I denna rapport undersöks produktionen av metangas i deponin på Koviks återvinningsanläggning. Detta med hjälp av ett modellerings-verktyg framtaget av IPCC. Modeller för beräkning av metangasproduktion i deponier har funnits sedan 1980-talet och dess resultat kan fungera som underlag vid beslut om investeringar i utrustning för gasutvinning och energiproduktion. På Kovik har deponering skett sedan 1964 och gasutvinningen startade i mitten av 1980-talet. Metangasproduktionen och metangasemissioner på anläggningen har under flera år beräknats med hjälp av EPER France-modellen. Studier visar att denna modell tenderar att underskatta metangasemissioner, och därmed förmodligen även metangasproduktionen. En genomgång av beräkningarna på Kovik visar även att fel indata gällande deponerade mängder använts. Av dessa anledningar är det intressant att använda korrekt indata i en annan modell för att få ett mer rättvisande resultat.   Modellen som används är en First-order Multi-phase model. Den tar hänsyn till ett antal olika faktorer, däribland deponerade avfallsmängder, dess ålder, dess halveringstid samt dess innehåll av nedbrytbart organiskt kol. Avfallet delas in i kategorierna Hushållsavfall, Industriavfall och Slam. Hushållsavfallet delas även in i avfallsslagen Mat, Trädgård, Papper, Trä, Textil och Inert avfall. De olika avfallsslagen och avfallskategorierna påverkar produktionen av metangas i olika hög grad. Då information om det deponerade hushållsavfallets fördelning över olika avfallsslag saknas presenteras resultatet i tre scenarier med olika fördelning. Fördelningen i scenario 1 antas vara den mest realistiska.   Resultaten skiljer sig åt något i de olika scenarierna, gemensamt är dock att de visar att metangasproduktionen var som störst runt 2005. Avfallsmängderna, och därmed metangasproduktionen, minskar sedan fort på grund av förbudet mot deponering av organiskt material. Resultatet för scenario 1 visar att metangaspotentialen från 2015 till 2030 är omkring 15 % av den totala producerade metangasen från deponeringsstart 1964 till modellverktygets slutår 2030. Detta motsvarar en kvarvarande metangaspotential på cirka 30 kton till 2030. Utvinningen av metangas kan fortsätta på dagens nivå ungefär 5 år till.   Osäkerhet i vilka parametervärden som bör användas samt brist på data över deponerat avfall begränsar möjligheten att göra modellering på deponigasproduktion med tillförlitliga resultat. / By using a modeling tool developed by IPCC, this report examines the production of methane in the landfill at Koviks recycling facility. Models for calculating methane production has existed since the 1980s and the results can serve as a basis for decisions on investments in equipment for gas extraction and energy production. Landfilling has occurred at Kovik since 1964 and the gas extraction started in the mid-1980s. Methane gas production and methane emissions at the facility have for several years been calculated with the EPER France model. However, studies show that this model tends to underestimate the methane emissions and thereby probably also the methane production. A review of the calculations at Kovik also shows that wrong data for the amount of landfilled waste has been used. For these reasons, it is interesting to use correct data in another model to get a more accurate result. The model used in this report is a First-order Multi-phase model. It takes into account a number of factors, including quantities of landfilled waste, its age, its half-life time and its content of degradable organic carbon. The waste is divided into such categories as Household Waste, Industrial Waste and Sludge. Household waste is also divided into Food, Garden, Paper, Wood, Textile and Inert waste. The different types of waste affect the production of methane gas in different degrees. Due to the lack of information regarding the composition of the landfilled household waste the result is presented in three scenarios with different composition. The composition in scenario 1 is assumed to be the most realistic. Although the results differ slightly among the scenarios, all those scenarios suggest that methane gas production peaked around 2005. The amount of waste, and thereby the methane production, then decreases quickly because of the ban on landfilling of organic matter. The results of scenario 1 shows that methane potential from 2015 to 2030 is about 15 % of the total produced methane gas from the landfill starting year 1964 to 2030, the final year in the modeling tool. This corresponds to a remaining methane potential of about 30 kilotons by 2030. The extraction of methane gas can continue at the current level for about five years. It should be mentioned that the uncertainty of the parameters that have been used and the lack of data on landfilled waste could result in a limited reliability of the calculated gas production.

