Kyoto University (京都大学) / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第15720号 / 工博第3334号 / 新制||工||1504(附属図書館) / 28265 / 京都大学大学院工学研究科都市環境工学専攻 / (主査)教授 津野 洋, 教授 田中 宏明, 教授 清水 芳久 / 学位規則第4条第1項該当

Auf Grund der Zielstellungen des Klimaschutzes und den Szenarien der Ressourcenverfügbarkeit sowie der Energiekostenentwicklung wird das Energiemanagement bei der Betriebsführung von Abwasser- und Schlammbehandlungsanlagen an Bedeutung gewinnen, wobei die Maßnahmen des Energiemanagements mit den grundlegenden Zielen der Abwasser- und Schlammbehandlung zu vereinen sind. Zentrale Elemente des Energie-managements stellen die Nutzung eines breiten Energiespektrums und der Einsatz energieeffizienter Betriebsführungen, Techniken und Technologien dar. Eine Möglichkeit betriebstechnischer Optimierungen besteht in der Anwendung der Verfahrenskombination aus Desintegration und anaerober Schlammstabilisierung. Seit 10 – 15 Jahren wurde intensiv auf dem Gebiet der Klärschlammdesintegration geforscht, ohne dass allgemeingültige Aussagen über die Möglichkeiten der Desintegration ermittelt wurden. Anlässlich der dargestellten Sachlage und eigener Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Klärschlammdesintegration entstand die Idee zur vorliegenden Arbeit. Die Arbeit gibt in einer Literaturrecherche einen umfangreichen Überblick vorhandener Untersuchungen zur Verfahrenskombination Klärschlammdesintegration und anaerobe mesophile Schlammstabilisierung. Zu den untersuchten Desintegrationsapparaten und techniken gehören Rührwerkskugelmühle, Ultraschallhomogenisator, Hochdruck-homogenisator, Lysatzentrifuge, thermische Vorbehandlung, Hochleistungspulstechnik, Ozonbehandlung und die Kombination von thermischer Vorbehandlung mit Säuren- bzw. Laugenaufschluss. Zur Verbesserung der für die Auswertungen benötigten Datenbasis wurden labortechnische Untersuchungen zur anaerob mesophilen bzw. zur anaerob thermophilen Überschussschlammstabilisierung sowie zur Verfahrenskombination von Überschussschlammdesintegration mit anaerob mesophiler bzw. anaerob thermophiler Schlammstabilisierung durchgeführt Zur Desintegration wurden eine Rührwerkskugelmühle PE 075 (Fa. Netzsch-Feinmahltechnik), eine Fliehkraftkugelmühle S 100 (Retsch GmbH), ein Ultraschallhomogenisator UP 400S (Fa. Dr. Hielscher GmbH) eingesetzt sowie ein thermischer Aufschluss bei 75 °C und eine Kombination von thermischem Aufschluss bei 75 °C mit anschließender Unterdruckentspannung durchgeführt. Die vorliegende Arbeit beinhaltet eine umfangreiche Bewertung der Verfahrenskombination Überschussschlammdesintegration mit anschließender anaerob mesophiler Schlammstabilisierung. Speziell wurden in diesem Zusammenhang gezielte Untersuchungen zu variierenden Klärschlammqualitäten, Milieubedingungen der anaeroben Stabilisierung (Verweilzeit, Temperatur) und Desintegrationsverfahren (mechanisch, niederthermisch) durchgeführt. Die Auswertungen zeigen, dass die Wirkung dieser Verfahrenskombination maßgeblich durch die anaerobe Abbaubarkeit der Referenzüberschussschlämme bestimmt wird, wobei sich der relative Einfluss der Desintegration mit steigendem Stabilisierungsgrad der Überschussschlämme erhöht. Als Grenze des organischen Abbauverhaltens von desintegrierten Überschussschlämmen kann von einem GV Abbau 59 % bzw. von einem zufuhrspezifischen Biogasanfall von 467 Nl/kg GVZu ausgegangen werden. Die aus der Desintegration resultierende Steigerung des anaeroben Abbauverhaltens von Überschussschlämmen bedingt einen Anstieg der CSBmf- bzw. NH4-N-Prozesswasserbelastung. Für die PO4-P- bzw.