Termokemisk förbehandling av slam från pappers- och massabruk för ökad metangasproduktion vid rötning

Sammanfattning: Sammanfattning Totalt 80 % av världens energianvändning kommer från förbränning av fossila bränslen. Användningen tros också öka med tiden vilket skulle påverka den förstärkta växthuseffekten ytterligare. De ökade utsläppen av växthusgaser påverkar klimatförändringarna och är någonting som alla borde bidra till att minska. I Sverige är det mindre än 30 % av den totala energianvändningen som kommer från fossila bränslen. Det är dock inte tillräckligt för en hållbar utveckling.   Tillverkningen av papper och massa förbrukar stora mängder vatten som senare måste renas för att kunna släppas ut. Vid reningen bildas slam som ofta förbränns. Istället för att förbränna slammet går det att ta till vara på energin genom att röta slammet och få ut biogas. Dock är det svårt att få detta ekonomiskt hållbart. Studier visar att med hjälp av förbehandling av bioslammet kan större mängder biogas produceras och därmed göra processen mer lönsam. Biogasen som bildas genom rötning kan sedan ersätta en viss del av de fossila bränslen som används i olika processteg i bruken och därmed föra pappers- och massaindustrin ett steg närmare ett hållbart koncept.   Förbehandlingar som visats gynna biogasproduktionen är kombination av kemisk och termisk behandling som sönderdelar slammet innan rötningen. Då kan biogasproduktionen öka och mer fossila bränslen kan fasas ut.   I studien behandlas bioslam kemiskt och termiskt innan rötning. De kemikalier som undersöktes var natriumhydroxid (NaOH), kaliumhydroxid (KOH) och kalciumhydroxid Ca(OH)2 som användes för att ge slammet pH 10 eller 12. De termiska förbehandlingarna utfördes i 100 °C respektive 140 °C. Som referenspunkter användes obehandlat slam och endast värmebehandlat slam. Bioslammet som användes hämtades på Stora Ensos bruk i Skoghall och det kommunala rötslammet från Fiskaretorpets reningsverk i Kristinehamn då de använder mesofil rötning.   Rötningen har skett satsvis med hjälp av en AMPTS2 (ett analytiskt instrument för rötningsprocesser) i tre rötningsomgångar. Den förbehandling som gav allra mest metangas var NaOH pH 12 i 100 °C. Detta skedde i rötningsomgång två. I de andra rötningsomgångarna var det förbehandlingen med NaOH pH 12 i 140 °C respektive KOH pH 12 i 140 °C som genererade mest metangas. Vid jämförelse av de olika rötningsomgångarna användes rötning av cellulosa för respektive omgång som referens. Skillnaderna mellan de tre som producerade mest metangas var små. Förbehandling med pH 12 gav mer metangas än med pH 10. Förbehandlingar med NaOH producerade mer metangas vid 100°C än vid 140 °C, medan det motsatta gällde för förbehandlingarna med Ca(OH)2.