This work deals with the anaerobic treatment of grape marcs. In this work we tested two varieties of wine. Veltlínské zelené and Zweigletrebe. Tests were carried out in the Republic reference laboratory at Mendel University in Brno under mesophilic anaerobic conditions for 24 days in 0.003 m3 reactors and for 26 day in 0.120 m3 reactors. Biogas production and methane content were monitored daily during the test. The measurement results of testing variety Veltlínské zelené were: Substance loads ratio 0.496 kg.kg-1 - specific production of biogas 0.415 m3.kg-1, specific production of methane 0.246 m3.kg-1 and average concentration of methane in biogas was 59.3%. Substance loads ratio 0.099 kg.kg-1 - specific production of biogas 0.656 m3.kg-1, specific production of methane 0.262 m3.kg-1 and average concentration of methane in biogas was 39.8 %. The measurement results of testing variety Zweigeltrebe were: Substance loads ratio 0.496 kg.kg-1 - specific production of biogas 0.378 m3.kg-1, specific production of methane 0.234 m3.kg-1 and average concentration of methane in biogas was 61.9 %. Substance loads ratio 0.095 kg.kg-1 - specific production of biogas 0.544 m3.kg-1, specific production of methane 0.262 m3.kg-1 and average concentration of methane in biogas was 48.9 %.

This diploma thesis is focused on testing residual biogas production from fermentation residues. This thesis is divided into two parts - theoretical and practical. Theoretical part is divided into few chapters. At first I will explain basic consepts such as principle of the generation of biogas, the formation of biogas fermentation residue by dividing the output of biogas plants, waste fermination residue etc. The practical part is based on theoretical knowledge. Practical part contains actual testing of residual biogas production from fermentation residues and results of this testing.

<p>Biogasprocessen är en komplex anaerob nedbrytningskedja där olika mikroorganismer är inblandade. Vanligast är att biogas produceras i mesofil rötning (cirka 38 ^oC), men även termofil rötning används (> 50 ^oC).</p><p>Svensk Biogas i Norrköping använder återstoden av etanoldestillationen hos en närliggande etanolproducent (drankvatten) som substrat. Substratets höga temperatur vid leverans motiverar termofilt rötningsförsök av drankvatten.</p><p>Försöket genomfördes i 55 ^oC med två kontinuerligt omrörda tankreaktorer (CSTR) och en termofil ymp. Biogasproduktion av drankvatten undersöktes. Sätt att hantera och motverka höga ammoniumhalter, samt effekter av näringslösningstillsats undersöktes. Det tog cirka 30 dagar för ympen att acceptera det nya substratet och då hade tillsats av processhjälpmedel KMB1 samt järnklorid använts. Reaktorerna kunde belastas med 3 g VS / (L • dygn) (VS, volatile solids, glödförlust). Den specifika gasproduktionen var 0,6 – 0,7 L / g VS och metanhalten ungefär 45 %. Höga ammoniumhalter motverkades genom förkortning av uppehållstiden. Under en period tillsattes nickelklorid i en av reaktorerna och under denna period hade reaktorn med nickelkloridtillsats något bättre specifik gasproduktion jämfört med reaktorn där ingen nickelklorid tillsattes.</p><p>Drankvatten kan rötas under termofila förhållanden. För att temperaturförändring vid biogasanläggningen i Norrköping ska var ekonomiskt försvarbart måste processen klara högre belastning.</p>

Biogasprocessen är en komplex anaerob nedbrytningskedja där olika mikroorganismer är inblandade. Vanligast är att biogas produceras i mesofil rötning (cirka 38 oC), men även termofil rötning används (&gt; 50 oC). Svensk Biogas i Norrköping använder återstoden av etanoldestillationen hos en närliggande etanolproducent (drankvatten) som substrat. Substratets höga temperatur vid leverans motiverar termofilt rötningsförsök av drankvatten. Försöket genomfördes i 55 oC med två kontinuerligt omrörda tankreaktorer (CSTR) och en termofil ymp. Biogasproduktion av drankvatten undersöktes. Sätt att hantera och motverka höga ammoniumhalter, samt effekter av näringslösningstillsats undersöktes. Det tog cirka 30 dagar för ympen att acceptera det nya substratet och då hade tillsats av processhjälpmedel KMB1 samt järnklorid använts. Reaktorerna kunde belastas med 3 g VS / (L • dygn) (VS, volatile solids, glödförlust). Den specifika gasproduktionen var 0,6 – 0,7 L / g VS och metanhalten ungefär 45 %. Höga ammoniumhalter motverkades genom förkortning av uppehållstiden. Under en period tillsattes nickelklorid i en av reaktorerna och under denna period hade reaktorn med nickelkloridtillsats något bättre specifik gasproduktion jämfört med reaktorn där ingen nickelklorid tillsattes. Drankvatten kan rötas under termofila förhållanden. För att temperaturförändring vid biogasanläggningen i Norrköping ska var ekonomiskt försvarbart måste processen klara högre belastning.

