Termofil efterrötning av avloppsslam – En pilotstudie Magnus Philipson Genom naturvårdsverkets förslag till ny slamförordning är sannolikheten stor att det inom en snar framtid kommer att införas krav på hygienisering av det avloppsslam som produceras vid Sveriges reningsverk. Idag är hygienisering ett frivilligt åtagande som i praktiken mest tillämpas i de fall där avloppsslam är avsett att sprids på produktiv mark inom ramen för slamcertifieringssystemet REVAQ. I Naturvårdsverkets förslag till ny slamförordning föreslås termofil rötning vid 55 °C med en garanterad exponeringstid på 6 timmar vara en godkänd hygieniseringmetod. Vid Uppsalas avloppsreningsverk, Kungsängsverket som drivs och förvaltas av Uppsala Vatten och Avfall AB, finns i dagsläget inget hygieniseringssteg i processen, där slammet rötas mesofilt vid 37 °C och sedan avvattnas med dekantercentrifuger. En utredning utförd av en extern konsult har visat att konventionell hygienisering via pastörisering skulle vara mycket kostsam energimässigt. Om det skulle föreligga en praktisk möjlighet att hygienisera slammet via termofil efterrötning skulle detta kunna utgöra ett betydligt billigare alternativ genom ökad gasproduktion och minskade slammängder.Huvudsyftet med detta examensarbete var att undersöka möjligheten att hygienisera slam från Kungsängsverket via termofil efterrötning vid 55 °C. Arbetet utfördes genom pilotförsök under 15 veckor med två rötkammare om 35 liter vardera som matades med förtjockat mesofilt rötat slam från Kungsängsverket. Driften av den termofila efterrötningsanläggningen utvärderades genom dokumentering av driftparametrarna ammoniumkväve, pH, flyktiga fettsyror (VFA), totalalkalinitet, bikarbonatalkalinitet och utrötningsgrad samt mätning av gasproduktion och gaskvalitet. Avvattningsegenskaperna för det termofilt efterrötade slammet undersöktes med hjälp av CST-analys (Capillary Suction Time). Baserat på extrapolerade data från de genomförda försöken gjordes också en översiktlig energibalans för ett fullskaligt efterrötningssystem på Kungsängsverket.Driftresultaten visar att termofil efterrötning av mesofilt rötat avloppsslam är genomförbar och ger både ökad gasproduktion och utrötningsgrad. Rötningsprocesserna fortgick trots höga pH och ammoniumhalter. Resultaten visar att en gasproduktion motsvarande 190 liter per kg inmatad organisk substans (VS) är möjlig, vilket extrapolerat till fullskala skulle innebära en ökning av Kungsängsverkets totala biogasproduktion med omkring 20 %. Utrötningsgraden var mellan 15 och 20 % av inmatad VS. CST-analyserna visar dock att slammets avvattningsegenskaper försämras kraftigt av termofil efterrötning. Energibalansberäkningarna visar att termofil efterrötning kan vara ett energimässigt lönsamt hygieniseringsalternativ förutsatt att den är genomförbar i fullskala. Genomförbarheten är beroende av att slammet går att avvattna i rimlig utsträckning. Möjligheterna att avvattna slammet bör alltså undersökas vidare för att utröna ifall processen kan implementeras i fullskala. Detta arbete ingår som en första del av ett större forskningsprojekt, Svenskt Vatten Utveckling 12-118, där ett större processupplägg för slambehandling med förtjockning, termofil efterrötning, luftning och tillsats av oxidationsmedel kommer att utvärderas. / Thermophilic Post-Digestion of Sewage Sludge – A Pilot Study Magnus Philipson Due to a new sludge regulation proposed by the Swedish Environmental Protection Agency (EPA) it is likely that sewage sludge produced at Swedish municipal sewage treatment plants has to be sanitized in the near future. In the Swedish EPA’s proposed new sludge regulation thermophilic digestion at 55 °C with 6 hour guaranteed exposure time is suggested an authorized sanitation method. At the sewage treatment plant in Uppsala, Kungsängsverket managed by Uppsala Vatten och Avfall AB, the process has got no sanitation step at present. The sludge is mesophilically digested at 37 °C and dehydrated with decanter centrifuges. An investigation conducted by an external consultant has shown that conventional sanitation through pasteurization would be very costly in terms of energy consumption. If the sludge could be sanitized via thermophilic anaerobic digestion this could be a much cheaper option due to increased gas production and reduced sludge volumes.The main aim of this thesis was to investigate the possibility to sanitize sludge from Kungängsverket via thermophilic post-digestion at 55 ° C. The work was carried out through pilot tests during 15 weeks with two digesters of 35 liters each fed with thickened mesophilically digested sludge from Kungsängsverket. The operation of the thermophilic post-digestion plant was evaluated by documenting the parameters ammonium nitrogen, pH, Volatile Fatty Acids (VFA), total alkalinity, bicarbonate alkalinity and degree of digestion as well as measurement of gas production and gas quality. The dewatering of the thermophilically post-digested sludge was investigated using a Capillary Suction Timer (CST- analysis). Based on extrapolated data from the experiments an energy balance for a full-scale post-digestion system at Kungsängsverket was made.Results show that thermophilic post-digestion of mesophilically digested sewage sludge is feasible and provides both increased gas production as well as increased degree of decomposition. It was shown that the anaerobic digestion processes proceeded despite high pH and high concentrations of ammonia.The resulting gas production were equivalent of 190 liters per kg volatile solids (VS) fed which extrapolated to full scale would mean an increase of the total biogas production at Kungsängsverket by about 20%. The degree of digestion was between 15 and 20% of input VS. CST-analyzes shows that the sludge dewatering properties is degraded by thermophilic post-digestion. Energy calculations show that thermophilic post-digestion can be a profitable method, given that it is feasible in full scale. It has to be stressed that the feasibility is dependent on fair dewatering properties. This has to be further investigated to determine whether the process can be implemented in full scale or not. This work is a first part of a larger project, SVU 12-118, where a larger set-up for sludge treatment through thickening, thermophilic post-digestion, aeration and addition of oxidizing agents will be evaluated.

During the 19-century a global warming has been observed, which includes increases in global air and ocean temperatures, widespread melting of ice and snow, and rising global sea level. There is a clear connection between emissions of greenhouse gases caused by the human and the increase in temperature. Climatic changes caused by global warming can be stopped trough decreased emission of fossil fuels, for example by an increased use of biogas. Biogas is a renewable energy source which is produced through anaerobic (oxygen free) digestion of organic material. The gas is a mixture of methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) and can be among others used as fuel in vehicles. Greengas is biogas produced from grains. The aim with this master’s thesis was to investigate a two-stage process for digestion of a rest by product from ethanol production, called drankvatten. Laboratory experiments were carried out with two process sets, each with two continues stirred tank reactors (CSTR). The process consisted of a thermophilic (55ºC) reactor as the first step in which the substrate was added. Afterwards there was a mesophilic (38ºC) second reactor in which the material from the first reactor was further degraded to produce more gas. The results were intended to be used for an assessment of whether a two-stage process is more efficient then a single-stage process in a full-scale production facility. One of the reasons to have a thermophilic first reactor is that the material has an average temperature around 80 ºC when it arrives to the facility today. It was proved that a two-stage process with this type of substrate generated a higher gas production but the improvements weren’t big enough to motivate a reconstruction of the facility into a two-stage process. The thermophilic process was stable with a retention time of 15 days and a loading rate of 6 g VS/(l•dygn). This retention time was the shortest which was achieved during that loading rate. During earlier mesophilic experiments a higher loading rate was achieved however the used retention time was longer. On the basis of this work no conclusions could be drawn whether a thermophilic process could withstand a higher loading rate then a mesophilic one. Longer adaptation times is probably needed to reach higher loading rates. In this work it also has been studied if it’s necessary to have continues mixing in the biogas reactors. The conclusion of this experiment is that continues mixing isn’t necessary, which results in less mixing and in that way less energy costs.

