Rötkammaren kan den optimeras? Bilder lånade från Lars-Erik Olsson AnoxKaldnes Rötning Viktiga parametrar Uppehållstid Organisk belastning ph Metanhalt Avfallsmix Temperatur Flyktiga syror Omrörning Processlösning Tillsatser 1
Behovstrappa för rötning Nivå 4 optimera näringsförhållanden Dosering av spårämnen, enzymer etc Nivå 3 optimera processlösning Hydrolys, efterrötning, seriedrift Nivå 2 optimera omrörning Effektivitet, byte av typ, omrörningstester Nivå 1 kontrollera befintlig process VFA, temperatur, TS-halt, belastning, substratmix, ph Grunden i att bemästra en rötkammare Biogasprocessen är en LEVANDE ORGANISM betrakta den som ett HUSDJUR inte som en ÅNGPANNA!! Om man förstår de olika stegen i nedbrytningen från avfall till biogas är man en bra bit på vägen! 2
Anaerobt nedbrytningsförlopp Komplexa organiska föreningar Fetter, proteiner, kolhydrater 1. Hydrolys 2. Syrabildning 3. Ättiksyrabildning 4. Metanbildning Enkla föreningar (monomerer) Aminosyror, fettsyror, enkla sockerarter Ättiksyra Intermediära föreningar VFA Biogas Metan, koldioxid Koldioxid, vätgas Hur kan vi blanda olika avfall och avlopp? primär- och bioslam från kommunala reningsverk hushållsavfall och restaurangavfall avfall från slakteri, mejeri, bränneri, bryggeri, matoljeindustri avloppsvatten från livsmedels- och massaindustri grödor såsom vall, betor, majs, rester från olika grödor typ betblast 3
Hur mycket metangas ger olika substrat per kg Substrat Metan (Nm 3 /kg) Fett 1,01 Protein 0,50 Kolhydrat 0,42 COD 0,35 BOD 0,35 Nedbrytning av protein Protein Metan Ammonium-Ammoniak Ammonium hämmar > 3 000 mg N-NH 4 /l Ammoniak hämmar > 250 mg N-NH 3 /l Högre temperatur och ph högre andel ammoniak Tänk på C/N-förhållandet 20-30 4
Samrötning slam-matavfall i Klippan Matavfall i Klippans rötkammare Försiktig upptrappning under noggrann övervakning 15-20% mer TS/månad inte mer rötslam och rejektvattenbehandling utan problem ph och metanhalt Vid belastningsökning följ ph och metanhalt. Stabila värden ökning oftast OK Sjunkande värden ingen ökning 5
Flyktiga syror (VFA) Viktigaste parametern att följa vid rötning Optimalt med ett jämnt och lågt värde (0-100 mg/l) för slamrötning och under 1 000 mg/l för samrötning Förhållande VFA/alkalinitet < 0,3 Höga g VFA värden beror oftast på överbelastning eller hämning Svårt med kontinuerlig övervakning Temperatur Lämplig temperatur är: 35-38 o C mesofil 49-55 o C termofil Varierande temperatur kan ge ostabil drift Viktigt med värmeåtevinning för ekonomin 6
Temperatur mesofil/termofil GASPRODUKTION MOT BELASTNING VID 37 RESPEKTIVE 55ºC 0,8 0,7 0,6 Nm3/kg VS 0,5 0,4 0,3 37ºC 55ºC 0,2 0,1 0 1 2 3 4 5 6 Belastning (kg VS/m3/d) 60 30 20 15 12 10 Uppehållstid (d) Organisk belastning (TS/VS) MESOFIL TS-belastning: 4 kgts/m3/d VS-belastning 3 kgvs/m3/d TERMOFIL TS-belastning: 5 kgts/m3/d VS-belastning bl i 4 kgvs/m3/d 7
Uppehållstid 18-20 dygn för mesofil 12-1515 dygn för termofil (gäller ej vissa grödor) kan höjas genom att slamhalten höjs för kort uppehållstid kan ge överbelastning TS-halt Normala värden inkommande slam: 3-6%TS Förtjockning av slammet före rötkammare ger: 1. Minskade uppvärmningskostnader 2. Ökad uppehållstid ger oftast mer gas 3. Mindre rötkammarvolym krävs 4. Mindre flöden mindre pumpar p mm 5. Negativt är högre viskositet vilket kräver större omrörnings- och pumpeffekt mm 8
TS-halt Besparingen per dygn i uppvärmningsbehov om slammet förtjockas från 2 till 6 % uppgår till ca 1200 kwh/ton TS i slammet. Omrörning Mekanisk med en eller flera propellrar Gasomblandning Andra typer 9
Omrörningens syfte Kort inblandningstid för inkommande slam/avfall Sörja för god omblandning i hela rötkammaren Förhindra flytslam och svämtäcke Förhindra sedimentering av slam mm Toppmonterad omrörare 10
Rota mix Rotamix utrötningsgrad Utrötningsgrad rötkammare 12:1 och 12:2 Västra strandens ARV, Halmstad kommun 56 54 52 50 48 tningsgrad % Utröt 46 44 42 40 38 36 34 32 Rötk. 12:1 Rötk. 12:2 30 51 49 47 45 43 41 39 37 35 33 30 28 26 24 22 20 17 15 13 11 9 8 7 Vecka 7-51 2008 11
Exempel på olika processlösningar Enkel rötkammare eller två i parallelldrift Två rötkammare i serie Hydrolys och vanlig rötkammare Rötkammare följd av efterrötning Parallella rötkammare 12
Seriekopplade rötkammare Ger 5-10 % högre gasutbyte Hydrolys före rötkammare Beroende på substrat 0-30 % högre gasutbyte 13
Anox-BioMils förstudie visade på följande fördelar med metoden: Ökad utrötningsgrad / högre metanproduktion Effektivare patogenreduktion Effektivare utlösning av mineraler och spårämnen viktiga för rötningsprocessen Eliminering av skumbildande ämnen Efterrötkammare Beroende på substrat 5-10 % högre gasutbyte 14
Spårämnen För vissa substrat exempelvis drank, vallensilage, majsensilage, slakteriavfall, sockerbetor, svartlutskondensat har dosering av spårämnen betydelse för gasproduktionen och i vissa fall är doseringen helt nödvändig. Enzymer Dosering av enzymer i slamrötkammare har i vissa fall givit upp till 25 % mer metan. Tester måste utföras. 15
Sammanfattning Behandla rötkammaren som ett Följ VFA, ph, metanhalt Välj lämplig substratmix för optimalt C/N Utvärdera och vid behov förbättra omrörning Kanske hydrolys men definitivt efterrötning Utvärdera behov av spårämnen/enzymer 16