Ökad växthuseffekt har länge varit i fokus för dess inverkan på framtida klimat. Det är i huvudsak mänskliga utsläpp som är orsaken till ökade mängder växthusgaser i atmosfären och stora ansträngningar görs för att utsläppen på sikt ska minska. I klimatmodeller beskrivs växthusgasbalansen utifrån både mänsklig och naturlig påverkan. Förståelsen för naturlig påverkan har länge varit begränsad och mer forskning behövs inom området. Flera studier visar på att sötvattensystem (sjöar, vattendrag osv.) avger växthusgaser som koldioxid, CO2 och metan, CH4, i större proportioner än vad som tidigare varit känt. Denna studie syftade till att undersöka CO2 och CH4-flöden från Erssjön i Skogaryd, Västergötland (en typisk svensk skogssjö) och få förståelse för hur den omgivande skogen påverkar såväl flöden som turbulens (utbyteskoefficienter) över sjön. Dessa resultat skulle jämföras med tidigare studier från den betydligt större sjön Tämnaren i norra Uppland. Resultaten visar på ett upptag av CO2 som en följd av fotosyntes hos skogen under dagtid, vilket leder till slutsatsen att omgivande skog påverkar växthusgasflödena. En ökning av både CO2 och CH4-flöden över sjön var tydlig nattetid, vilket enligt tidigare studier beror på konvektion i vattnet (liknande resultat för Tämnaren). Ökningen är speciellt utmärkande för CH4-flöden, vilket tros bero på att konvektionen ökar omblandningen och därmed löser upp sedimenterat CH4 och inducerar flerCH4-bubblor. Det sistnämnda kan styrkas med denna studie eftersom svaga vindar (1-2 m/s) varit dominerande i nattmätningarna och därmed har vindpåverkan på flödena varit låg. Resultaten visade likt Tämnaren att omgivningen påverkar turbulensen över sjön. Turbulensen uppstår troligen till följd av friktion vid skogskanten snarare än inverkan från hela skogsomgivningen, då beräknade utbyteskoefficienter inte visade på några större skillnader i spridning när endast data från sjön fanns representerade. Sammanfattningsvis är det intressant att i vidarestudier göra turbulensmätningar runt sjön för att sedan undersöka eventuella samband med utbyteskoefficienter och växthusgasflöden. / Increasing amounts greenhouse gases and its impacts on future climate has been in focus quite some time. The increase is mainly due human sources, and hugh efforts to decrease the emissions are made continuously. Climate models describe the greenhouse gas balance including both human and natural sources. In contrast to human sources, knowledge about natural sources is limited and requires further investigations. Recent studies show that greenhouse gases, such as Carbon dioxid, CO2, and methane, CH4, are emitted from freshwater systems (lakes, rivers etc.) in much larger proportions than what has been estimated earlier. The purpose of this study was to analyze CO2 and CH4 fluxes from a small lake with forest surroundings in southwestern Sweden, and also investigate if the forest affects both fluxes and turbulence (exchange coefficients) above the lake. The results from this study were to be compared with studies of a much larger lake (in eastern Sweden) but with similar surroundings. Results from the present study show an uptake of CO2 due to photosynthesis in the forest during daytime, leading to the conclusion that the surrounding forest affects the greenhouse gas fluxes. Both CO2 and CH4 fluxes increased above the lake during nighttime. According to similar studies (e.g. the larger lake in eastern Sweden), increased nighttime fluxes is an effect of increased convection in the water. The diurnal differences is most distinctive for CH4 fluxes. As suggested in earlier studies, the convection increases mixing in the water, dissoliving sedimented CH4 and inducing ebullition. In this study, low windspeed (1-2 m/s) dominated the nighttime measurements suggesting that ebullition is the main source of increased CH4 fluxes since wind-effects on the fluxes were low. Like the larger lake in eastern Sweden, results in this study indicate that the surroundings affect the turbulence above the lake. A large distribution in the calculated exchange coefficients that doesn’t decrease when only data above the lake is represented, suggests that turbulence above the lake is induced by friction at the forest edge, rather than the whole forest surroundings. Additional turbulence measurements around the lake for comparing with exchange coefficients and greenhouse gas fluxes could be of interest for future studies.