<p>During the 19-century a global warming has been observed, which includes increases in global air and ocean temperatures, widespread melting of ice and snow, and rising global sea level. There is a clear connection between emissions of greenhouse gases caused by the human and the increase in temperature. Climatic changes caused by global warming can be stopped trough decreased emission of fossil fuels, for example by an increased use of biogas. Biogas is a renewable energy source which is produced through anaerobic (oxygen free) digestion of organic material. The gas is a mixture of methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) and can be among others used as fuel in vehicles. Greengas is biogas produced from grains.</p><p>The aim with this master’s thesis was to investigate a two-stage process for digestion of a rest by product from ethanol production, called drankvatten. Laboratory experiments were carried out with two process sets, each with two continues stirred tank reactors (CSTR). The process consisted of a thermophilic (55ºC) reactor as the first step in which the substrate was added. Afterwards there was a mesophilic (38ºC) second reactor in which the material from the first reactor was further degraded to produce more gas. The results were intended to be used for an assessment of whether a two-stage process is more efficient then a single-stage process in a full-scale production facility. One of the reasons to have a thermophilic first reactor is that the material has an average temperature around 80 ºC when it arrives to the facility today.</p><p>It was proved that a two-stage process with this type of substrate generated a higher gas production but the improvements weren’t big enough to motivate a reconstruction of the facility into a two-stage process. The thermophilic process was stable with a retention time of 15 days and a loading rate of 6 g VS/(l•dygn). This retention time was the shortest which was achieved during that loading rate. During earlier mesophilic experiments a higher loading rate was achieved however the used retention time was longer. On the basis of this work no conclusions could be drawn whether a thermophilic process could withstand a higher loading rate then a mesophilic one. Longer adaptation times is probably needed to reach higher loading rates. In this work it also has been studied if it’s necessary to have continues mixing in the biogas reactors. The conclusion of this experiment is that continues mixing isn’t necessary, which results in less mixing and in that way less energy costs.</p>

<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.

I framtiden kommer belastning på Henriksdals avloppsreningsverk fördubblas, vilket innebär en ökning av antalet personer som bekännas, från cirka 800 000 till 1,6 miljoner. Hygienkravet på slam kommer även att bli striktare. Rötningsprocessen i Henriksdal reningsverk sker idag på mesofil drift (37°C), men det planeras att omställa processen till termofil drift (55°C). Denna omställning studerades i detalj på Hammarby Sjöstadsverkets pilotanläggning. Innan omställningen, skedde ett försök med mesofil drift. Resultatet från denna period användes som referens.  Experimentet skedde med en fem kubikmeter reaktor och temperaturen ökades successivt från 37 till 55 °C under tre veckors tid. Parametrar som studerades var torrsubstanshalt, glödförlust, flyktiga fettsyror, alkalinitet, pH, ammoniumkväve, gassammansättningen  (𝐶𝐻4, 𝐶𝑂2, 𝐻2𝑆), teoretiska biogasproduktion, specifika biogasproduktion och specifika metanproduktion.  Omställningsprocessen var relativt stabil under de första tre dagarna. När temperaturen nådde 46 °C kollapsade metanbildande mikroorganismer. Detta detekterades genom att VFA-halten accelererade till 2736 [mg/l], pH-värde sänktes från 7,1 till 6,7 och metanutbytet försämrades med ett minimalt värde på 37 %. Koldioxidhalten ökade som följd av temperaturhöjningen och pH minskningen. Alkaliniteten var relativt stabil, men minskades från 2210 [mg/l] till 1120 [mg/l]. Under processen varierade organiska belastningen (OLR) mellan 0 och 3,84 [kgVS/ m3, d] och utrötningsgraden var mellan -47,5 % och 71,2 %. FAN-halten och svavelvätekoncentrationen ökade under omställningen men nådde aldrig de toxiska haltnivåerna som rapporteras i litteraturen. Processen började stabilisera sig efter en vecka efter att temperaturen nådde 55,0 °C och omställningen var lyckad.  