The world’s growing need for energy together with a desire to ward off the worst consequences of global climate change has resulted in a never seen desire to invest resources in renewable energy sources. Biogas production through anaerobic digestion is one of those growing energy sources. In Sweden there are over two hundred plants that uses this biological process to break down organic substances while producing carbon dioxide and the energy-rich gas methane. This master’s thesis has focused on development of the mixture of different organic substances that is treated at a specific plant, namely Mosserud biogas plant. Located a couple of kilometers west of the city of Karlskoga it has good possibilities to treat material from a big geographic area. Today the plant mainly treats organic fraction of municipality solid waste, cattle manure and ley crops. The study is based partly on a survey of what substrates are accessible in the region and if they are feasible to treat at the plant in both a practical and theoretical sense. This part of the study resulted in a new potential waste amount of 6 000 tonnes per year which is almost 10 % of what the plant is built to treat. Slaughterhouse waste from Närke slakteri is one of the most promising waste fractions as it has high methane potential while the cost for transportation is relatively low. Packaged food waste from supermarkets may contribute with additional waste amounts if not the competition from waste incineration plants is too big. The second part of the study consisted of a laboratory scale digestion experiment at Karlstad University whose goal was to evaluate what consequences an altered substrate mixture has on methane production and process stability. Due to neglible amounts of new kinds of waste in the mapping survey no single waste could change the overall substrate mixture. Therefore a change in the original substrate mixture was made so that more food waste and less ley crop and manure are digested. This may lead to process failure due to VFA accumulation because of a higher food waste/manure-ratio (from 2 to 5). No accumulation of organic acids could be detected which may have resulted in a pH- drop followed by a restricted methane production. This doesn’t necessarily mean that there won’t be any problem in the full-scale biogas plant, due to a higher organic loading applied there. The methane production was 0,385 Nm3/kgVS/day and 0,352 Nm3/kgVS/day in the two substrate mixtures and the difference could be explained by a higher amount of food waste, which is the substrate with the highest methane potential, in one of the mixtures. / Världens växande behov av energi tillsammans med en önskan om att avvärja de värsta konsekvenserna av rådande klimatförändringar gör att det idag satsas mer resurser än någonsin på förnyelsebara energislag. Biogasproduktion via anaerob nedbrytning är en av dessa växande energislag. I Sverige finns över två hundra anläggningar som utnyttjar denna biologiska process för att bryta ned organiskt material samtidigt som koldioxid och den energirika gasen metan bildas. Detta examensarbete har fokuserat på att utveckla den mix av organiskt material som behandlas vid en specifik sådan anläggning, nämligen Mosseruds biogasanläggning. Belägen några km väster om Karlskoga har den ett bra läge för att kunna ta emot material inom ett stort geografiskt område. Idag behandlas i huvudsak insamlat matavfall, nötflytgödsel och vallgröda. Studien baseras delvis på en kartläggning över vilka material/substrat som finns i regionen och huruvida de skulle kunna vara teoretiskt och praktiskt möjliga att ta emot vid anläggningen. Denna del resulterade i en potentiell ny avfallsmängd i storleksordningen 6 000 ton per år vilket är nästan 10 % av vad anläggningen är dimensionerad för att behandla. Slakteriavfall från Närke slakteri sticker ut som ett synnerligen lämpligt substrat då denna typ av avfall ger mycket metan i förhållande till transportkostnaden. Ytterligare avfallsmängder i form av förpackat matavfall från livsmedelsbutiker kan vara aktuellt, om inte konkurrensen med förbränningsanläggningar är för stor. Den andra delen av examensarbetet bestod i ett rötningsförsök vid Karlstads universitet vars mål var att rent praktiskt se vilka konsekvenser en förändrad substratmix har på metanproduktion och processtabilitet. Substratkartläggningen fann inte något enskilt avfall vars volym signifikant kunde förända den substratmix som idag praktiseras. Efter samråd med driftledningen vid biogasanläggningen togs istället en ny substratmix fram som innebär en omfördelning av substraten som rötas vid anläggningen. Omfördelningen innebär en minskad andel vallgröda och gödsel vilket teoretiskt sett skulle kunna leda till processtörningar som en följd av en ackumulation av organiska syror. Resultatet visade dock att trots ett ökat matavfall/gödsel-förhållande från 2 till 5 sker ingen mätbar ackumulation av organiska syror vilket i förlängningen skulle kunna leda till en pH-sänkning och efterföljande minskad metanproduktion. Detta betyder inte nödvändigtvis att det i fullskaleanläggningen är en lika säker process då en högre organisk belastning kan ge de ovan nämnda driftstörningarna. Den specifika metanproduktionen blev 0,385 Nm3/kgVS/dag och 0,352 Nm3/kgVS/dag vilket kan förklaras med att en större andel matavfall, vilket är det substrat med störst metanpotential, i den ena substratmixen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kau-37043 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Neldorin, Magnus |
| Publisher | Karlstads universitet, Avdelningen för energi-, miljö- och byggteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0031 seconds