hydroxylradikaler och olika jonkomplex, bl.a. superoxid (Daniels 2001). Samma ämnen bildas naturligt i luften vid åska och regn, och genereras även av UV-ljus. På grund av sin höga reaktivitet blir de inte långlivade, utan reagerar med andra molekyler och oxiderar organiska ämnen till koldioxid och vatten. Partiklar bildar större agglomerat vid kontakt med de aktiverade molekylerna, och luften desinficeras. Metoden används inte bara för ändamålet att avlägsna luktämnen, utan även för att förbättra luftkvaliteten i kontorslokaler och hem samt för att förbättra arbetsmiljön i lokaler som hanterar luktande material (Avfall Sverige 2009). Tekniskt sett har metoden stora likheter med ozonbehandling, skillnaden ligger i genereringen och egenskaperna hos den oxiderande gasen. I Sverige finns exempel på anläggningar bl.a den befintliga förbehandlingsanläggning på Sysav, som tillämpar jonisering för ingående luft och för utgående luft från mottagningshallen. Tabell 6 nedan visar för- och nackdelar med jonisering. Tabell 6. Jonisering Fördelar Kan vara mycket effektivt Det blir ingen extra utgående ström att behandla Nackdelar Varierande luktreduceringsförmåga Klarar inte av att avlägsna höga halter av svavelväte Svårt att dosera rätt Kem-, ozon- och vattenskrubber I en vattenskrubber kan vattenlösliga ämnen avlägsnas från luften genom absorption. För att öka reningsgraden kan ett surt eller basiskt ämne tillsättas till vattenlösningen, t.ex. klor, natriumhypoklorit, väteperoxid eller kaliumpermanganat (Briseid och Norgaard, 1999). Metoden kallas då kemskrubber. Då kemskrubber installeras som förbehandling innan biofilter för att avlägsna ammoniak krävs en sur lösning. De flesta luktämnen från rötningsprocessen (svavelväte, merkaptaner m.fl.) är emellertid sura och avlägsnas lämpligtvis i en basisk skrubber. I en ozonskrubber injiceras ozon i vattnet som oxidationsmedel. Organiska ämnen och ammoniak bryts ned, och de fria radikalerna bidrar till att desinficera gasen. En nackdel med kemskrubber är hanteringen av giftiga kemikalier. Även ozon är mycket giftigt och kan ge skador redan vid låga halter. Risken för läckage är emellertid mycket mindre för en ozonskrubber än för ozonbehandling med gas. Kemskrubber, ozonskrubber eller vattenskrubber är bra alternativ för luft med stora, varierande gasflöden innehållande toxiska ämnen. I Norge är erfarenheten av kemskrubbrar större än i Sverige. De har erfarit att hypokloritskrubbern kan bli dyr i drift och att regenereringen kan vara problematisk (Nybruket, 2002). På de sex anläggningar som har installerat ozonskrubber fungerar Bilaga A:2 Biogasanläggning