Käppala avloppsreningsverk genomförde en omställning på sin pilotanläggning. Omställningsstrategin var annorlunda jämfört med försöket på Hammarby Sjöstadsverkets pilotanläggning. Käppala minskade sin OLR till 1,5 [kgVS/ m3, d] innan omställningen men ökade successivt senare i försöket. Driftstopp uppstod i Käppalas omställningen. Problem som uppstod under Käppalas omställning var: enorm ökning av VFA, låg biogasproduktion och dålig biogassammansättning. På grund av detta, rekommenderas att omställa Henriksdals rötkammaren med samma strategi som försöket på Hammarby Sjöstadsverkets pilotanläggning. / In the future, the load on the Henriksdal water treatment plant will double, which means an increase serving from about 800,000 people to 1.6 million people. The hygiene requirements for sludge will also become stricter. The digestion process in Henriksdal Wastewater treatment plant is currently mesophilic (37 °C) but the plans is to convert the process to thermophilic (55 °C). This conversion was studied in detail at the Hammarby Sjöstadsverk pilot plant. Prior to the conversion, a trial with mesophilic operation took place. The results of this trial were used as a reference.  The experiment took place with a five cubic meter reactor and the temperature was gradually increased from 37 °C to 55 °C with a slightly larger increase at the beginning. The experiment took place over a period of three weeks. Parameters studied were total solids, volatile solids, volatile fatty acids, alkalinity, pH, ammonium nitrogen and gas composition (𝐶𝐻4, 𝐶𝑂2, 𝐻2𝑆).  The conversion process was relatively stable during the first three days. When the temperature reached 46 °C, methane-forming microorganisms collapsed. This was detected by the increasing VFA concentration to 2736 [mg/l], pH dropped from 7.1 to 6.7, and methane exchange deteriorated with a minimum of 37 %. The carbon dioxide content increased as a result of the increase in temperature and the decrease in pH. Process alkalinity was relatively strong during the conversion but decreased from 2210 [mg/l] to a minimum of 1120 [mg/l]. This is because of the decomposition of VFA consumes the alkalinity. During the process, the organic loading rate (OLR) varied between 0 and 3.84 [kgVS/ m3, d] and the organic destruction efficiency was between -47.5% and 71.2%. This is due to the fact that the sludge quality (TS and VS) and flows varied greatly during the conversion. The FAN concentration and hydrogen sulfide concentration increased during the conversion but never reached the toxic levels reported in the literature. The process started to stabilize one week after the temperature reached 55.0 °C and the conversion was successful.  Käppala wastewater treatment plant experimented a conversion at its pilot plant. The conversion strategy was different compared to the experiment at Hammarby Sjöstadsverket's pilot plant. Käppala reduced its OLR to 1.5 [kgVS/ m3, d] before the conversion but gradually increased it later in the experiment. Stop of feeding also occurred during the Käppala conversion. Problems encountered during the Käppala conversion were huge increase in VFA, low biogas production and poor biogas composition. Because of this, it is recommended to convert the Henriksdal digester using the same strategy as the trial at the Hammarby Sjöstadsverk pilot plant.

Vid framställning av papper och pappersmassa krävs en stor mängd energi och även stora mängder vatten som med fördel tas från en närliggande sjö eller vattendrag. Avloppsvattnet passerar flera olika reningssteg såsom mekanisk, kemisk och biologisk rening innan det återinförs till recipienten. Vid aerob biologisk rening sker en nedbrytning och oxidation av det organiska materialet som utförs av mikroorganismer. Aeroba mikroorganismer kräver närvaro av syre varvid luft tillsätts till dammen. Luftningen utgör drygt hälften av det externa reningsverkets totala energibehov och försvåras av extraktivämnen som finns i träden. Vid Stora Enso Skoghalls bruk används en luftad damm som biologisk rening. Det finns problem med att få syret att räcka till i hela dammen. Om ett försteg placeras innan dammen skulle detta kunna bryta ned en del av de syreförbrukande ämnena. Förstegets utformning skulle vara en MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) innehållande bärare där termofila bakterier bildar biofilm. Två olika försöksuppställningar byggdes upp i ett laboratorium på Karlstads Universitet innehållande MBBR och luftade dammar. De luftade dammarna skulle likna Skoghalls bruks luftade damm med samma uppehållstid och innehålla samma sorts mikroorganismer. Processvattnet hämtades från Skoghalls bruk och pumpades kontinuerligt in till försöksuppställningarna. Vattnet togs från två olika ställen på bruket och innehöll dels CTMP och dels CTMP blandat med vatten från blekeriet och indunstningen. För utvärderingar av försöken utfördes analyser av COD, TOC, SÄ, SVI, ytspänning, extraktivämnen samt mikroskopering. Resultatet