| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Forebyggelse af lugt og andre barrierer for biogasanlæg

1 Lugt på biogasanlæg

• 1.1 Hvad er lugt?
• 1.2 Måling af lugt
• 1.3 Lugtstoffer i gylle
• 1.4 Bioforgasnings betydning for lugten
• 1.5 Luftrensemetoder
• 1.6 Spredning af lugt fra filter
• 1.7 Lugt fra gasmotor

Det er vigtigt at huske på, at lugt ikke er et stof men en række sanseindtryk. Derfor indledes dette kapitel med en beskrivelse af lugtens natur, samt hvordan vi opfatter og måler lugte. Herefter beskrives lugtstoffer i gylle og bioforgasningens betydning for lugten. Sidst i kapitlet undersøges lugtrensemetoder, lugt fra gasmotorer og spredning af lugt fra filter og gasmotor.

1.1 Hvad er lugt?

Mennesker er i stand til at skelne ca. 10.000 forskellige lugte. Hvis noget lugter godt ”dufter” det. Lugter det derimod grimt, er lugten ”ikke helt god”. Mens det ”stinker”, hvis lugten er kraftigt frastødende. Lugtstoffer er molekyler af flygtige stoffer i luften. Når de rammer sanseceller i næsen, sendes en besked til hjernen, som herefter afgør om lugten er behagelig eller ubehagelig. Denne vurdering vil være forskellig fra person til person. Ydermere har ikke alle en lige god lugtesans, idet alder, vaner m.m. spiller væsentlige roller. Scanninger af hjerneaktiviteten i forbindelse med forskellige lugte viser, at forskellige stoffer giver aktivitet forskellige steder i hjernen og ikke som ét samlet indtryk /1.1/.

Koncentrationen af et lugtstof spiller ofte en rolle for, om det lugter godt eller skidt. I lave koncentrationer lugter en række stoffer godt, mens de ved høje koncentrationer lugter skidt. Desuden spiller varigheden af en lugtpåvirkning en rolle for, i hvilken grad mennesker føler sig generet af en lugt. En konstant lugtpåvirkning opfattes ofte som mere generende end en midlertidig, også selv om lugtkoncentrationen er mindre. På den anden side vil der også ske en vis tilvænning af lugtesansen og dæmpning af sanseindtrykket ved konstant påvirkning. Eksemplet er driftspersonalet, der går rundt på biogasanlægget og ikke kan mærke, at det lugter. En midlertidig lugt, som er tilbagevendende opfattes også ofte generende.

Lugttærsklen er den laveste koncentration af et stof, der kan opfattes af et menneske. Forskellige stoffer har meget forskellig tærskelværdi. F.eks. kan skatol, en væsentlig ingrediens i ornelugt, erkendes i en koncentration, der er 500.000 gange lavere end svovlbrinte, hvor grænsen er så lav som 0,0002 ppm (parts pr. million), og ammoniak erkendes i en koncentration højere end 5 ppm. Da der i gyllelugt er mindst 300 stoffer som tilsammen danner ´lugtbilledet´ er det klart, at håndtering af lugtgener kan være vanskelig /1.2/

1.2 Måling af lugt

Da lugte ofte er blandinger af en lang række stoffer med meget forskellige tærskelværdi og accepterbarhed, er det vanskeligt at lave en direkte lugtmåling. Enkeltstoffer, som svovlbrinte, ammoniak, indoler, mercaptaner med mange flere kan måles med kostbare instrumenter. Men det siger ofte ikke meget om lugtpåvirkningen, da den jo netop er sammensat af en lang række stoffer.

I stedet anvendes ofte et lugtpanel, bestående af 6 personer af forskellig alder og køn, der bliver sat til at lugte til en luftprøve. Panelet bliver præsenteret for en række fortyndinger af prøven, dvs. stærkere og stærkere koncentration, og når halvdelen af panelet netop kan erkende lugten, tærskelværdi, er koncentrationen pr. definition på 1 lugtenhed pr m³ (1 LE/m³).

Lugtkoncentrationen siger altså kun noget om, hvor mange gange en given lugtprøve skal fortyndes for at komme ned på lugttærsklen. Hvis man vil sige noget om, hvordan en given lugt opfattes, anvendes lugtintensiteten, som er forskellige personers opfattelse af lugtens styrke. Derudover er der lugtens karakter (rådden, blomsteragtig osv.) og den hedoniske karakter (ubehagelig, neutral eller behagelig). Lugtens intensitet og karakter, hyppigheden og varigheden siger tilsammen noget om lugtens accepterbarhed.