- Pges,mf-Anteile des Prozesswassers war kein Zusammenhang nachweisbar. Für die Verfahrenskombination Überschussschlammdesintegration mit anschließender anaerob mesophiler Schlammstabilisierung werden neben dem Einsatz zur Verbesserung des anaeroben Abbauverhaltens von Überschussschlämmen Anwendungsmöglichkeiten zur Sanierung überlasteter Faulbehälter bzw. zur Minimierung notwendiger anaerober Reaktionsvolumina aufgezeigt. Entsprechend der Ergebnisse dieser Arbeit ist durch eine vorgeschaltete Überschussschlammdesintegration eine Verkürzung der anaeroben Stabilisierungszeit von 16 – 24 d auf 7 – 12 d möglich, ohne dass eine Verminderung des organischen Abbaus von Überschussschlämmen toleriert werden muss. Gesonderte Auswertungen befassen sich mit der Wirkung der Desintegration auf die anaerobe Abbaubarkeit der im Überschussschlamm enthaltenen Stoffgruppen Fette, Kohlenhydrate und Eiweiße. Es ist festzustellen, dass das anaerob mesophile Abbauverhalten einzelner im Überschussschlamm gebundener Stoffgruppen infolge einer Vorbehandlung durch Desintegrationsverfahren nicht/oder nur unwesentlich verändert wird. Im weiteren Verlauf der Arbeit wurden Nomogramme zur Prognose des Desintegrations-einflusses auf das anaerob mesophile Abbauverhalten von Überschussschlämmen erarbeitet, die es dem planenden Ingenieur bzw. dem Betriebsingenieur gestatten, die Auswirkungen eines Einsatzes der Kombination von Überschussschlammdesintegration und anaerob mesophiler Stabilisierung zu bewerten. Die Darstellungen ermöglichen eine Spezifizierung nach dem Grad der mechanischen Abwasserbehandlung und des in der biologischen Abwasserbehandlung praktizierten Gesamtschlammalters. Die Prognosemöglichkeiten umfassen den für desintegrierte Überschussschlämme bei der anaerob mesophilen Schlamm-stabilisierung auftretenden GV Abbau, den zufuhrspezifischen Biogasanfall sowie die resultierende CSBmf- und NH4-N-Prozesswasserbelastung. In Abhängigkeit der Verfahrens- und Betriebsführung der Abwasserbehandlung führt die Desintegration im Mittel zu einer maximalen absoluten Veränderung des GV-Abbaus bzw. des zufuhrspezifischen Biogas¬anfalls von Überschussschlämmen von 13 % bzw. 90 l/kg GVZu. Die Spannweiten der CSBmf- bzw. NH4-N-Prozesswasserbelastung betragen 0,5 – 6,5 % bzw. 3,0 – 18,0 % der Frachten des Kläranlagenzulaufes. Die vorliegende Arbeit enthält erstmals Ergebnisse zur Verfahrenskombination Überschussschlammdesintegration mit anschließender anaerob thermophiler Schlammstabilisierung. Gemäß den Versuchsauswertungen werden das anaerobe Abbauverhalten von Überschussschlämmen unter thermophilen Milieubedingungen und die daraus resultierenden Prozess-wasserbelastungen durch eine vorgeschaltete Überschussschlammdesintegration nur unwesentlich beeinflusst. Abschließend ordnet die Arbeit das Leistungsvermögen der Verfahrenskombination Über-schussschlammdesintegration + anaerob mesophile Schlammstabilisierung gegenüber anderen Optimierungsmöglichkeiten der anaeroben Schlammstabilisierung ein. Die Untersuchungen zeigen, dass durch einen Wechsel des Temperaturniveaus der anaeroben Schlammstabilisierung vom mesophilen in den thermophilen Bereich der unter mesophilen Bedingungen erreichbare GV Abbau bzw. zufuhrspezifische Biogasanfall unbehandelter Überschussschlämme ähnlich beeinflusst werden kann, wie es durch die Kombination von Überschussschlammdesintegration und anschließender anaerober mesophiler Schlammstabilisierung möglich ist. Gleichzeitig ist bei der anaerob thermophilen Stabilisierung unbehandelter Überschussschlämme gegenüber der anaerob mesophilen Stabilisierung desintegrierter Überschussschlämme eine höhere Prozesswasserbelastung zu erwarten.

