Improving food waste anaerobic digestion : effects of digestate recirculation, post-treatment and methane-methane serial digestion

Abstract

Anaerobic digestion of food waste generates two valuable products: digestate and biogas. Today, most food waste in Norway is incinerated because it is collected as mixed waste. Hence, a shift from incineration to anaerobic digestion of food waste will produce more value and be a contribution to the emerging circular economy. As more food waste becomes available for anaerobic digestion, optimization of the process to allow higher substrate loading rates to existing biogas plants is needed. In this thesis, several strategies for improved food waste anaerobic digestion was investigated. This included recirculation of digestate, post-treatment with thermal hydrolysis, and methane-methane serial digestion. Moreover, different approaches for organic matter determination was compared, and the relevance of small-scale experiments as a model system for large scale biogas plants was investigated.

Anaerob utråtning av matavfall danner to verdifulle produkter: råtnerest og biogass. I dag forbrennes mesteparten av matavfallet i Norge fordi det samles inn som blandet avfall. Et skifte fra forbrenning til anaerob utråtning av matavfall vil derfor produsere merverdi og bidra til en mer sirkulær økonomi. Når mer matavfall blir tilgjengelig for anaerob utråtning vil optimalisering av prosessen være nødvending slik at eksisterende biogassanlegg kan håndtere en høyere belastning. I denne avhandlingen har flere strategier for forbedring av anaerob utråtning av matavfall blitt undersøkt. Dette inkluderte resirkulering av råtnerest, etter-behandling med termisk hydrolyse, og metan-metan serieutråtning. I tillegg ble nøyaktigheten til forskjellige tilnærminger til bestemmelse av organisk innhold sammenlignet og relevansen av små-skala forsøk som et modellsystem for storskala biogassanlegg undersøkt.