2014-01-23. Driftoptimering hur säkerställer vi att vi gör rätt? Upplägg. Förutsättningar för en bra gasproduktion. Vem är jag och vad sker på SLU?



Relevanta dokument
05/12/2014. Övervakning av processen. Hur vet vi att vi har en optimal process eller risk för problem? Hämning av biogasprocessen

RÖTNINGENS MIKROBIOLOGI NÄRINGSLÄRA BIOGASPROCESSEN PROCESSDRIFTPARAMETRAR PROCESSTÖRNING

Substratkunskap. Upplägg. Energinnehåll i olika substrat och gasutbyten. Olika substratkomponenter och deras egenheter

Effek%vare biogasproduk%on

Var produceras biogas?

Biogasanläggning Energibesparing med avloppsvatten Peter Larsson ver 2

Rötning Viktiga parametrar

Att starta upp en biogasanläggning efter ett driftstopp några praktiska tips!

Samrötning. Rötning av avloppsslam med olika externa material

Mikrobiologisk kunskap

Strategier för att effektivisera rötning av substrat med högt innehåll av lignocellulosa och kväve

Biogas och biogödsel - något för och från den lilla skalan?

Gårdsbaserad biogasproduktion

... till tillämpning

Simulering av biogasprocesser

Jordbruk, biogas och klimat

OPTIMERING AV BIOGASPRODUKTION FRÅN BIOSLAM INOM PAPPERS- MASSAINDUSTRIN VÄRMEFORSKS BIOGASDAG 2011

Pilotförsök för ökad biogasproduktion. hygienisering av slam vid Sundets reningsverk i Växjö

Rapport Metanpotential

RÅGASPRODUKTION: ENERGIGASPRODUKTION FRÅN BIOMASSA OLIKA METODER FÖR RÖTNING GRUNDLÄGGANDE PROCESSBEGREPP BIOGASANLÄGGNINGENS DELAR EGENSKAPER HOS

BMP-test Samrötning av pressaft med flytgödsel. AMPTS-försök nr 2. Sammanfattning

Ökat utnyttjande av befintliga biogasanläggningar

Optimering av driftstemperatur vid mesofil rötning av slam

Avfall Sverige Temadag FoU Biogas från avfall och slam Stockholm,

Foderbetor och kogödsel som substrat för biogasproduktion; anaerob mesofil samrötning i labbskala

UTVÄRDERING AV JETOMRÖRNING-

Växjö väljer termisk hydrolys varför och hur?

Optimal processtemperatur vid mesofil samrötningsprocess

Biogas. en del av framtidens energilösning. Anna Säfvestad Albinsson Projektledare Biogas Norr, BioFuel Region

Samrötningspotential för bioslam från massa- och pappersbruk

FÖRBEHANDLING EN MÖJLIGHET TILL ÖKAD BIOGASPRODUKTION. Ilona Sárvári Horváth Högskolan i Borås

Presentation av kommunens samrötningsanläggning

1

Biogas från tång och gräsklipp

Handbok för kompostering av organiska hushållssopor med Ag Bag-systemet

Skumning vid svenska samrötningsanläggningar RAPPORT B2007:02 ISSN

Ekonomisk analys av biogasanläggningar. Lars-Erik Jansson Energi- och Affärsutveckling

En uppgraderingsanläggning för småskaliga biogasanläggningar

Optimering och effektivisering av biogasprocessen vid biogasanläggningen Kungsängens gård

Rötning med inledande termofilt hydrolyssteg för hygienisering och utökad metanutvinning på avloppsreningsverk

Biogasproduktion vid Ecocitrus

Skumningsproblem vid rötning

En uppgraderingsanläggning för småskaliga biogasanläggningar

Passiv gödselseparering

Lokal produktion av biogas

Metanproduktion från djurens fodersmältning Jan Bertilsson

Energiingenjörsprogrammet Förnybar energi Högskolan i Halmstad

Strategier för att effektivisera rötning av substrat med högt innehåll av lignocellulosa och kväve

Utveckling av en beräkningsmodell för biogasproduktion

Rötning av matavfall och bioslam från pappers- och massabruk

Handbok metanpotential

Karin Eliasson. Hushållningssällskapet Sjuhärad

Effekten av Kemiras processhjälpmedel BDP866 i Hulesjöns avloppsreningsverks rötgaskammare för matavfall