The diploma thesis deals with the issue of management of biodegradable waste from small-scale production of non-traditional, non-alcoholic beverages. A research was about waste management from the food industry. The main purpose of the thesis was to clarify the current situation of waste management. The waste material was consisted by malt from wheat PS Karkulka, apple and grapes pomace. Based on current knowledge, anaerobic fermentation has been performed as an effective waste management strategy. All three wastes were mixed and fermented in the form of a mixture. Hydraulic retention time was 21 days in two terms. In the first period was batched the inoculum from the wastewater treatment plant in Modřice and the substrate mixture with an organic loading rate 3 kg.m-3, 4 kg.m-3, 5 kg.m-3. In the second period was batched the inoculum from the biogas station in Čejč and the substrate mixture with an organic loading rate 2 kg.m-3, 3 kg.m-3, 4 kg.m-3. The biogas, methane production and the content of the basic gaseous components in the biogas were measured in decomposition processes. The measurement results were subsequently processed and evaluated.

De flesta tvivlar inte på att klimatförändringarna är märkbara. Många vet däremot inte är att metan (CH4 ) är en mycket viktig växthusgas som påverkar klimatförändringen och som inte får försummas. I denna uppsats behandlar jag växthusgasen metan. Det förklaras var och hur metan bildas, var den släpps ut och absorberas samt vilket inflytande människor har på koncentrationen av metan i atmosfären. Med hjälp av en datorsimulering i MATLAB simuleras och utvärderas olika scenarier. Dessa scenarier sträcker sig från den förindustriella eran, genom nutiden, till möjliga framtidsscenarier. Utifrån mätdatan går det att uppskatta hur stor inverkan metan har på den globala uppvärmningen och därmed på klimatförändringen.

Från 2020 har EU lagt väg för ny en strategi för att metan- (CH4) utsläppenskall upptäckas och reduceras. Med denna bakgrund skapas syftet till detta examensarbete för att kunna kartlägga och kvantifiera vilka volymer av diffusa metanläckage som läckt ut mellan åren 2005-2019 från de svenska natur- och biogasenheter vid överföring och/eller produktion. Metoderna för examensarbetet har varit att inhämta information / mätdata i litteraturen samt via intervjuer av branschkunnig personal. Mätdata har bearbetats med deterministiska bedömningar i form av beräkningsmodell. Resultatet som beräknats i flera former av storheter såsom volym (Nm3), energiinnehåll (GWh), klimatpåverkan (CO2 ekv) och kostnad (SEK) och dessa visade alla på ansenliga tal.  Volymen av metanläckaget var 2019 3,96*106 Nm3 vilket motsvarar ett medelvärde i energiinnehåll på 38,29 GWh och en klimatpåverkan på 79,8*106 kg CO2 ekv. Kostnaden för metanemissionen 2019 blev då cirka 23,7*106 - 62*106 kronor vid beräkning för medelpriset av vad industrin och hushållen betalade mellan åren 2007-2019 för vardera gasobjekt. En vidare studie för säkrare indata och återkoppling på det arbete som redan pågår i Sverige för att reducera metanläckaget skulle vara till klar fördel och hjälp för framtida arbetssätt.

This thesis in mechanical engineering has been conducted in collaboration with Camatec Industriteknik AB, to find new concepts for the burner of biogas flares from Biogas Systems AB. Biogas flares are needed to burn off surplus volumes that arise for various reasons during the extraction of biogas. This is mainly because most of the biogas consists of methane, which is a strong driver of the greenhouse effect. As the overpressures involved are very small, below 400 [mbar], the aim was to find a better solution in terms of pressure drop, flow control and mixing relative to the current design.  Using a Double Diamond based approach, data in terms of governing standards together with functional, environmental, and economic requirements was gathered through literature search and study visits. This formed the basis for the creation of a requirements specification.  Through research into existing or nearby solutions, as well as pure idea generation sessions, the nine concepts were developed. These were then sifted, using the requirements specification as a basis, down to two, which were modelled and further developed. The two concepts were compared with an existing model from Biogas Systems AB as a benchmark, using basic CFD analysis. For this, an analysis strategy and fluid domains were designed to look at pressure drops at different flows, flows at different inlet pressures and to evaluate the influence of geometry on the conditions for good mixing of biogas and air. From the analysis, it appears that both concepts perform better than the current design, relatively speaking. However, one concept is not necessarily better than the other, as the choice depends on circumstances. Although a complete picture of reality cannot be given, and a number of simplifications have been made, the results suggest that with fairly simple means it is possible to create a solution that is more favourable with respect to all three aspects.