uppvisade en relativt jämn COD-och TOC-reduktion för de luftade dammarna på runt 70 %, vilket är jämförbara värden med Skoghalls bruks luftade damm. För det termofila MBBR-försteget med temperaturen 45 °C uppvisades en reduktionskapacitet på 30 – 40 %. Resultatet vid körning med vatten innehållande endast CTMP påvisades en reduktion på 30 %. Mätning av ytspänning och extraktivämnen ger en indikation på om syresättningen av avloppsvattnet kan bli effektivare. Det visade sig att biofilmen i de termofila stegen är mycket känslig och relativt enkel att slå ut om förhållandena för de termofila bakterierna inte är optimala eller om inkommande vatten innehåller någon giftig substans. Bioslammet i samtliga luftade dammar bestod av både bakterier, protozoer och metazoer. I referensdammen uppvisades stora och kompakta flockar medan det för dammarna som föregicks av termofila MBBR påvisade mindre slam och mindre kompakta flockar. För dammen innehållande endast CTMP påvisades förutom att flockarna var små även flytslam och skumproblem. / The production of pulp and paper requires a large amount of energy and also large amounts of water which, by advantage, can be taken from a nearby lake or river. The wastewater passes through several different purification steps, such as mechanical, chemical and biological treatment before being reintroduced to the recipient. During aerobic biological treatment, a degradation and oxidation of the organic material occurs and is performed by microorganisms which require oxygen. Aeration consumes about half of the external plant's total energy and is aggravated by extractives present in the trees. At Stora Enso Skoghall mill an aerated pond is used as biological treatment, but there are troubles to get the oxygen to last for the entire pond. If a pre-treatment is placed before the pond this would be able to reduce the substances which demands oxygen. The implementation of the pre-treatment would be a MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) containing carriers and where thermophilic bacteria form biofilms. The experimental setups were built up in a laboratory at the University of Karlstad. The aerated ponds would resemble the aerated pond at Skoghall mill, with an identical retention time and contain equivalent microorganisms. The wastewater was continuously pumped into the experimental setups and was received from Skoghall mill and contained only CTMP water and CTMP mixed with water from the bleach plant and evaporation plant. As evaluation of the experiments analyzes of COD, TOC, SS, SVI, surface tension, extractives and microscopy were done. The results showed a relatively uniform COD and TOC reduction for the aerated ponds at around 70 %, which is comparable with the real pond at Skoghall mill. For the thermophilic MBBR with a temperature of 45° C and with probe 10-water, a capacity of reduction at 30 - 40% was noticed. The result with water containing only CTMP showed a reduction of 30%. Measurements of surface tension and extractives show if the concentration of extractives is decreasing in the thermophilic pre-treatments and also in the aerated ponds, which indicates a more effective oxygenation of the water. It was also found that the biofilm in the thermophilic stages are very sensitive and relatively easy to decimate if the conditions for the thermophilic bacteria are not optimal or if the incoming water contains any toxic substance. The sludge in all aerated ponds consisted of bacteria, protozoa and metazoa. The reference pond showed large and dense flocks while for the ponds that were preceded by thermophilic MBBR indicated less sludge and less dense flocks. For pond containing CTMP-water the flocks were small, but in addition, floating sludge was detected and foam problems arose.

Driftdata från More Biogas anläggning i Kalmar har sammanställts och analyserats för att föreslå förbättringar i sammansättningen av den inkommande substratmixen för att öka gasproduktionen. C/N kvoten för den inkommande substratmixen är låg då en optimal C/N kvot är mellan 20 till 30. För att få upp den totala C/N kvoten till 15 behövs 27 ton halm i månaden tillsättas och 80 ton för att få upp den till 20. Det är även bra att tillsätta halm från ströbädd eller hönsgödsel som har en hög TS-halt eftersom det finns möjlighet till en ökad VS-belastning i processen.Slakteriavfall gav en positiv effekt på gasproduktionen och efter en jämförselse av två tidsperioder gav resultatet att gasproduktionen ökade med en MWh per ton TS av tillsatt slakteriavfall.Det finns inget tecken på att processen är hämmad av de inhiberande parametrarna eftersom inte gasproduktionen minskade de månader då de inhiberande parametrarna var högre.