20 luktreduktionen väl, men en anläggning har problem med ozonläckage. Käppala reningsverk i Lidingö som har både kemskrubber och ozonskrubber uppger att de fungerar väl (Avfall Sverige 2007). Det finns stor erfarenhet av att driva vattenskrubbrar. Den vanligaste tillämpningen på en biogasanläggning är gasuppgradering. Luktreduceringsprocessen har stora likheter med gasuppgraderingen, men även skillnader. Tryckfallet är t.ex. mycket mindre än i en gasreningsprocess. Viktiga fördelar med skrubbrar är att de tar liten plats och är mer tåliga jämfört med biologiska metoder. Tabell 7 nedan visar för- och nackdelar. Tabell 7. Kem-, ozon, vattenskrubber Fördelar Tar liten plats Goda erfarenheter Kan hantera stora luftflöden och variationer i belastning Nackdelar Hantering av giftiga kemikalier för kemoch ozonskrubber Slem och utfällningar kan fastna på fyllkropparna Kunskapskrävande drift Kolfilter Aktivt kol har en stor hydrofob yta där en mängd ämnen adsorberas. Organiska ämnen, och ämnen med kokpunkt över 40 C, har störst benägenhet att binda till kolet (Avfall Sverige 2007). Svavelväte, metylmerkaptan och andra flyktiga ämnen är svårare att avlägsna med kolfilter. Effektiviteten i processen avtar efterhand som antalet lediga platser på den aktiva ytan minskar. Beroende på halten av luktämnen, fukt och fetter i luften behöver kolfiltret bytas olika ofta. Kolfilter kan reducera halten av i princip alla luktämnen och kan ge upp till 99 % reduktion av lukten. Försök med avloppsvatten har visat att reduktionsgraden är högre för svavelföreningar än för kväveföreningar (Hwang m.fl.,1994). Det finns olika uppfattningar om hur effektivt det är med kolfilter. Effektiviteten beror på hur ofta filtret byts ut, och det varierar mycket. Höga halter av fett och partiklar i luften kan sätta igen filtret snabbare. I Norge finns fyra anläggningar med enbart kolfilter och fem med UV-ljus och kolfilter. Ungefär hälften av dem har haft kolfilter i flera år och är nöjda med tekniken (Norsk vann 2004). Tabell 8 nedan visar för- och nackdelar med kolfilter. Tabell 8. Kolfilter Fördelar Hög reningsgrad Driften är lätthanterlig Ingen kemikaliehantering Tar liten plats Nackdelar Filtret behöver bytas med jämna mellanrum Ammoniak är svårt att avlägsna Känsligt för fukt och partiklar 16 Bilaga A:2 Biogasanläggning

21 3.2.7 Förbränning Oxidation genom förbränning används företrädesvis på platser med en närbelägen förbränningsanläggning. För att förbättra effektiviteten i processen kan katalytisk förbränning tillämpas. En nackdel med att installera katalytisk förbränning är att det åtgår energi. Det finns ett fåtal anläggningar i Sverige och Norge som tillämpar förbränning eller katalytisk förbränning, men deras erfarenheter är att metoden är effektiv (Avfall Sverige, 2007, Nybruket, 2002 och Berg, 2001). Tabell 9 nedan visar för- och nackdelar med förbränning. Tabell 9. Förbränning Fördelar God luktreduktion Nackdelar Kräver tillgång till befintlig förbränningsanläggning om den inte ska vara energikrävande 4. Tillsyn och kontroll Biogasanläggningen är bemannad dagtid. När det gäller den anaeroba nedbrytningen kommer biogasreaktorerna med kringutrustning att gå dygnet runt och vara försett med ett automatiskt styrsystem med övervakning som larmar till jourhavande processoperatör vid driftproblem. Anläggningen kommer att kunna styras och övervakats hemifrån och från kontrollrummen i avfallsförbränningsanläggningen och i biogasanläggningen. Mätning kommer ske på flera ställen i anläggningen av t.ex. gasflöden, substratflöden, biogödselflöden, temperaturer och nivåer i reaktorer och flera tankar. Kontroll av dagvatten beskrivs i bilaga A:1 teknisk beskrivning avfallsförbränningsanläggning. Gasvarnare kommer att vara placerade på lämpliga ställen i anläggningen. Dels för att detektera gasläckor men även för att säkerställa att ingen metanproduktion förekommer i tankar före biogasreaktorerna. Kontrollen av anläggningen kommer att vara anpassad till gällande lagstiftning enligt miljöbalken och Naturvårdsverkets och Jordbruksverkets föreskrifter, allmänna råd och handbok om egenkontroll. Kontrollen kommer även att anpassas till de certifieringssystem som finns i branschen; SPCR120 gällande biogödsel och Frivilliga åtagandet avseende kontroll av metanläckage ABP-förordningarna En biogasanläggning som hanterar animaliska biprodukter ska, enligt Europaparlamentets och rådets förordning (EG) nr 1069/2009 och förordning (EU) nr 142/2011 om hälsobestämmelser för animaliska biprodukter som inte är avsedda att användas som livsmedel, anmäla biogasanläggningen till Jordbruksverket för godkännande. Förordningen (benämns ABP-förordningen) innebär att många olika krav ställs avseende exempelvis spårbarhet och bearbetning av inkommande material, driftförhållanden, Bilaga A:2 Biogasanläggning

