Tillsatser och värmeåtervinning : I befintlig biogasanläggning som tillämpar våtrötning av matavfall

Sammanfattning: HEMAB’s biogasanläggning har bytt rötningsprocess till våtrötning. En utmaning med våtrötning är stora mängder rötrest, som kan begränsas genom minskad vattentillsatts i processen. En minskad vattentillsats kan göra processen instabil och ge lågt gasutbyte. Tillsatser kan behövas för att göra processen stabil. Ett ökat rötrestflöde gör även att mer värme kan återvinnas från rötrest. I detta examensarbete undersöks hur rötrestflödet kan begränsas och samtidigt ge en stabil biogasprocess med en metanhalt om minst 55 % samt ett biogasutbyte om minst 190 Nm3 per ton matavfall exklusive vattentillsats, för HEMAB’s biogasanläggning. Tillsatsämnen som ökar gasutbytet i en våtrötningsanläggning som rötar matavfall har också undersökts. Värmeåtervinning från rötrest genom ett värmeväxlarsystem har undersökts för studerad anläggning för att se ifall biogasanläggningen kan bli mer ekonomisk och ekologisk hållbar. Ett flödesschema över den studerade anläggningen gjordes för att se hur rötrestflödet beror av mängd vatten som tillsätts i processen. Hur mängden tillsatt vatten påverkar metanhalten och biogasutbytet undersöktes genom att ta fram relationer mellan rötsubstrats torrsubstans (TS) och metanhalt samt biogasutbyte, både för studerad anläggning och genom litteraturstudie. Möjliga tillsatsämnen undersöktes genom litteraturstudie. Ett värmeväxlarsystem dimensionerades för värmeåtervinning från rötrest, till vattentanken som tillsätter vatten till rötsubstratet. Flödesschemat visar hur rötresten minskar genom minskad vattentillsats till rötsubstratet. Litteraturstudien visade att metanhalt möjligtvis ökar med ökad TS-halt, för låga TS-halter. För studerad anläggning fanns indikationer om att metanhalt möjligtvis minskar med ökad TS-halt, för höga TS-halter. Litteratur visar att det finns en linjär avtagande trend mellan biogasutbyte och TS-halt, för låga TS-halter. Studerad anläggning gav indikationer om att biogasutbytet eventuellt ökar med ökad TS-halt, för höga TS-halter. För att studerad anläggning ska erhålla ett lågt rötrestflöde och ett tillräckligt högt gasutbyte rekomenderas en TS-halt på 20 %, vilket motsvarar vattentillsatsen 0,65 ton vatten per ton matavfall och rötrestflödet 55,8 ton per dygn. Tillsatser av Ni, Mo, Co, Se och Fe ökar biogasproduktionen, Co och Se högre organisk belastning, och alkalinitetshöjare ökar metanproduktion. Det föreslagna värmeväxlarsystemet är inte ekonomiskt lönsamt om dess intäkter utgörs av det pris deponigas säljs för till fjärrvärmenätet. Det är ekonomiskt lönsamt ifall priset på deponigas är detsamma som dess pris från fjärrvärmenätet till kund. Intäkterna av deponigas som säljs till fjärrvärmenätet tros öka i framtiden, p.g.a. ökat intresse och efterfrågan av alternativ till fossila bränslen. I framtiden kan ett värmeväxlarsystem vara mer ekonomiskt lönsamt i och med eventuella bidrag och högre intäkter från såld deponigas. Det är möjligt att utvinna mer värme från rötresten till andra värmekrävande processer än till att endast värma vattentanken.