För att kunna möta framtidens striktare reningskrav för avloppsvatten och en ökad belastning på grund av befolkningstillväxt bygger Stockholm Vatten och Avfall (SVOA) om Henriksdals reningsverk inom projektet Stockholms Framtida Avloppsvattenrening (SFA). En av de större förändringarna i det framtida Henriksdals reningsverk är införandet av MBR-teknik, där slam och vatten avskiljs genom membranfiltrering. Separationen medför förändrade egenskaper hos slammet då en större andel av partiklarna kan avskiljas från utgående vatten jämfört med avskiljning från konventionella sedimentationsbassänger. På Hammarby Sjöstadsverk drivs en pilotanläggning där MBR-teknik undersöks inför implementering i framtida Henriksdals reningsverk. Denna studie har undersökt skillnader i mängd partiklar, organiskt innehåll, filtrerbarhet, sedimenteringsegenskaper och förtjockningskapacitet hos överskottslam från MBR-linjen på Hammarby Sjöstadsverk (ÖS-MBR) och Henriksdals reningsverk (ÖS-CAS). Detta för att ge underlag till optimering av framtida slambehandling på Henriksdals reningsverk. Därutöver har massbalans för förtjockningsförsöken beräknats. Resultatet av studien visar att egenskaperna hos ÖS-MBR och ÖS-CAS skiljer sig tydligt för torrsubstans (TS), totalt suspenderade partiklar (TSS) och filtrerbarhet (TTF). Ingen skillnad i slamvolymindex (SVI) kunde verifieras i studien. Efter förtjockning av slammen i en trumsil, med olika polymertillsats, uppvisade ÖS-MBR högre TSS i rejektvattnet än ÖS-CAS. Denna skillnad indikerar att partiklar i ÖS-MBR har mindre benägenhet att binda till polymeren som användes, än partiklar i ÖS-CAS. Det är därför av betydelse att pröva ut rätt typ av polymer vid förtjockning av ÖS-MBR, för att nå målet på en TSS under 1000 mg/L i rejektvattnet. Därtill uppvisade ÖS-MBR högre TS i det förtjockade slammet än ÖS-CAS. Detta skulle kunna indikera att ÖS-MBR är lättare att förtjocka än ÖSCAS, men det kunde dock inte bekräftas av massbalanserna. Slutligen kunde denna studie inte samstämmigt visa på en skillnad i potentialen att förtjocka de båda slammen då fördelningen av partiklar mellan förtjockat slam och rejektvatten varierade i varje försök. Däremot minskade TSS i rejektvattnet med högre dos av polymer medan samma samband inte gällde för TS i det förtjockade slammet där dosen polymer, efter en viss mängd, hade en begränsad påverkan på TS. En viktig aspekt som påverkade förtjockningskapaciteten i denna studie var igensättning av trumsilen. Centrifuger, som kommer att användas i framtida Henriksdals reningsverk, kommer inte uppvisa samma typ av störningar i driften. / To comply with future stricter regulations on treated wastewater and an increasing load on the system due to a growing population, the Stockholm Vatten och Avfall Company (SVOA) is upgrading the Henriksdal wastewater treatment plant within the project Stockholm’s Future Wastewater Treatment (SFA). One of the main changes in the future plant is the introduction of MBR-treatment, where sludge and water will be separated through the use of membranes. This separation will change the composition of the sludge by removing a larger fraction of particles from the effluent than what can be achieved in conventional sedimentation basins. Hammarby Sjöstadsverk operates a pilot plant with a MBR-process, where the technology is evaluated before the implementation in the future Henriksdal wastewater treatment plant. This study examines the difference in the sludge characteristics, i.e. sedimentation, filterability, and the potential for thickening of excess sludge from the MBR-process in Hammarby Sjöstadsverk (ÖS-MBR) and from the activated sludge process in