Rötning med inledande termofilt hydrolyssteg för hygienisering och utökad metanutvinning på avloppsreningsverk. My Carlsson

Modellering och simulering av rötningsprocesser

Biogasreaktor i miniformat

SYVAB. Energiprojektet Ökad biogasproduktion på SYVAB. Sara Stridh

ÄRTREV SOM SUBSTRAT FÖR BIOGASPRODUKTION - LITTERATURSTUDIE OCH RÖTNING I LABBSKALA

Agrigas - Utveckling av teknik för att utnyttja biogaspotentialen i restprodukter med höga torrhalter. Lägesrapport 2002

Klimatpåverkan från gårdsbaserade biogasanläggningar

Biogaspotential hos rejektfraktionen från biogasanläggningen Kungsängens gård

Gödsel som substrat vid biogasproduktion

Rötning av fiskslam med återföring av avvattnat rötslam

Minican resultatöversikt juni 2011

Effekter av Zeoliter i Biogasproduktion. Effects of Zeolites in the Production of Biogas

Rötning av matavfall och bioslam från pappers- och massabruk

SP biogasar häng med!

Fastgödselrötning, problem och möjligheter. Gustav Rogstrand; Stefan Halldorf; ( )

Provrötning av marina substrat i laboratorie- och pilotskala

Pilotstudie. Termofil efterrötning för hygienisering och minskad slamproduktion. Rapport Nr Svenskt Vatten Utveckling

METANAKTIVITET I FÖRTJOCKAD RÖTREST. Högskoleingenjörsutbildning i kemiteknik - tillämpad bioteknik. Karolin Karlberg Sara Nilsson

Vatten och avlopp i Uppsala. Av: Adrian, Johan och Lukas

Optimering av biogasprocess för lantbruksrelaterade biomassor

Uppgradering av biogas i Borås. Anders Fransson Borås Stad, Gatukontoret

RAPPORT U2010:06. Rötning med inledande biologiskt hydrolyssteg för utökad metanutvinning på avloppsreningsverk och biogasanläggningar.

Är aeroba granuler något för svensk avloppsrening? Britt-Marie Wilén Institutionen för Bygg- och miljöteknik Avdelningen för Vatten Miljö Teknik

JTI är en del av SP-koncernen

Utredning: Blåmusslor som biogassubstrat

Skumningsproblem vid rötning

Klimatpåverkan av rötning av gödsel

Rötning med inledande termofilt hydrolyssteg för hygienisering och utökad metanutvinning på avloppsreningsverk

METAN, STALLGÖDSEL OCH RÖTREST

Anammox - kväverening utan kolkälla. Var ligger forskningsfronten? E. Płaza J.Trela J. Yang A. Malovanyy

Utvärdering av potential för anaerob behandling av industriellt avloppsvatten vid ambient temperatur

Förstudie. Rapport SGC ISRN SGC-R-215-SE

Biogasproduktion. Effekten av volymratio vid samrötning av avloppsslam och matavfall. Mila Ostojic

NP-balans Växtbehovsanpassade gödselmedel från biogasanläggningar

Emissionsfaktorer för beräkning av metan från husdjur använda vid beräkningar för officiell statistik, (kg metan/djur/år) Växthusgaser i Sverige

Torrötning och våtrötning av avvattnad gödsel

Biogas och bioetanol ger. Ulrika Welander Avd. för f r bioenergi Växjö Universitet

Biogödsel, marken och skörden -baserad på kommande rapport från Avfall Sverige

Förbehandling av matavfall med skruvpress

KILENE AVLOPPSRENINGSVERK. Hammarö kommun

Karin Eliasson. Energirådgivare Hushållningssällskapet Sjuhärad

Avfallshantering TE0014

B 2 Processteknik Berndt Björlenius

Termofil efterrötning av avloppsslam

Satsvis och kontinuerlig rötning av biogassubstratblandningar

Termofil rötning av drankvatten. Thermophilic digestion of thin stillage

Biobränslen. s

Transkript:

