Basisdokumentation for biogaspotentialet i organisk dagrenovation

11 Danske laboratorieforsøg

11.1 Lars Rohold, DTU 1995
11.2 H. Hartmann, DTU 2001

Der er tilsyneladende afrapporteret meget få danske laboratorieforsøg om bioforgasning af organisk dagrenovation. Disse er beskrevet i det følgende.

11.1 Lars Rohold, DTU 1995

"Optimering af biogasanlæg"
Eksamensprojekt 1995, Institut for Miljøteknologi, Danmarks Tekniske Universitet

Som led i et eksamensprojekt i 1995 udførtes der laboratorieforsøg for at undersøge biogaspotentialet for kildesorteret dagrenovation. Forsøgene udførtes som batch udrådninger med organisk dagrenovation samt udrådnet affald fra Nordsjællands Biogasanlæg (NBA).

Batchforsøgene blev foretaget i 50 ml hætteglas (i alt 57 ml totalt) startende med 2 ml podemateriale, som bestod af lige dele af afgasset kvæggylle og granulært slam fra anaerobe filtre på NBA. I batchforsøgene blev der tilsat forskellige mængder affald, hhv. 0,1 ml, 0,5 ml, 1,0 ml, 1,5 ml og 2,0 ml, som blev udtaget i buffertanken (dvs. efter der er tilsat vand til affaldet). Lignende forsøg blev udført med afgasset materiale udtaget fra anaerobe filtre på NBA. Udrådningen skete ved ca. 37 °C.

Affaldet blev analyseret for TS, VS og CODtotal.

Tabel 11.1-1:
Tilførte mængder og frasortering, Rohold, 1995

 

Enhed

 

Bemærkning

Mængde

Tons

 

 

Antal prøver

Stk.

24

 

Forsorterings-metode

-

Affaldskværn og pulpning

 

TS i forbehandlet dagrenovation

%

5,1

fra buffertank

VS i forbehandlet dagrenovation

% af TS

78

 

CODtotal

kg/m3

73,2

COD/VS = 1,8 kg/kg


Metanproduktionen blev fulgt dagligt i den første uge, derefter med et par dages mellemrum. Ved hver analyse blev udtaget 0,4 ml gas vha. sprøjte, som blev analyseret på gaschromatograf.

Resultaterne fra forsøgene viste en metanproduktion på 550 m3 CH4/ton VS svarende til 300 m3/ton COD. Denne værdi er ca. 10 % under den teoretisk beregnede ifølge Buswell’s formel. Resultaterne for den afgassede biomasse viste et potentiale for metanproduktion på 780 m3/ton VS svarende til 250 m3/ton COD. Kontrolforsøgene kun indeholdende podemateriale viste næsten ingen biogasproduktion, hvorfor dette sandsynligvis er afgasset inden forsøgets start.

Tabel 11.1-2:
Bioforgasning, Rohold, 1995

 

Enhed

 

Bemærkning

Biogas proces

-

Mesofil, 37°C

batch

Reaktorvolulmen

m3

57 ml

 

Opholdstid

Dage

16

 

Metan mængde

Nm3 CH4/ton VS (blanding)

550

 

Metan mængde

Nm3 CH /ton dagrenovation

22

ved 5,1% TS

Metan i biogas

%

57

 

11.2 H. Hartmann, DTU 2001

"Anaerob nedbrydning af organisk husholdningsaffald sammen med gylle. Del 1" H. Hartmann, I. Angelidaki og B.K. Ahring Biocentrum-DTU, Januar 2001

I disse forsøg blev der målt biogaspotentialer for organisk dagrenovation nedbrudt sammen med gylle i både batch- og reaktorforsøg.

Karakterisering af det indkomne affald skete hovedsageligt vha. måling af miljøfremmede stoffer (NPE, LAS og DEHP). NPE og LAS blev fundet at være uden betydning i forhold til de gældende afskæringsværdier, mens koncentrationen af DEHP i det indkomne affald udgjorde det halve af afskæringsværdien. Dette ville medføre, at koncentrationen af stoffet i effluenten ville overstige afskæringsværdien (pga. TS-reduktion i anlægget), hvis der ikke skete tilsvarende anaerob fjernelse af DEHP i anlægget, hvilket ikke så ud til at være tilfældet. Derimod skete en begrænset fjernelse af PAH-forbindelser.

Der blev udført biogaspotentialemålinger på affald fra Grindsted Rensningsanlæg. Disse forsøg blev udført som batchforsøg, hvor der som batchreaktorer blev benyttet 100 ml vials. Forsøgene løb over minimum 30 døgn ved 55°C og den dannede metanmængde blev målt vha. gaskromatografi. I forsøgene blev målt biogaspotentialer, metanmængde og VS-reduktion. Der blev målt på forskellige blandingsforhold mellem gylle og organisk dagrenovation. Ved forholdet 1:1 blev fundet et gaspotentiale på omkring 350 l CH4/kg VS, mens tilførsel af rent organisk dagrenovation fortyndet med vand medførte en biogasproduktion på omkring 400 l CH4/kg VS. Der sås generelt et faldende biogaspotentiale med et faldende indhold af affald i reaktorerne.

Tabel 11.2-1:
Bioforgasning, batch, Hartmann, 2001

 

Enhed

 

Bemærkning

Biogas proces

-

Termofil, 55°C

Batch dagrenovation + gylle

Reaktorvolumen

m3

100 ml

 

Opholdstid

Dage

Min. 30

 

Metan mængde

Nm3 CH4/ton VS (blanding)

350-400

50-100% dagrenovation

Metan mængde

Nm3 CH /m3 dagrenovation

187

 

Metan i biogas

%

 

 


Reaktorforsøgene blev ligeledes udført med forskellige blandingsforhold mellem gylle og biomasse. Der blev startet op med ren gylle som podemateriale og derefter tilsat en blanding af gylle og dagrenovation, hvor indholdet af dagrenovation steg trinvist gennem forsøget. I slutningen af forsøget blev således tilsat hhv. 50 og 100% organisk dagrenovation (fortyndet til 6% TS med vand) til de to reaktorer. Nedbrydningsprocesserne var stabile, også ved højt indhold af organisk dagrenovation. Dette blev bl.a. bestemt ved løbende at måle koncentrationen af fede syrer i reaktorerne. Reaktorforsøgene viste biogaspotentialer for det organiske dagrenovation der svarede til resultaterne fra de udførte batchforsøg (350 l CH4/kg VS ved 50% tilsat organisk dagrenovation og omkring 400 l CH4/kg VS ved 100% tilsat organisk dagrenovation).

Tabel 11.2-2:
Bioforgasning reaktor, Hartmann, 2001

 

Enhed

 

Bemærkning

Biogas proces

-

Termofil 55°C

Reaktor, gylle + dagrenovation

Reaktorvolumen

Liter

3

 

Opholdstid

Dage

 

 

Metan mængde

Nm3 CH4/ton VS (blanding)

350-400

50-100% dagrenovation

Metan mængde

Nm3 CH /ton affald

 

 

Metan i biogas

%