the current Henriksdal wastewater treatment plant (ÖS-CAS). Furthermore, a mass balance and a sensitivity analysis has been used within this study. The study aimed at providing decision support for optimisation of the sludge treatment at the future Henriksdal wastewater treatment plant once the MBR process is implemented. The results of this study show that the characteristics of ÖS-MBR and ÖS-CAS differ considerably in total solids (TS), total suspended solids (TSS) and filterability (TTF). No difference in sludge volume index (SVI) could be verified between the two types of sludges. After thickening in a rotary drum screen with different doses of polymer, the TSS in the reject water was higher for the ÖS-MBR than the ÖS-CAS. This difference indicates that particles in ÖS-MBR are less attracted to the particular thickening polymer used, than the particles in ÖS-CAS. Therefore, it is important to select the correct type of polymer when thickening ÖS-MBR in order to reach the target TSS of 1000 mg/L in the reject water. In addition, the thickened ÖS-MBR showed higher TS than ÖS-CAS. This could indicate that ÖS-MBR would be easier to thicken; however, this is not confirmed by the mass balances. In the end, this study could not conclusively show any trend in the level of thickening between the two types of sludges because the distribution of particles varied in each trial. Nevertheless, while a higher dosage of polymer evidently reduced the TSS in the reject water, the same was not true for the TS in the thickened sludge, which seems to be less affected by the dose of polymer after a certain level. An important consideration in this study was the clogging of the drum screen. However, centrifuges, which will be used in the future Henriksdal wastewater treatment plant, do not have the same operational problems.

Auf Grund der Zielstellungen des Klimaschutzes und den Szenarien der Ressourcenverfügbarkeit sowie der Energiekostenentwicklung wird das Energiemanagement bei der Betriebsführung von Abwasser- und Schlammbehandlungsanlagen an Bedeutung gewinnen, wobei die Maßnahmen des Energiemanagements mit den grundlegenden Zielen der Abwasser- und Schlammbehandlung zu vereinen sind. Zentrale Elemente des Energie-managements stellen die Nutzung eines breiten Energiespektrums und der Einsatz energieeffizienter Betriebsführungen, Techniken und Technologien dar. Eine Möglichkeit betriebstechnischer Optimierungen besteht in der Anwendung der Verfahrenskombination aus Desintegration und anaerober Schlammstabilisierung. Seit 10 – 15 Jahren wurde intensiv auf dem Gebiet der Klärschlammdesintegration geforscht, ohne dass allgemeingültige Aussagen über die Möglichkeiten der Desintegration ermittelt wurden. Anlässlich der dargestellten Sachlage und eigener Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Klärschlammdesintegration entstand die Idee zur vorliegenden Arbeit. Die Arbeit gibt in einer Literaturrecherche einen umfangreichen Überblick vorhandener Untersuchungen zur Verfahrenskombination Klärschlammdesintegration und anaerobe mesophile Schlammstabilisierung. Zu den untersuchten Desintegrationsapparaten und techniken gehören Rührwerkskugelmühle, Ultraschallhomogenisator, Hochdruck-homogenisator, Lysatzentrifuge, thermische Vorbehandlung, Hochleistungspulstechnik, Ozonbehandlung und die Kombination von thermischer Vorbehandlung mit Säuren- bzw. Laugenaufschluss. Zur Verbesserung der für die Auswertungen benötigten Datenbasis wurden labortechnische Untersuchungen zur anaerob mesophilen bzw. zur anaerob thermophilen Überschussschlammstabilisierung sowie zur Verfahrenskombination von Überschussschlammdesintegration mit anaerob