Det man måler på og sætter grænseværdier for er lugtkoncentrationen i omgivelserne, idet erfaringerne med lugtgrænser på 5-10 LE/m³ har vist acceptable forhold for omboende. Der tages ikke hensyn til lugtens varighed eller karakter, ligesom forskellige lugtbidrag adderes.

1.3 Lugtstoffer i gylle

Alene i gylle findes som nævnt mindst 300 forskellige lugtstoffer. Herudover tilføres biogasfællesanlæggene en lang række organiske affaldsstoffer fra industrien, som også indeholder lugtstoffer. De fleste af de stoffer, der findes i gylle, findes også i organiske affaldsstoffer.

Desuden dannes der en lang række flygtige lugtstoffer pga. den anaerobe nedbrydning, der startes under opbevaringen af gødningen.

Tabellen viser en række af disse flygtige og potente lugtstoffer, som findes i gylle /1.4/.

tabel 1-1 Eksempler på flygtige stoffer – lugtstoffer – i gylle /1.4/

Indholdet af lugtstoffer i gylle er ikke konstant. Straks efter afsætningen og sammenblandingen af urin og fæces i stalden begynder der at ske en ændring i sammensætningen. Koncentrationen af en lang række lugtstoffer øges allerede inden for det første døgn. Eksempler er angivet i tabellen, hvor skrift med fed angiver Stoffet, og tallene i parentes koncentration efter 24 timer i procent af startkoncentrationen.

Lugten af gylle ændrer sig altså betydeligt, allerede inden det når frem til biogasanlægget.

1.4 Bioforgasnings betydning for lugten

På trods af, at der dannes en lang række ildelugtende stoffer under den anaerobe nedbrydning af gylle, har et biogasanlæg alligevel en reducerende effekt på koncentrationen af en lang række lugtstoffer. Årsagen er, at de flygtige stoffer ikke kan slippe væk og derfor nedbrydes mikrobielt under processen.

De flygtige syrer er mellemprodukter i dannelsen af metan. De forsvinder altså igen, når processen er effektiv nok og får lov til at løbe til ende.

figur 1-1 Eksempler på flygtige syrer, der reduceres i biogasanlægget. Udarbejdet efter /1.5/

Det er dog ikke alle ildelugtende stoffer, der reduceres i biogasprocessen. Koncentrationen af en række stoffer er faktisk højere over udrådnet gylle end i rå gylle. Det gælder f.eks. for trimethylamin, benzaldehyd, fenol, benzylalkohol og indole. En række af disse stoffer vil i større eller mindre grad blive nedbrudt under en forlænget nedbrydningstid. I dag er det almindeligt på biogasfællesanlæggene, at udrådnet biomasse efterfølgende opbevares i en overdækket lagertank, hvorfra der også udvindes biogas. Med en opholdstid på ca. 30 døgn vil der typisk kunne opnås en ekstra gasproduktion på 5 – 15 % afhængigt af hovedreaktorens effektivitet, som igen er afhængig af bl.a. belastning og hydraulisk opholdstid. Den ekstra gasproduktion er udtryk for, at en del af de flygtige stoffer yderligere gennemgår en nedbrydning i efterlageret. Jo bedre biomassen i det samlede system er udrådnet, jo mindre vil det samlede lugttryk fra den udrådnede biomasse også være, og jo mindre lugt vil blive sendt videre til lageret på gården og senere til marken.

På trods af dannelsen af visse lugtstoffer under den anaerobe proces er lugtkoncentrationen mindre over udrådnet gylle end over rå ubehandlet gylle så længe overfladen/flydelaget er intakt og gyllen lades i ro. Men lugtkoncentrationen stiger til gengæld kraftigst efter omrøring for den udrådnede gylle.

figur 1-2 Lugtkoncentration over rågylle med flydelag og udrådnet gylle, før og efter omrøring /1.5/

Figuren viser dels at lugtkoncentrationen er begrænset over en gylletank med intakt flydelag, og at lugten er mindst, når det er afgasset gylle, der opbevares. Til gengæld øges lugttrykket markant, når gyllen omrøres før udbringning, og i den sammenhæng langt mest for udrådnet gylle. På den anden side skal udrådnet gylle, bl.a. pga. et lavere tørstofindhold, ikke omrøres så længe som ubehandlet gylle for at opnå tilstrækkelig homogenitet til udbringning.