-- Upplägg Driftoptimering hur säkerställer vi att vi gör rätt? Anna Schnürer Inst. för Mikrobiologi, SLU, Uppsala Kort presentation av mig och biogasverksamhet på SLU Förutsättningarna för gasproduktion Parametrar som är av betydelse för drift Driftövervakning och optimering av drift Vem är jag och vad sker på SLU? Förutsättningar för en bra gasproduktion. Samverkanlektor i bioenergi vid SLU med uppdrag att samverka med samhället och föra ut forskningsresultat i praktiken. Jobbat med biogas i år. Fokusområde, mikrobiologi och kopplingar till effektivitet och stabilitet av biogasprocessen SLU har forskning inom många olika områden i hela biogasproduktionskedjan och har också en egen produktionsanläggning vid Lövsta. Vår verksamhet finns beskriven på länken (http://www.slu.se/biogas) Samhället behöver. Näring (substrat) i lagom dos - kol och energikälla - spårelement - vitaminer. Lämplig miljö (Reaktorn) - anaerob - neutralt ph ~7- - jämn temperatur ~7 el.~ - tillräckligt lång uppehållstid..ett samhälle av olika aktiva mikroorganismer Flödesschemat för bildning av biogas Vad händer om reaktormiljön inte är optimal?. Fermentation Viktigt att ta hänsyn till att Olika organismer med olika närings- och omgivningskrav är aktiva i de olika stegen Stegen sker med olika hastighet. Steg eller är ofta hastighetsbegränsande. Fermentation Dålig nedbrytningsgrad beror ofta på låg hastighet i i hydrolysen Instabilitet beror ofta på låg effektivitet i det sista steget, metanbildningen. Metanbildning. Metanbildning

-- Hämning av biogasprocessen Hämning av biogasprocessen. Fermentation. Fermentation. Metanbildning Mer vätgas och koldioxid, minskad metan produktion, ansamling av syror och ev sänkning av ph ( surjäsning ) Viktiga parametrar för drift och övervakning Hur vet vi att processen är effektiv/stabil? Uppehållstid Drift Uppehållstid (HRT) Temperatur Belastning (OLR) Substratets karaktär Övervakning Stabilitet Fettsyror () Alkalinitet (Buffertförmåga) Hämmande ämnen (ammoniak) ph Alkalinitet Gassammansättning Effektivitet Specifik metanproduktion Hydraulisk uppehållstid (HRT ) = Vilken HRT har ni och vad bestämmer denna? Vad är en bra uppehållstid? Hur stor variation kan tillåtas? Rötkammarens volym Inpumpad volym substrat per dygn Uppehållstiden kopplar till organismernas tillväxthastighet! Många olika parametrar inverkar på tillväxthastighet och optimal HRT Viktigt att HRT i en kontinuerlig process >Td T Temperatur ph Jag gillar inte högt ph Jag tycker högt ph är toppen T Tiden (T) det tar för cellen att fördubbla sig kallas fördubblingstid (Td) Om uppehållstiden i reaktorn är kortare än fördubblingstiden kommer bakterierna att tvättas ut ur reaktorn. De mest långsamväxande organismer som hittats i en reaktor växer med en Td på dagar. Metanbildare har - dagar. osv Belastning Substratets sammansättning Hämmande ämnen Olika organismer påverkas olika av olika parametrar Olika organismer är av olika betydelse för processen

Tillväxthastighet Volume CH [ml g - day - ] content [g l - ] Volume CH [Nml g - ] -- Hur väljer vi rötningstemperatur? Två vanliga intervall Skillnaden i gasproduktion vid olika temperatur kan vara beroende av uppehållstid Ackumulerad metanproduktion 7 % % Temperatur Mesophilic Thermophilic Termofil temperatur Mesofil temperatur Hög metanproduktionshastighet Kortare uppehållstid Högre belastning möjlig Bra avdödning av patogener Mindre stabil process Lägre viskositet Bra stabilitet Lägre energikonsumption Fler olika typer av organismer Bättre nedbrytningsgrad av vissa ämnen 7 Time [Days] Rötningstemperatur Belastning Rötning mellan mesofil och termofil temperatur är detta möjligt? Vad händer när temperaturen fluktuerar under drift? Går det att ändra temperatur? Belastning = Hur mycket mat får mikroorganismerna per dag eller Belastning = Kg /m dag 7 Fettsyror Metanproduktion C C C C C 7 C Methane prod. Samma volym kan innehålla olika mycket TS Samma TS kan ha olika mycket Normal belastning - Kg/L dag, men högre möjlig 9 7 TS= torrsubstans, dvs allt som inte är vatten = Den organiska delen av TS TS Time [days] Belastningen är beroende av substratets karaktär samt valda driftparametrar Vatten Felkälla Flyktiga ämnen avgår redan under en TS analys. Kan leda till felaktig belastning. Vilken belastning har du och hur vet du att är att den är bra? Vatten NH,, Etanol mm Underskattad Aska