mesophiler bzw. anaerob thermophiler Schlammstabilisierung durchgeführt Zur Desintegration wurden eine Rührwerkskugelmühle PE 075 (Fa. Netzsch-Feinmahltechnik), eine Fliehkraftkugelmühle S 100 (Retsch GmbH), ein Ultraschallhomogenisator UP 400S (Fa. Dr. Hielscher GmbH) eingesetzt sowie ein thermischer Aufschluss bei 75 °C und eine Kombination von thermischem Aufschluss bei 75 °C mit anschließender Unterdruckentspannung durchgeführt. Die vorliegende Arbeit beinhaltet eine umfangreiche Bewertung der Verfahrenskombination Überschussschlammdesintegration mit anschließender anaerob mesophiler Schlammstabilisierung. Speziell wurden in diesem Zusammenhang gezielte Untersuchungen zu variierenden Klärschlammqualitäten, Milieubedingungen der anaeroben Stabilisierung (Verweilzeit, Temperatur) und Desintegrationsverfahren (mechanisch, niederthermisch) durchgeführt. Die Auswertungen zeigen, dass die Wirkung dieser Verfahrenskombination maßgeblich durch die anaerobe Abbaubarkeit der Referenzüberschussschlämme bestimmt wird, wobei sich der relative Einfluss der Desintegration mit steigendem Stabilisierungsgrad der Überschussschlämme erhöht. Als Grenze des organischen Abbauverhaltens von desintegrierten Überschussschlämmen kann von einem GV Abbau 59 % bzw. von einem zufuhrspezifischen Biogasanfall von 467 Nl/kg GVZu ausgegangen werden. Die aus der Desintegration resultierende Steigerung des anaeroben Abbauverhaltens von Überschussschlämmen bedingt einen Anstieg der CSBmf- bzw. NH4-N-Prozesswasserbelastung. Für die PO4-P- bzw.- Pges,mf-Anteile des Prozesswassers war kein Zusammenhang nachweisbar. Für die Verfahrenskombination Überschussschlammdesintegration mit anschließender anaerob mesophiler Schlammstabilisierung werden neben dem Einsatz zur Verbesserung des anaeroben Abbauverhaltens von Überschussschlämmen Anwendungsmöglichkeiten zur Sanierung überlasteter Faulbehälter bzw. zur Minimierung notwendiger anaerober Reaktionsvolumina aufgezeigt. Entsprechend der Ergebnisse dieser Arbeit ist durch eine vorgeschaltete Überschussschlammdesintegration eine Verkürzung der anaeroben Stabilisierungszeit von 16 – 24 d auf 7 – 12 d möglich, ohne dass eine Verminderung des organischen Abbaus von Überschussschlämmen toleriert werden muss. Gesonderte Auswertungen befassen sich mit der Wirkung der Desintegration auf die anaerobe Abbaubarkeit der im Überschussschlamm enthaltenen Stoffgruppen Fette, Kohlenhydrate und Eiweiße. Es ist festzustellen, dass das anaerob mesophile Abbauverhalten einzelner im Überschussschlamm gebundener Stoffgruppen infolge einer Vorbehandlung durch Desintegrationsverfahren nicht/oder nur unwesentlich verändert wird. Im weiteren Verlauf der Arbeit wurden Nomogramme zur Prognose des Desintegrations-einflusses auf das anaerob mesophile Abbauverhalten von Überschussschlämmen erarbeitet, die es dem planenden Ingenieur bzw. dem Betriebsingenieur gestatten, die Auswirkungen eines Einsatzes der Kombination von Überschussschlammdesintegration und anaerob mesophiler Stabilisierung zu bewerten. Die Darstellungen ermöglichen eine Spezifizierung nach dem Grad der mechanischen Abwasserbehandlung und des in der biologischen Abwasserbehandlung praktizierten Gesamtschlammalters. Die Prognosemöglichkeiten umfassen den für desintegrierte Überschussschlämme bei der anaerob mesophilen Schlamm-stabilisierung auftretenden GV Abbau, den zufuhrspezifischen Biogasanfall sowie die resultierende CSBmf- und NH4-N-Prozesswasserbelastung. In Abhängigkeit der Verfahrens- und Betriebsführung der Abwasserbehandlung führt die Desintegration im Mittel zu einer maximalen absoluten Veränderung des GV-Abbaus bzw. des zufuhrspezifischen Biogas¬anfalls von