Optimering af biogasudbytte på gyllebaserede biogasanlæg

Miljø og Ressourcer

Hovedformålet med projektet var at undersøge muligheden for at forøge biogasproduktionen fra gylle. For at afklare dette blev der udført følgende undersøgelser: 1) seridrift af biogas reaktorer, 2) reaktor-omrøringsprocedurer, og 3) efterbehandling af fibre separeret fra udrådnet gylle for at forbedre nedbrydelighed af biofibre.

Projektbeskrivelse

Formålet med projektet er at undersøge, dokumentere og anvise metoder for optimering af biogasudbytte på gyllebaserede biogasanlæg. Projektet sigter mod at finde metoder der er så simple og omkostningsfri som muligt, for at sikre anvendeligheden af resultaterne i praksis som et middel til at opnå en forbedring af anlægsøkonomien, specielt for de anlæg der primært kører med gylle som substrat. Fokus rettes primært mod tre områder: 1) At undersøge forskellige reaktorkonfigurationer til biogasanlæg for opnåelse af mere effektiv biogasproduktion og mere robust/stabil drift. Seriedrift af to methanogene trin (et trin med lang opholdstid fulgt af et trin med kort opholdstid) vil blive undersøgt. I modsætning til tidligere teorier om en fordel ved opdeling af den anaerobe proces i et hydrolyse- og methantrin, fokuserer dette projekt på fordelene ved seriekoblede methanogene trin, hvor der opnås en mere ensartet opholdstidsfordeling i anlægget og reduceret 'kortslutning' mellem ind- og udløb, som er en svaghed ved et-trins koncepter. 2) At undersøge muligheder for driftsteknisk optimering der sigter mod (uden aktiv separation) selektivt at tilbageholde omsætteligt materiale. Der vil fastlægges omrørings-udpumpningsstrategier med henblik på at maksimere andelen af organisk materiale der selektivt tilbageholdes i reaktoren. 3) Undersøge metoder til opsamling af uomsat materiale efter hovedprocessen og returnering/efterbehandling af denne. Projektet vil udover laboratoriearbejde parallelt inddrage/analysere driftsmålinger og foretage analyser af prøver fra relevante fællesanlæg for verificering af laboratorieresultater og modelering. Der vil blive foretaget økonomisk evaluering af undersøgte metoder

Resultater

1) For seriel-drift blev der anvendt fuldomrørte reaktorer (CSTR) reaktorer seriel forbundet med reaktorvolumen fordeling mellem første og anden reaktor 90/10, 80/20, 70/30, 50/50, 30/70 eller 13/87% af total volumen. Reaktorerne blev kørt ved 55%. Resultaterne viste at seriel CSTR proces på 90/10, 80/20, 70/30, 50/50 eller 30/70% volumefordeling kunne producere 11-17.8% mere biogas i forhold til ét-trins CSTR processen under lignende procesforhold. Forøgelse af biogasproduktionen var hovedsageligt fra den anden reaktor i serien, som idgjorde 16-18% af den totale biogasproduktion. Det var afgørende for processen at den anden reaktor opererede under samme temperatur som den første, eftersom den mikrobielle biomasse i anden reaktor er afhængig af forsyning fra den første reaktor. Et lignende resultat, dog med lidt mindre merudbytte, blev opnået i pilotskala. Det var dog i disse forsøg af tekniske grunde vanskeligt at skabe ideelle betingelser og tilstrækkeligt lange drftsperioder for en nøjagtig sammenligning af de to driftsformer. 2) Effekten af kontinuerlig omrøring (kontrol), omrøring i 10 min per dag (minimal omrøring) og omrøringspause 2 timer før udfødning (intermediær omrøring) på biogasproduktionen blev testet i 3 lab-skala CSTR reaktorer. Resultaterne viste, at minimal og intermediær omrøring fordrede biogasproduktion med hhv. 12.5% og 1.3% i forhold til kontinuerlig omrøring. Intermediær omrøring medførte lavdeling af gyllen med højere tørstof indhold i top og bund. Lignende resultater blev opnået i pilot-skala forsøg. Biogasudbyttet blev forbedret med 2.5 til 14.6%, når reaktoren blev kørt med intermediær omrøring ift. kontinuerlig omrøring. 3) Effekt af otte forskellige efterbehandlinger på biogasudbytte af fibre separeret fra termofilt udrådnet kvæggylle blev testet i batchforsøg ved 55 deg. C. Resultater viste at partial aerob nbehandling (luftflow 0.28 l/min g TS) og findeling/knusning (mortar/pestle) forbedrede methanudbyttet, medens kemisk behandling (NaOH eller CaO 40g/kgVS) ikke udviste signifikant forbedring.

Key figures

Periode:

2004 - 2007

Bevillingsår:

2004

Egen finansiering:

0,70 mio.

Støttebeløb:

2,00 mio.

Støtteprocent:

74 %

Projektbudget:

2,70 mio.

Kategori

Oprindelig title

Metoder for optimering af biogasudbytte på gyllebaserede biogasanlæg

Program

EFP

Fælles overordnet teknologiområde

Bio og affald

Journalnummer

33030-0017

Deltagere

Danmarks Tekniske Universitet (DTU) (Main Responsible)

Partner og Økonomi

Partner	Tilskud	Eget bidrag
No entries available.

Kontakt

Kontakperson

Angelidaki, Irini

Adresse

Miljø og Ressourcer. DTU
Bygningstorvet Byg. 113
DK-2800 Lyngby, Denmark
www.er.dtu.dk
Angelidaki, Irini , 45251429, ria@er.dtu.dk
Øvr. Partnere: BWSC