Det fremgår af nedenstående figur, at udrådnet gylle lugter lige så meget som ubehandlet gylle, når det lige er udbragt på marken. Efter 260 min lugter ubehandlet gylle klart mest. Den stigende lugtkoncentration skyldes formentlig en stigende temperatur.

figur 1-3 Lugtkoncentration til forskellig tid og temperatur fra mark med slæbeslangeudlagt, udrådnet og ubehandlet gylle (Efter: /1.5/)

1.5 Luftrensemetoder

Ventilationsluft fra biogasfællesanlæg er karakteriseret ved, at der her ofte er tale om en relativt stor luftmængde, som indeholder en forholdsvis lav koncentration af mange forskellige forurenende stoffer, som til gengæld ofte har en meget lav lugttærskel.

Langt de fleste biogasfællesanlæg anvender simple eller avancerede biofiltre til luftrensning. Som vist i bilag A, er det både anlægs- og driftsmæssigt langt det billigste. Denne konklusion understøttes også af erfaringerne fra anlæggene (jfr. besøgsrapporterne i bilag B). Desuden hører biofiltre til blandt de mest velegnede til rensning af den type luft/lugt, som kommer fra biogasanlæg (mange lugtstoffer i svag koncentration), ligesom biofiltre er velegnede til rensning af luft med varierende belastning (varierende ventilation). Det må derfor forventes, at de fleste fremtidige anlæg vil blive forsynet med biofiltre. Derfor handler dette afsnit først og fremmest om biofiltre, men flere rensemetoder er beskrevet og sammenlignet i bilag A.

Biofiltres effektivitet varierer. Et velfungerende biofilter forventes at fjerne 90 % til 99 % af lugten og 99 % af ammoniak og svovlbrinte. Der findes dog kun få målinger af filtrenes effekt på danske biogasanlæg /2.3/. Vores undersøgelse tyder imidlertid på, at nogle anlæg ikke har fungeret optimalt. I visse tilfælde skyldes det forkert dimensionering og udformning, i andre tilfælde manglende forståelse for anlæggenes virkemåde og dermed manglende tilsyn og vedligehold.

1.6 Spredning af lugt fra filter

Åbne filtre giver kun en lille spredning, derfor er de kun egnet, hvor der er langt til skel og hvor man netop ikke ønsker en stor spredning, men i stedet at holde lugten inde på egen grund.

Den laveste lugtkoncentration i omgivelserne opnås derimod med et lukket filter med høj skorsten.

1.7 Lugt fra gasmotor

Ud over selve biogasprocessen giver afbrænding i en gasmotor også anledning til lugt. Da lugten fra en gasmotor har en mindre ubehagelig karakter end lugt fra biogasanlægget, har fokus oftest været på de sidste.

I 2002 blev gennemført et projekt for at fastsætte emissionsfaktorer for gasmotorer. Resultaterne kan findes i /1.6/. Målingerne på de enkelte anlæg findes i /1.7/. Der indgår kun 5 mindre biogasmotorer i undersøgelsen, så der er ikke grundlag for at vurdere, hvor meget en større motor lugter i forhold til en naturgasmotor. Gasmotorer til nye biogasfællesanlæg vil typisk være mindst 3.000 kW.

figur 1-4 Sammenhængen mellem motorstørrelse (indfyret effekt) og lugtemission. Data fra PSO-projekt 2002.

Miljøstyrelsen har fastsat en grænseværdi på 30.000 LE/Nm³ i ”Bekendtgørelse om begrænsning af emission af nitrogenoxider, uforbrændte carbonhydrider og carbonmonooxid mv. fra motorer og turbiner” /1.8/. Grænseværdien er sat ud fra en betragtning om, at de fleste motorer overholder denne grænse. De flest større motorer vil øjensynligt ligge under 50 % af grænseværdien, men der mangler dokumentation.

Det vil være at stor betydning at få opbygget referencer til lugtmålinger fra gasmotorer, da lugt ofte er dimensionsgivende for skorstenshøjde mv.

figur 1-5 Eksempel på spredning af lugt for motor på 10 MW indfyret effekt for hhv. 42 m høj skorsten med en emission på 30.000 LE/m³ og 33 m høj skorsten med en emission på 15.000 LE/m³. Lugtkoncentrationen er angivet som den højeste 99 % -fraktil i den givne afstand uafhængigt af retning.

