Biofilter, en bra luktreduceringsteknik för Sveriges biogasanläggningar? Karine Arrhenius, Lars Rosell SP, Kemi och Materialteknik Centrum för optimal resurshantering av avfall www.wasterefinery.se
Vad är ett biofilter? Filtermedia: -organiskt ik material il(kompost + flis, bark ) - ibland keramiska mtrl, typ Leca Komposten utgör källan till mikroorganismerna och en del näringsämnen. Bark, flis, Leca är tillsatser för att höja porositeten = större reaktionsytor och bättre luftgenomsläpplighet. g Luktande ämnen i tilluften utnyttjas som näring och bryts på detta sätt ned. Produkter = främst koldioxid och vatten, mineraliska salter, några organiska ämnen och mera mikroorganismer, dvs tillväxt.
Hur vanligt är det med biofilter i Sverige? -12av20biogasanläggningar - 5 av ca 20 komposteringsanläggningar Dvs, totalt har nära hälften av anläggningarna biofilter (år 2007). I vissa fall är det den enda nyttjade luktreduceringstekniken. I andra fall kombineras biofiltret med vattenskrubber eller andra tekniker (förbränningspanna, kolfilter, jonisering)
Varför kontrollera om biofilter fungerar tillfredställande? Inom förprojekt WR24 gjordes en enkät där personal från anläggningen tillfrågades bland annat om hur deras biofilter sköts. Några svar om underhållet: - mkt lite, kollar till det då och då. Rensar ogräs. Befuktar extra om det ser ut att behövas. Byter material då nedbrytningsgraden gått för långt eller att lukt uppstår - Fyller på när det sjunker eller bildas kanaler. - 5 min/dag titta till filtret, bädden vänds 3ggr/år, byte av bäddmaterial varje år, rensar ogräs - Rör så lite som möjligt! - Inget, helt underhållsfritt MEN biofilter är inte bara en bädd med bark och annat material! Egentligen en mycket avancerad process. Behöver därmed både övervakas och skötas för att fungera optimalt!
Vilka parametrar ville vi följa upp? Driftparametrar i bädden: Vatteninnehåll, ph, T Börvärden: Vatteninnehåll: 30 60 vikts-% ph-värde: 6-9 (7-8) T: > 10ºC (30-40ºC) Gassammansättning i tilluften : Massflöde av svavelväte, ammoniak, syror (påverkar ph), svaveldioxid (hämmar mikroorganismer) m.m. Mikroorganismer: i Antal (vanligt runt 10 9 cfu), vilka sorter? (bra blandning önskvärt) Luktmätningar - Hur stark lukt, dvs hur många luktenheter, är det i inkommande luft och hur många i utgående luft? (önskvärd effektivitet: >99% reducering) (olfaktometri enl std) - borttagningseffektivitet för enskilda ämnen, (GC m fl kemiska analyser) - Vilka ämnen bidrar till den emitterad lukt i utgående luft? ( GC-O =GC med sniffer )
Medverkande anläggningar Borås Energi och Miljös avfallsanläggning, Biologiskt hushållsavfall samt biologiskt verksamhetsavfall Hallar där biologiskt material hanteras, bioseparator och bufferttankar Besök: V35 (slutet på augusti) Ekeby reningsverk (Eskilstuna Energi & Miljö), Avloppsslam och matavfall Stripperluft t samt från renstvätt- och från råslamavvattninglokal avvatt a Besök: V36 Västerås, Växtkrafts biogasanläggning Biologiskt avfall från hushåll och restauranger, vallgrödor, fettavskiljarslam Ventilationsluft från biogasanläggning, stripperluft från uppgradering Vattenskrubber, Besök: V37 Linköping Livsmedelsavfall, slakteriavfall Mottagningshall och mottagningstankar Besök: V37
Medverkande anläggningar Göteborg, Renovas komposteringsanläggning Biologiskt avfall från hushåll och företag Komposteringshallen Besök: V38 Skövdes biogasanläggning Slakteriavfall ll Endast luft ifrån hallar. Mer luktpotenta källor behandlas genom förbränning Besök: V38 Falkenbergs Biogasanläggning Falkenbergs Biogasanläggning 90 000 ton gödsel, 100 000 ton avfall (matavfall, slakteriavfall, biomassa m.m) Mottagningshall, tankar och processlokaler Vattenskrubber Besök: V39, slutet på september
Omfattande provtagning