Überschussschlämmen von 13 % bzw. 90 l/kg GVZu. Die Spannweiten der CSBmf- bzw. NH4-N-Prozesswasserbelastung betragen 0,5 – 6,5 % bzw. 3,0 – 18,0 % der Frachten des Kläranlagenzulaufes. Die vorliegende Arbeit enthält erstmals Ergebnisse zur Verfahrenskombination Überschussschlammdesintegration mit anschließender anaerob thermophiler Schlammstabilisierung. Gemäß den Versuchsauswertungen werden das anaerobe Abbauverhalten von Überschussschlämmen unter thermophilen Milieubedingungen und die daraus resultierenden Prozess-wasserbelastungen durch eine vorgeschaltete Überschussschlammdesintegration nur unwesentlich beeinflusst. Abschließend ordnet die Arbeit das Leistungsvermögen der Verfahrenskombination Über-schussschlammdesintegration + anaerob mesophile Schlammstabilisierung gegenüber anderen Optimierungsmöglichkeiten der anaeroben Schlammstabilisierung ein. Die Untersuchungen zeigen, dass durch einen Wechsel des Temperaturniveaus der anaeroben Schlammstabilisierung vom mesophilen in den thermophilen Bereich der unter mesophilen Bedingungen erreichbare GV Abbau bzw. zufuhrspezifische Biogasanfall unbehandelter Überschussschlämme ähnlich beeinflusst werden kann, wie es durch die Kombination von Überschussschlammdesintegration und anschließender anaerober mesophiler Schlammstabilisierung möglich ist. Gleichzeitig ist bei der anaerob thermophilen Stabilisierung unbehandelter Überschussschlämme gegenüber der anaerob mesophilen Stabilisierung desintegrierter Überschussschlämme eine höhere Prozesswasserbelastung zu erwarten.

<p>Käppala wastewater treatment plant situated on the island of Lidingö northeast of Stockholm is running a project during 2004 and 2005 with the purpose to map out the capacity of anaerobic digestion in the digesters that treat primary and excess sludge. The purpose of this thesis work, which is part of that project, was to characterize the present anaerobic digestion process and to investigate its capacity to treat other organic wastes such as restaurant waste and waste from water works. To decide the potential of both methane and biogas production from different substrates batch laboratory tests were carried out. To imitate the anaerobic digestion process at Käppala continuous tests with small scale reactors were carried out. These reactors were later fed with restaurant waste.</p><p>The batch laboratory tests showed that primary sludge had a potential biogas and methane production of 0,62 and 0,35 Ndm3/g VS respectively after 40 days of digestion. After 15 to 20 days of digestion (average retention time in the digester at Käppala wastewater treayment plant that treats primary sludge) the biogas production was between 0,55 and 0,60 Ndm3/g VS, which is within the range of the production at the digester that treats the primary sludge. This leads to the conclusion that the digestion of primary sludge is well functioning at the plant.</p><p>Batch laboratory tests showed that excess sludge had a potential biogas and methane production of 0,31 and 0,16 Ndm3/g VS respectively after 40 days of digestion.</p><p>Batch laboratory tests with restaurant waste showed a potential biogas and methane production of 0,81 and 0,38 Ndm3/g VS respectively after 47 days of digestion. This means that the total production of methane gas can increase with 7-8 per cent with an annual load of 3500 tonnes of restaurant waste (estimated amount of available restaurant waste). Tests to imitate transport of restaurant waste with influent wastewater showed that 35-60 per cent of the increase of gas production would be “washed out” if the waste was tranported this way to the plant.