Volume CH [ml g - day - ] content [g l - ] -- Hur effektiv är min biogasanläggning? Hur effektiv är min biogasanläggning? Gasproduktion Volymetrisk gasproduktion (L/dag) Volymetrisk metanproduktion (L/dag) volymen i reaktorn utnyttjas Gasproduktion Volymetrisk gasproduktion (L/dag) Volymetrisk metanproduktion (L/dag) volymen i reaktorn utnyttjas Specifik metanproduktion (L/Kg ) Gasproduktion i relation till förväntad substratet omsätts till gas Specifik metanproduktion (L/Kg ) Gasproduktion i relation till förväntad substratet omsätts till gas Hur stor andel av det organiska material bryts ner? Vanligtvis ca -%, men med gödsel ofta lägre Hur stor andel av det organiska material bryts ner? Vanligtvis ca -%, men med gödsel ofta lägre = ( (TS RK (%) x RK (%) / (TS substrat (%) x substrat (%) )) x = ( (TS RK (%) x RK (%) / (TS substrat (%) x substrat (%) )) x Ett gasproduktionsexempel Fas Substrat: gödsel Uppehållstid dagar Belastning. g /Ldag Fas Substrat: gödsel + salix Uppehållstid dagar Belastning g /Ldag Är det möjligt att öka utrötningsgraden? Volymetrisk metanproduktion (ml/dag) Specifik metanproduktion (ml / g dag) Hur? Gödsel + Salix Gödsel Varför är det viktigt att ha en hög utrötningsgrad? Gödsel Gödsel + Salix Tillförsel av salix till en gödselreaktor FRÅGA: VAD HÄNDER NÄR VI TILLFÖR SALI? ÖKAR EFFEKTIVITETEN? flyktiga fettsyror Nedbrytningsintermediär som visar instabilitet flyktiga fettsyror Nedbrytningsintermediär som minskar metanutbytet GR Fettsyror Metanproduktion 7 C C C C C 7 C Time [days] Methane prod. GQ,,,,, Methane, Acetate,, Propionate,,,,,,,,,,,, Metan Acetate Propionate

-- Stabil nivå visar ineffektivitet men innebär vanligtvis inte process problem Stadigt ökande nivå indikerat instabilitet och kan leda till krasch Ackumulering av acetat vanligtvis inte så allvarligt problem Ackumulering av propionat = oftast tecken på allvarligare typ av störning propionat ph/alkalinitet Alkalinitet = buffertförmåga Beror på karbonatjoner och även ammoniumjoner TA = total alkalinitet BA = bikarbonat alkalinitet Förändras tidigare än ph ändras och följer ofta halt av och ammoniumkväve BA för stabila processer ca - mg HCO /L ph bäst mellan 7-. NH + HCO - CO - Låg alkalinitet innebär låg tolerans mot syrabildning och risk för ph sänkning /TA kvoten kan användas för att få en indikation på processtabilitet <. stabil process --. viss instabilitet >. tydlig instabilitet Övervakningsprogram Receptet för en effektiv biogas process Analys Ofta Medel Sällan Alkalinitet ph TS/ NH+-N Total N Gassammansättning Övervakningsprogrammet beror på drift och substrat - Samma substrat och likvärdig drift behövs inte så tät provtagning - Optimering av drift och eller förändring av substrat kräver tätare provtagning Behandla den som en ko -lagom dos näringsrik och varierad mat på regelbundna tider -kontrollera hälsan regelbundet -behandla e v sjukdomar - prata med den