22 provtagning på utgående biogödsel samt egenkontroll innan anläggningen kan godkännas av Jordbruksverket SPCR 120 Bolaget avser att bli certifierad enligt SPCR 120, ett frivilligt certifieringssystem för biogödsel. Certifieringen innebär att kvaliteten på biogödsel säkras. I certifieringssystemet granskas hela kedjan från råvara till slutprodukt och den certifierade biogödseln uppfyller bland annat givna nivåer för smittskydd och metallinnehåll. Kontrollerna görs dels genom biogasanläggningens egenkontrollprogram och dels av övervakande kontroller som utförs av certifieringsorganet. Exempel på driftsparametrar som kontrolleras är följande: Typ och mängd av substrat Temperatur och ph i reaktorn Tid mellan beskickningar Hydraulisk uppehållstid Kombinerad tid och temperatur i hygieniseringstank Organisk belastning Volymbelastning Frivilliga åtagandet Avfall Sverige införde 2007 ett frivilligt åtagande för biogas- och uppgraderingsanläggningar som innebär att man förbinder sig till att systematiskt arbeta med att kartlägga och minska sina utsläpp av metan. Det frivilliga åtagandet består av två huvudsakliga delar: Systematisk läcksökning och åtgärdande av funna läckor. Detta utförs i första hand av anläggningens egen personal med minsta intervall en gång per år, men ett tätare intervall rekommenderas. Emissionsmätning i utsläppspunkter med systematiska utsläpp för att kvantifiera utsläpp och förluster av metan, utförs av extern och oberoende mätkonsult med intervallet vart tredje år. För varje utsläppspunkt som kvantifieras upprättar mätkonsulten en avvikelserapport där det också ska ges förslag på åtgärder för att minska utsläppet. I ett kvantifieringsprotokoll summeras utsläppen och man får ett värde på de totala metanförlusterna på anläggningen. Anläggningen kompletterar avvikelserapport och kvantifieringsprotokoll med planerade åtgärder samt målsättning innan det skickas till Avfall Sverige för sammanställning. 18 Bilaga A:2 Biogasanläggning

23 5. Referenser Avfall Sverige Rapport B2009:02 Strategiskt arbete med luktproblem vid biologisk behandling. Goda exempel på lösningar vid svenska anläggningar. Avfall Sverige Rapport B2007:04. Åtgärder mot lukt. Erfarenheter från Svenska anläggningar för behandling av bioavfall. Berg J. Undersökning av luktreducerande system och deras effekter i storskaliga biogasoch komposteringsanläggningar i Europa. JTI rapport Briseid T., Norgaard E. Lukt och luktproblemer fra biologiske behandlingsanlegg for våtorganisk avfall og slam. SINTEF Kjemi, 1999 Certifieringsregler för biogödsel, SPCR 120, SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, Certifiering SPCR 120 version, november 2012 Daniels S.L., Applications of Air Ionisation for control of VOCs and PMx. 94th Annual Conference of Air & Waste Management Association, p.p. 918, 2001 Hwang Y., Matsuo T., Hanaki K., Suzuki N. Removal of odorous compounds in wastewater by using activated carbon, ozonation and aerated biofilter. Publicerat i Water research. Vol. 28, No. 11, pp , 1994 Koustinas M., Peeva L., Livingston A. An attempt to compare the performance of bioscrubbers and biotrickling filters for degradation of ethyl acetate in gas streams. Journal of chemical technology and biotechnology vol. 80, no11, pp Norskvann Hämtat Publicerat januari 2004 av Steinar Nybruket, NORVAR BA Nybruket Steinar K. Erfaringer med rensning av ventilationsluft fraavløpsanleggoganlegg for behandling av våtorganisk avfall. NORVAR Pettersson, A. Luktreducering av gödsel med hjälp av ozon JTI Rapport 286, 2001 RVF Utveckling. Metoder att mäta och reducera emissioner från system med rötning och uppgradering av biogas. Rapport 2005:07 6. Bilaga till TB Bilaga A:2.1 Substratlista Bilaga A:2 Biogasanläggning

24 Sysav ger tillbaka till dig genom att återvinna och behandla avfall ser vi till att så mycket som möjligt kommer till nytta igen. Sysav Sydskånes avfallsaktiebolag Besöksadress Spillepengsgatan 13 Tel Fax