</p><p>Batch laboratory tests with waste from water works showed that no gas was produced from this substrate.</p><p>The continuous tests with small scale reactors which were fed with restaurant waste resulted in an increase of biogas production with 12 per cent (corresponding to an annual load of 3500 tonnes of restaurant waste) compared to the present process.</p> / <p>Avloppsreningsverket Käppalaverket på Lidingö driver under år 2004-2005 ett projekt med syftet att kartlägga rötningskapaciteten i den befintliga anläggningen där primär- och överskottsslam behandlas i två rötkammare. Syftet med examensarbetet, som är en del av kartläggningsprojektet, var att karakterisera Käppalaverkets nuvarande rötningsprocess och undersöka processens kapacitet att behandla organiskt avfall i form av restaurangavfall och vatttenverksslam. För att bestämma potentialen hos olika substrat har satsvisa utrötningar genomförts. För att efterlikna processen på Käppalaverket har kontinuerliga försök med små reaktorer bedrivits. Till dessa reaktorer har sedan restaurangavfall tillsats.</p><p>De satsvisa utrötningarna av primärslam visade en potentiell bio- respektive metangasproduktion om 0,62 respektive 0,35 Ndm3/g VS efter 40 dagars utrötning. Efter 15-20 dagars utrötning (som är den genomsnittliga uppehållstiden i Käppalaverkets rötkammare där primärslammet behandlas) var biogasproduktionen mellan 0,55 och 0,60 Ndm3/g VS, vilket är inom samma intervall som vid den verkliga driften av rötkamrarna vid Käppalaverket. Detta betyder att utrötningen av primärslammet fungerar bra vid Käppalaverket.</p><p>De satsvisa utrötningarna av överskottsslammet visade en potentiell bio- respektive metangasproduktion om 0,31 respektive 0,16 Ndm3/g VS efter 40 dagars utrötning.</p><p>För restaurangavfallet visade de satsvisa utrötningarna på en potentiell bio- respektive metangasproduktion om 0,81 respektive 0,38 Ndm3/g VS efter 47 dagars utrötning.</p><p>Detta innebär att den totala metangasproduktionen vid Käppalaverket skulle kunna ökas med 7-8 procent om 3500 ton restaurangavfall skulle tas emot årligen (uppskattad mängd restaurangavfall som finns att tillgå). Försök att efterlikna transport av restaurangavfallet via avloppsledningsnätet visade dock att 35-60 procent av den ökade metangasproduktionen skulle ”tvättas ur” om avfallet fördes till verket via avloppsledningsnätet.</p><p>Försöken med satsvis utrötning av vattenverksslam visade att detta substrat inte bidrar med någon produktion av biogas eller metangas.</p><p>De kontinuerliga försöken med tillsats av restaurangavfall (motsvarande en årlig belastning med 3500 ton) resulterade i en ökning av biogasproduktionen med 12 procent.</p>

Käppala wastewater treatment plant situated on the island of Lidingö northeast of Stockholm is running a project during 2004 and 2005 with the purpose to map out the capacity of anaerobic digestion in the digesters that treat primary and excess sludge. The purpose of this thesis work, which is part of that project, was to characterize the present anaerobic digestion process and to investigate its capacity to treat other organic wastes such as restaurant waste and waste from water works. To decide the potential of both methane and biogas production from different substrates batch laboratory tests were carried out. To imitate the anaerobic digestion process at Käppala continuous tests with small scale reactors were carried out. These reactors were later fed with restaurant waste. The batch laboratory tests showed that primary sludge had a potential biogas and methane production of 0,62 and 0,35 Ndm3/g VS respectively after 40 days of digestion. After 15 to 20 days of digestion (average retention time in the digester