Några resultat, driftparametrar Vatteninnehåll (vikts-%) ph T (ºC) Borås 40-60 7-9 15-20 Eskilstuna 75-80 5,5-6,5 15-20 Västerås 20 (F1) 2535(F1) 2,5-3,5 19-23 50-70 (F2) 3,0-6,0 (F2) Linköping 40-70 2,7-5,6 28-34 Göteborg 70-80 6-7 37-43 Skövde 35-60 3,1-4,2 16-21 Falkenberg (< 20) (40-50) (2,2) (16) Börvärden 30-60 6-9 (7-8) >10 (30-40) Röd text= avviker från rekommenderat område
Mikroorganismer Tot. Antal (log CFU) Gramnegativa bakterier (log CFU) Mögel (log CFU) Borås 8,0 6,3-6,9 4,5 5,8 Västerås 6,0 < 2 (F1) 6,3 (F2) Linköping 6,7 < 2 4,8 6,0 6,9 Göteborg 73 7,3 61 6,1 46 4,6 Falkenberg (< 3 ) (< 2) 5,2 (6,6) 6,7 (7,0) Fet stil = höga och därmed bra värden (men riktvärden saknas)
Linjära korrelationer Vattenhalt, % ph T Vattenaktivitet a w Tot. antal mikroorg. Gramneg. bakt Jäst Mögel Luktenh Luktredukt. Vattenhalt, % ph 0,34 1 1 T 0,21 0,19 1 Tot. antal mikroorg. Vattenaktivitet 067 0,67 003 0,03-0,08 008 1 Gramneg bakt. 0,19 0,77-0,18 0,24 1-0,38 0,89-0,38-0,28 0,82 1 Jäst -0,51-0,74 0,42-0,24-0,66-0,77 1 Höga värden = hög korrelation! Mögel -0,32-0,59 0,00-0,10 0,01-0,41 0,18 1 Luktenh. 0,00-0,59-0,25 0,01-0,65 0,32-0,17 0,34 1 Luktredukt. 0,96 0,43-0,60 0,95 0,96-0,31-0,43 0,28 0,10 1
Korrelationer 1.20 1.00 Va attenaktivitet 0.80 0.60 0.40 0.20 100 Gram neg gativa bakterier r, log CFU 0.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0 20 40 60 80 100 Vattenhalt % k. % Lukt. redu 80 60 40 20 0 20 40 60 80 Vattenhalt % 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 ph
Slutsatser Biofilter kan under optimala förhållanden fungera mycket bra och ge hög rening och därmed låga luktutsläpp! När både ph-värdet och vattenaktiviteten är optimala blir den mikrobiologiska floran rik med höga halter av både grampositiva och gramnegativa bakterier. Den parameter som avviker mest från rekommenderade värden är ph i bädden. På flera av anläggningarna är ph värdet för lågt (dvs för surt) påverkar den mikrobiologiska sammansättningen. Nedbrytningen blir långsammare när mögel dominerar över bakterierna. Vattenhalten och vattenaktiviteten är ofta inte homogen över hela biofilterytan Fläckvis för hög (mer än 70%) eller för låg (mindre än 30%). Dessa områden har kunnat kopplats till en begränsad reningseffektivitet. Risk för högt luftflöde i kombination med låg rening! Att dimensionera biofilter enbart på basis av inkommande luftflöde är inte tillräckligt Det är viktigt att också kolla att halterna av flyktiga ämnen i kanalen inte är för höga (helst ej mer än 1000 ppm av organiska ämnen utöver metan). Kontrollera även halterna av ammoniak, svavelväte, svaveldioxid, syror
Rekommendationer och framtida projekt Ett biofilter behöver både övervakas och skötas! Där uppmätta värden av ph och/eller vattenhalt skiljer sig betydligt från rekommenderade värden: åtgärda avvikelserna. (tex kalka och befukta) Håll en driftjournal för varje biofilter med noteringar om uppmätta och rekommenderade driftparametrar, driftstörningar, luktupplevelser, etc. Möjlig fortsättning: Dessa omfattande mätningar var momentana mätningar, hur representativa? Det vore intressant att studera möjliga kontinuerliga mätmetoder, till ex. elektroniska sensorer av typ elektroniska näsor, för ett väl fungerande biofilter. Då skulle man kunna se hur belastningen och effektiviteten varierar under alla pågående aktiviteter och under olika årstider. vidare bedömning av biofiltrets funktion. möjligt övervakningssystem för att förutse luktstörningar
Projektgruppen Karine Arrhenius, projektledare Lars Rosell Sakis Tsetsilas Maria Lövenklev Marie Blomqvist Gunnar Hall Anna Sverkén Helene Widén Vattenfall Power Consultants Magnus Andreas Holmgren, numera SP
Tack till medverkande anläggningar! Anna-Karin Schon Sofia Andersson Camilla Olander Peter Skruf Lina Carlsson, Pernilla Norwald, Ekeby reningsverk, Eskilstuna Energi & Miljö Tomas Reinhold, Magnus Emanuelsson, Jonas Simonsson, Falkenbergs Biogasanläggning, Falkenbergs Biogas AB Pernilla Bratt, Skövde biogas, Skövde kommun Carl-Magnus Pettersson, Vafab miljö, Västerås Sara Hallin, Linköping Biogas, Svensk Biogas AB