Den dominerande tekniken vid framställning av biogas från organiskt avfall är idag att använda kontinuerlig våtrötning. Utöver våtrötning finns också ett fåtal torrötningsanläggningar i Sverige. Torrötning skapar möjlighet att införa fler substrat på marknaden, substrat som annars kan vara problematiskt att röta i en våt process. Jordbrukssektorn har stor potential att bidra med organiskt avfall som kan nyttjas som substrat vid biogasproduktion. Förutom att öka den totala användningen av torra substrat från jordbrukssektorn är en möjlig åtgärd att öka biogasproduktion från gödsel, varför en lösning är avvattning. Efter separation erhålls en fast fraktion som kan spädas in i en våt process, eller användas som substrat vid en ny central torrötningsanläggning. Som slutprodukt erhålls biogas och biogödsel. Att avvattna gödseln innan rötning ger en annan gödselhantering än den konventionella. Detta eftersom att lägre volymer kan transporteras vid varje tillfälle jämfört med transport av flytgödsel som innehåller mycket vatten. Syftet med examensarbetet var att analysera avvattnad gödsel som substrat till produktion av biogas, samt att studera effekten av att lägga till avvattning som ett alternativ till hanteringen av gödsel. För att klargöra hur mycket metangas som kunde bildas från avvattnad gödsel utfördes experiment i labskala med kontinuerlig våtrötning och satsvis torrötning. Parallellt med laborationsförsöken genomfördes en teoribaserad systemstudie med syfte att utreda central storskalig produktion med avvattnad gödsel som substrat. Utöver biogasproduktion analyserades gödselhantering med ett livscykelperspektiv där de olika systemalternativens direkta utsläpp av växthusgaser studerades. Systemmodellen innehöll tre scenarier vilka involverade olika system för att hantera gödseln (konventionell gödselhantering, våtrötning av flytgödsel samt våtrötning och torrötning med avvattnad gödsel som substrat). Laborationsförsöket visade att avvattnad gödsel är lämpligt som substrat vid biogasproduktion. Kontinuerlig våtrötning kunde genomföras med stabil process och liknade storskalig produktion. De kemiska analyser som utfördes under försöksperioden (pH, alkalinitet, VFA och kväve) uppvisade alla stabila värden utan processtörningar. Efter tre uppehållstider hade i medeltal 246 Nml CH4 per/g VS producerats från avvattnad gödsel vilket var i nivå med uppgifter från litteratur (200-300 Nml CH4/g VS). Vidare visade det satsvisa torrötningsförsöket varierande resultat beroende på val av ymp, samt hur stor mängd ymp som blandades in i testflaskorna. Vid inblandning av ymp från Tekniska verkens samrötningsanläggning i Linköping bildades i genomsnitt 222±8,6 Nml CH4/g VS (5 % VS ymp) respektive 236±10,8 Nml CH4/g VS (10 % VS ymp). Bildad metan 3 var inom rimligt intervall för välfungerande process, om än med lång uppehållstid (83 dagar). Försöksuppställningen för satsvis torrötning utformades så att laborationsförsöket skulle simulera så kallad garagerötning. Dock saknades utrustning för recirkulering av vätska, istället vändes testflaskorna dagligen. Då recirkulering av vätska ofta förekommer i storskaliga torrötningsanläggningar som drivs enligt garage-koncept är det önskvärt att utveckla laborationsförsöket vidare, med målet att bättre efterlikna en verklig process. I förhållande till konventionell hantering av gödsel visade systemstudien miljöfördelar för central torrötningsanläggning som använder avvattnad gödsel som substrat vid biogasproduktion. Miljönyttan var dels i händelse av att den bildade biogasen uppgraderas till fordonsbränsle och används som substitut till fossila drivmedel, men också om hantering av vätskefasen kan förbättras. Avvattnad gödsel ger en vätskefas som vid spridning och lagring ger upphov till emissioner av växthusgaser (lustgas, metan och koldioxid) som har negativ påverkan på miljön. Att skapa lösning för hantering av vätskefasen som reducerar emissioner innebär att biogassystem med avvattnad gödsel som substrat kan vara fördelaktigt ur ett miljöperspektiv jämfört med våtrötning av flytgödsel. Systemstudien inkluderade även en osäkerhetsanalys som visade att resultatet varierade beroende på vilket antagande som valdes för systemets parametrar. Den parameter som påverkade resultatet i störst utsträckning var antaganden kring metankonverteringsfaktorn (MCF). Sammanfattningsvis visade systemmodellen att det saknas tillräckligt underlag för att avgöra vilken rötningsteknik som är mest gynnsam vid produktion av biogas från avvattnad gödsel, varför fler studier är att rekommendera.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:liu-145688 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Gustavsson, Malin, Wasell, Ellen |
| Publisher | Linköpings universitet, Industriell miljöteknik, Linköpings universitet, Industriell miljöteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0031 seconds