Setting up a monitoring program for co-digesters

Abstract

The aim of this bachelor’s thesis was to set up a monitoring tool for farm-scale co-digesters. After setting up the monitoring table it was tested with plausible data given by the employer of the thesis.

The assignment for the thesis was given by Jos Theunissen and Xantho Klijnsma from Hogeschool Van Hall Larenstein, The Netherlands. The thesis is part of Sustainable Energy Monitoring (SIA/RAAK SEM) project.

In anaerobic co-digestion manure and co-substrates are inserted into airless container. In absence of oxygen bacteria will produce biogas. Anaerobic co-digestion serves two aims: produces energy in the form of biogas and enables processing of manure and co-substrates which can be for example biowaste. The process closes the nutrient circle with the utilization of more hygienic digestate.

Monitoring table includes general data, technical aspects, calculation model and comparison between farms. The monitoring table allows the internal and external analysis of farms. Technical aspects show the parameters that should be measured from the digesters in order to monitor the process and to utilize the monitoring tool.

The data was given for two farms with different kinds of processes. By utilizing the monitoring table comparable values were calculated and by using them general performance overview was created. With that overview internal and external analysis were made and it revealed problems in the other farm.

The created monitoring table gives a solid foundation for further development. At this moment the program is a basic tool and even now it can be used to make an overall image of a co-digestion process. It also functions as a collector of general formulas that can be used for the calculations.

Tutkimuksen tavoitteena oli tehdä monitorointityöväline sekamädättämöille. Työ rajattiin koskemaan tilakohtaisia mädättämöitä. Monitorointiohjelman toimivuutta testattiin opinnäytetyön toimeksiantajan antamilla uskottavilla fiktiivisillä tiedoilla.

Opinnäytetyön aihe saatiin Alankomaista Van Hall Larensteinin korkeakoulusta. Yhteistyöhenkilöinä toimivat Jos Theunissen ja Xantho Klijnsma. Opinnäytetyö on osa Kestävän energian monitorointi (SIA/RAAK SEM) projektia.

Mädätys tarkoittaa hapettomissa olosuhteissa tapahtuvaa prosessia, jossa lanta ja muut raaka-aineet muuttuvat bakteeritoiminnan avustuksella biokaasuksi ja mädätysjäännökseksi. Prosessi mahdollistaa tilakohtaisen energiatuotannon ja auttaa muodostamaan suljettuja ravinnesyklejä hygieenisen ja hajuttomamman mädätysjäännöksen avulla.

Monitorointiohjelma on jaoteltu seuraavasti: yleiset tiedot, tekniset näkökohdat, laskentamalli ja tilojen välinen vertailu. Monitorointityövälineen avulla voidaan tehdä sisäinen ja ulkoinen analyysi. Teknisissä näkökohdissa määritellään parametreja, joita valvomalla saadaan yleiskuva laitoksen toiminnasta.

Tietoja saatiin kahdesta tilasta, joilla on erilaiset mädätysprosessit. Syöttämällä tiedot luotuun ohjelmaan saatiin vertailukelpoisia arvoja ja niiden avulla tehtiin analyysit. Saadusta yleiskuvasta oli havaittavissa ongelmia toisella tilalla.

Monitorointityöväline toimii tällä hetkellä perusvälineenä ja luo toimivan pohjan jatkokehitykselle. Työvälineeseen on koottu peruslaskentamalleja ja hyödyllisiä parametreja.