Jäteveden biokaasutus ja lietteen kaasun tuottavuuden määrittäminen

Abstract

Tämä tutkimus on osana suurempaa esiselvitystä ja opinnäytetyössä keskitytään Lapinlahdella toteutettaviin koeajoihin siirrettävällä biokaasulaitoksella. Syötettävinä jätejakeina käytettiin Lapinlahden, Iisalmen ja Kiuruveden jätevesilietteitä. Koelaitoksen kahteen samansuuruiseen reaktoriin syötettiin samat jätejakeet. Toista reaktoria operoitiin mesofiilisellä (37 °C) ja toista termofiilisellä (55 °C) lämpötila-alueella. Lisäksi samaisista jätejakeista tehtiin vertailuna biokaasupanoskokeet laboratorio-olosuhteissa mesofiilisellä lämpötila-alueella.

Koeajojen tutkimussuunnitelma laadittiin ennalta määritettyjen näytteiden kuiva-aineen ja orgaanisen kuiva-aineen perusteella. Tutkimustuloksia vertailtiin niin reaktoreiden tuottavuuden ja metaanipitoisuuden suhteen kuin biokaasupanoskokeisiin. Lisäksi lämpötilaloggereitten avulla seurattiin kaasun lämpötilaa kaasulinjoissa sekä kaasun koostumusta analysoitiin FTIR-tekniikalla.

Termofiilinen prosessi tuotti kaasua lähes kaksi kertaa enemmän kuin mesofiilinen prosessi. Termofiilisen prosessin tulos oli 83 m3 CH4/tVS, kun se mesofiilisessä prosessissa jäi 46 m3 CH4/tVS. Viipymänä käytettiin 20 vuorokautta ja orgaaniseksi kuormitukseksi oli määritetty 1,8 kgVS/m3d. Vertailuna mesofiilisestä pullopanoskokeista saatiin edellä mainituilla syötteillä metaanin tuottavuudeksi 196 m3 CH4/tVS 20 vuorokauden kokeissa. Koelaitoksella oli enemmän teknisiä ja operointi ongelmia mesofiilisessä reaktorissa. Lisäksi syötettävien jätejakeiden kuiva-aineen pitoisuudet ja orgaanisen aineen osuus vaihteli voimakkaasti koeajojen aikana heijastuen koelaitoksen tuloksiin.

This study is part of a larger preliminary study and the theses focused on the Lapinlahti carried out a test run in a portable biogas plant. An input fraction was used Lapinlahti, Iisalmi and Kiuruvesi sewage sludge. Pilot plant reactors in two equal fractions were fed the same. The second reactor was operated mesophilic (37 ° C) and the other thermophilic (55 °c) temperature range. In addition methane production potentials were made as comparison of same fraction laboratory conditions in mesophilic temperature range.

Series of tests, the research plan was drawn up predetermined samples specified in dry matter and organic dry matter basis. Research results of reactors productivity of biogas and methane content were compared to content of biogas as input tests. The gas temperature in the gas lines was monitored by temperature logger and gas composition was analyzed by FTIR-technique.

Productiveness of thermophilic process was twice as much mesophilic process. Thermophilic process, the result was 83 m3 CH4/tVS, while the mesophilic process was 46 m3 CH4/tVS. Hydraulic retention time was used for 20 days, and the organic loading rate was determined 1,8 kgVS/m3d . Comparison mesophilic bottle of input tests was ahead of these feeds methane productivity 196 m3 CH4/tVS 20-day test. Testing unit was more technical and operating problems mesophilic reactor. Dry matter content and organic matter percentage of the feeding waste ranged a lot. Those affected to the results given by the testing unit.