at Käppala wastewater treayment plant that treats primary sludge) the biogas production was between 0,55 and 0,60 Ndm3/g VS, which is within the range of the production at the digester that treats the primary sludge. This leads to the conclusion that the digestion of primary sludge is well functioning at the plant. Batch laboratory tests showed that excess sludge had a potential biogas and methane production of 0,31 and 0,16 Ndm3/g VS respectively after 40 days of digestion. Batch laboratory tests with restaurant waste showed a potential biogas and methane production of 0,81 and 0,38 Ndm3/g VS respectively after 47 days of digestion. This means that the total production of methane gas can increase with 7-8 per cent with an annual load of 3500 tonnes of restaurant waste (estimated amount of available restaurant waste). Tests to imitate transport of restaurant waste with influent wastewater showed that 35-60 per cent of the increase of gas production would be “washed out” if the waste was tranported this way to the plant. Batch laboratory tests with waste from water works showed that no gas was produced from this substrate. The continuous tests with small scale reactors which were fed with restaurant waste resulted in an increase of biogas production with 12 per cent (corresponding to an annual load of 3500 tonnes of restaurant waste) compared to the present process. / Avloppsreningsverket Käppalaverket på Lidingö driver under år 2004-2005 ett projekt med syftet att kartlägga rötningskapaciteten i den befintliga anläggningen där primär- och överskottsslam behandlas i två rötkammare. Syftet med examensarbetet, som är en del av kartläggningsprojektet, var att karakterisera Käppalaverkets nuvarande rötningsprocess och undersöka processens kapacitet att behandla organiskt avfall i form av restaurangavfall och vatttenverksslam. För att bestämma potentialen hos olika substrat har satsvisa utrötningar genomförts. För att efterlikna processen på Käppalaverket har kontinuerliga försök med små reaktorer bedrivits. Till dessa reaktorer har sedan restaurangavfall tillsats. De satsvisa utrötningarna av primärslam visade en potentiell bio- respektive metangasproduktion om 0,62 respektive 0,35 Ndm3/g VS efter 40 dagars utrötning. Efter 15-20 dagars utrötning (som är den genomsnittliga uppehållstiden i Käppalaverkets rötkammare där primärslammet behandlas) var biogasproduktionen mellan 0,55 och 0,60 Ndm3/g VS, vilket är inom samma intervall som vid den verkliga driften av rötkamrarna vid Käppalaverket. Detta betyder att utrötningen av primärslammet fungerar bra vid Käppalaverket. De satsvisa utrötningarna av överskottsslammet visade en potentiell bio- respektive metangasproduktion om 0,31 respektive 0,16 Ndm3/g VS efter 40 dagars utrötning. För restaurangavfallet visade de satsvisa utrötningarna på en potentiell bio- respektive metangasproduktion om 0,81 respektive 0,38 Ndm3/g VS efter 47 dagars utrötning. Detta innebär att den totala metangasproduktionen vid Käppalaverket skulle kunna ökas med 7-8 procent om 3500 ton restaurangavfall skulle tas emot årligen (uppskattad mängd restaurangavfall som finns att tillgå). Försök att efterlikna transport av restaurangavfallet via avloppsledningsnätet visade dock att 35-60 procent av den ökade metangasproduktionen skulle ”tvättas ur” om avfallet fördes till verket via avloppsledningsnätet. Försöken med satsvis utrötning av vattenverksslam visade att detta substrat inte bidrar med någon produktion av biogas eller metangas. De kontinuerliga försöken med tillsats av restaurangavfall (motsvarande en årlig belastning med 3500 ton) resulterade i en ökning av biogasproduktionen med 12 procent.