In this thesis the methane gas potential of three different substrates, two algaes Saccharina latissima and Laminaria digitata and biosludge mixed with paper fiber was studied. This was done by batch experiments in a laboratory environment to examine the gas production and composition of the produced gas. Biogas production is a complex anaerobic digestion process in which various microorganisms decompose the substrate in steps and at the end produce biogas and a residue. Many factors affect the production of gas, for example the substrate content, temperature and pH in the digester. The analysis of methane potential were divided into two experiments. In experiment 1 substrates were digested along with inoculum from Växjö waste water treatment plant in a temperature of about 37 ˚C. In experiment 2 substrates were digested along with inoculum from Kalmar Biogas AB at about 52 ˚C. Both experiments contained 15 bottles each with three replicates for each substrate: only inoculum, inoculum + Algae 1 (Saccharina latissima), inoculum + Algae 2 (Laminaria digitata), inoculum + Paper (biosolids mixed with paper fiber), inoculum + Reference (Cellulose). The inoculum and the reference were running to assess the quality of the inoculum. Mixtures between the inoculum and the substrate was first set to 5:1 and then 4:1, based on the material's VS-concentration. All experiments went on until gas production was minimal. For experiment 1 ,with the ratio of 5:1, the end results of the accumulated methane for Algae 1, Algae 2, Paper and Reference were 315, 313, 88 and 381 Nml CH4/g VS substrate respetively. The batch with inoculum + Paper was ended after seven days because the difference between inoculum + Paper and only inoculum was small. In experiment 1, with a ratio of 4:1, inoculum + Reference and inoculum batches were not prepared mainly because of lack of space.The batch with only inoculum was assumed to give the same results as in experiment 1, with the ratio of 5:1. The end results of the accumulated methane for Algae 1, Algae 2 and Paper were: 199, 214 and 41 Nml/g VS substrate repectively For experiment 2, with the ratio of 5:1, the end results of accumulated methane for Algae 1, Algae 2, Paper and Reference were: 191, 183, 33, 243 Nml/g VS substrate respectively In experiment 2, with the ratio 4:1, the end result of accumulated methane for Algae 1, Algea 2, Paper and Reference were: 288, 179, 18, 337 Nml/g VS substrate respectively. / I detta examensarbete studerades metanpotentialen för algerna Saccharina latissima, Laminaria digitata samt bioslam blandat med pappersfiber. Detta gjordes i satsvisa försök i laboratoriemiljö där gasproduktionen och sammansättning av den producerade gasen undersöktes. Biogasproduktion sker i en anaerob rötningsprocess och är ett komplext förlopp där olika mikroorganismer sönderdelar substratet i flera steg för att slutligen bilda biogas samt en rötrest. Många faktorer så som substratets kemiska innehåll, temperatur och pH i rötkammaren påverkar produktionen av biogas. Analysen av metanpotential delades in i två försök. I försök 1 rötades substraten tillsammans med ymp från Växjö avloppsreningsverk vid en temperatur på cirka 37 ˚C. I försök 2 rötades substraten tillsammans med ymp från Kalmar Biogas AB vid cirka 52˚C. Båda försöken bestod av 15 stycken flaskor vardera med tre replikat för varje exmperiment: endast ymp, ymp + Alg 1 (Saccharina latissima), ymp + Alg 2 (Laminaria digitata), ymp + Papper (bioslam blandad med papperfiber) samt ymp + Referens (Cellulosa). Ymp och referenssubstratet kördes för att bedöma ympens kvalitet. Blandningar mellan ymp och substrat valdes först till 5:1 och därefter till 4:1, baserat på materialens VS-halter. Alla försök pågick tills gasproduktionen var minimal. För försök 1 med kvot 5:1 var slutresultatet av den ackumulerande metanmängden för Alg 1, Alg 2, Papper respektive Referens 315, 313, 88 respektivt 381 Nml/g VS substrat. Försöket med papper avslutades redan efter sju dagar eftersom skillnaden i metanmängd mellan flaskorna med ymp + Papper samt flaskor endast ymp var mycket liten. I försök 1 med kvot 4:1 rötades inte referenssubstratet och endast ymp främst på grund av platsbrist. Här antogs istället att endast ymp skulle ge samma resultat som i föregående försök med mesofil temperatur. Slutresultatet för försök 1 med kvot 4:1 blev 199, 214 samt 41 Nml CH4/g VS substrat för Alg 1, Alg 2 samt Papper. För försök 2 med kvoten 5:1 blev slutresultaten (den ackumulerade metanmängden) för Alg 1, Alg 2, Papper respektive Referens 191, 183, 33 respektive 243 Nml/g VS substrat. I försök 2 med kvoten 4:1 blev slutresultaten för Alg 1, Alg 2, Papper respektive Referens 288, 179, 18 respektive 337 Nml CH4/g VS substrat.