I det konkrete tilfælde, som der regnes på her, skal en gasmotor med en lugtemission på grænseværdien 30.000 LE/m³ og en indfyret effekt på 10 MW have en 42 m høj skorsten for at overholde en immissionsgrænse på 10 LE/m³. Den højeste værdi forekommer ca. 400 m fra skorstenen.

Hvis den samme gasmotor kun har en emission på 50 % af grænseværdien (15.000 LE/m³) behøver skorstenen kun være 33 m høj for at overholde samme grænseværdi. Den højeste værdi forekommer i en afstand på ca. 250 m.

Der er altså god grund til at undersøge, om der er en sammenhæng mellem lugtemission og motortype.

1.7.1 Spredning af lugt fra motor og filter

En del biogasanlæg producerer selv kraftvarme, men nogle sælger gas til et separat kraftvarmeværk. Af lugtvejledningen fremgår det af afsnit 5.2 /3.2/, at lugtbidrag fra biogasanlæg og kraftvarmeværk skal adderes, når det skal undersøges, om virksomheden overholder lugtgrænsen. I det følgende regner vi på et samlet anlæg med både biogasanlæg og kraftvarmeværk.

Lugten generer formentligt naboerne mest i sommerhalvåret, hvor man kan opholde sig udendørs, og fordampningen af lugtstoffer samtidig er størst. Varigheden af lugten har naturligvis også betydning for lugtgenen. Spredningen dimensioneres dog kun efter den maksimale 99 % -fraktil^[1] uanset årstid, hyppighed og varighed.

Den maksimale 99 % -fraktil afhænger ikke klart af retningen fra kilden. Ser man derimod på hyppigheden af lugtforekomster, som er vist i figur 1-6 fremgår klart, at retningen betyder noget.

figur 1-6 Hyppighed af lugt 500 m fra biogasanlægget i hhv. 60° (ØNØ) og 140° (SØ). Beregningerne er foretaget på konstante kilder, så variationen alene skyldes vejrforhold. Hver gang der forekommer én overskridelse af 10 LE/m³ i østnordøst (60°) er der 17 overskridelser mod sydøst (140°). Forskellen er dog knap så markant i sommermånederne.

Lugtgener forekommer altså væsentligt oftere i den fremherskende vindretning end i sjældne vindretninger, men vurdering af lugten i henhold til lugtvejledningen tager ikke hensyn til den forskel.

Baggrunden herfor er bl.a., at det i sin tid blev besluttet at anvende meteorologidata fra Kastrup 1976 som udgangspunkt for OML-beregninger iht. luftvejledningen. Brugen af kun ét år og den samme meteorologi for hele landet er en forenkling, som bliver urimelig, hvis resultaterne i hvert beregningspunkt tages helt bogstaveligt. Derfor blev der i luftvejledningen indført formuleringen ”B-værdien skal overholdes uden for virksomhedens skel, uanset hvor den højeste beregnede værdi forekommer”.

Nedenfor er vist et eksempel på lugtemission i forskellige afstande fra afkast fra gasmotor og filter.

figur 1-7 Spredningsberegning med angivelse af højeste 99 % - fraktil i en given afstand. Beregningen er udført for en motor med indfyret effekt på 10 MW, en lugtemission på 15.000 LE/m³ og en skorstenshøjde på 40 m.

Beregningen er gentaget for samme motor plus et filter med en lugtemission på 5.000 LE/m³ og en afkasthøjde på 40 m.

Kurven viser, at maksimum findes 300 m fra kilden i det konkrete beregningstilfælde, når skorstenen er 40 m høj. Det vil normalt være uden for anlæggets skel. I 500 meters afstand udgør lugtbidrag fra filteret 25 % og kraftvarmeanlægget 75 %. Generelt varierer spredningsberegningerne afhængig af kildedata og/eller topografi, og dette har indflydelse på OML’s beregningsresultater, når de tolkes mht. retning og afstand.

Fodnoter

^[1] 99 % -fraktilen er den værdi, som 99 % af minutmiddelværdierne kan overholde i hvert punkt.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Januar 2007, © Miljøstyrelsen.