Avloppsslam innehåller näringsämnen, som bör återföras till naturen för att skapa ett så kallat näringskretslopp. Genom att optimera hygieniseringen av avloppsslam med effektivare behandlingsmetod kan avloppsslam bli mer lämpligt att avsättas ur ett bättre ekonomiskt- och miljömässigt perspektiv. Syftet med arbetet var att undersöka och bedöma om effektiviseringav befintlig slambehandling är möjlig för att uppnå tillräcklig hygienisering. Utifrån den effektiviserade slambehandlingsmetoden utreda möjliga avsättningsalternativ som lämpar sig bäst för avloppsslammet i Avesta kommun. En litteraturöversikt utfördes för att öka kunskapen och förståelsen av avloppsslam, desshantering och avsättning. Fallstudien är utformad med kvalitativ metod och informationen har inhämtats från vetenskapliga artiklar, myndigheter, rapporter, examensarbeten och personligkontakt som komplement för att erhålla en god förståelse. Uppgradering av mesofil rötning av avloppsslam vid 37 °C till termofil rötning, 55 °C – 65 °C innebär förhöjd temperatur; det kräver mer energi och ökade energikostnader. Komponenter av den mesofila rötningsprocessen kommer att behöva uppgraderas eller bytas ut och därför tillkommer extra kostnader som också behöver ses över. Fördelarna med termofil rötning inkluderar kortvariga uppehållstider, mindre rötkammare och slammet blir tillräckligt hygieniserat. Ett framtidsscenario är framtaget utifrån effektiviserad slambehandling där två avsättningsalternativ är mest lämpliga för avloppsslammet i Avesta kommun. Gödsel till produktiv mark är ett av de föreslagna alternativ som tillåter fosforn återvinnas och återanvändas. Om inte termofil rötning som effektivisering hade erhållit tillräcklig hygienisering borde andra komplementerande processer ha införts, exempelvis komposteringstrumma eller pastörisering. En fullständig kostnadsjämförelse mellan befintlig slambehandlingsmetod och mer effektiviserad slambehandlingsmetod är dock nästan omöjlig att utföra då alla kostnader beror på val av komponenter och faktorer. Denna fallstudie bidrar med ett underlag som kan ge större möjligheter för Avesta Vatten och Avfall AB att välja den mest lämpliga avsättningen för avloppsslammet i Avesta kommun i framtiden. / Sewage sludge contains nutrients, which should be returned to nature to create a so-called nutrient circulation. By optimizing sanitisation of sewage sludge with effective treatment methods, sewage sludge can be more appropriately disposed from a better economic- and environmental perspective. The aim of this work was to investigate and judge the efficiency of existing sludge treatment is possible to achieve a sufficent sanitation. Based on the streamlined sludge treatment method investigate the disposal options that is best suited for sewage sludge in Avesta town. A literature review was conducted to increase the knowledge and understanding of sewage sludge, its treatment and disposal. The case study is formed with qualitative method and information which has been collected from the scientific articles, authorities, reports, theses and personal contact as a complement to obtain a good understanding. Upgrading of mesophilic digestion of sludge at 37 ° C to thermophilic digestion at 55 ° C - 65 ° C means increased temperature; this requires more energy and hence increases energy costs. Components of the mesophilic digestion process need to be upgraded or replaced and therefore additional costs should also be considered. The advantages of the thermophilic digestion include short residence time, smaller digester and sludge becomes sufficiently disinfected. A future scenario is developed based on more efficient sludge treatment where two disposal options are most appropriate for the sewage sludge in Avesta town. Returning digestate to productive land is one of those suggested alternatives that allows phosphorus to be recovered and recycled. If not thermophilic digestion as streamlining is not effective enough for sufficient sludge sanitation, other complementary processes have to be introduced, for instance, composting drum or pasteurization. A full cost comparison between the existing sludge treatment and more efficient sludge treatment method is, however, almost impossible to be performed when all costs depend on the choice of components, factors and so on. This case study contributes with first-hand information that can provide greater opportunities for Avesta Vatten och Avfall AB to select the most appropriate options for sewage sludge disposal in Avesta town in the future.