Gjødsel kvalitet av biorest etter anaerob behandling av svartvann, mat- og hageavfall (i en ANTEC-biogassreaktor)

Abstract

I SiEUGreen - prosjektet skal det utvikles smarte løsninger for urbant landbruk. Best mulig ressurs- og energiutnyttelse i denne sammenheng innebærer at det må utvikles praktiske og innovative løsninger for håndtering av avløpsvann og avfall. Det skal bygges et leilighetskompleks i Fredrikstad med separat avløpssystem, grønne tak, muligheter for dyrking av spiselig vekster i nærområdet og i klimaregulerte drivhus. Toalettavfall (svartvann) og kvernet organisk husholdningsavfall skal samles via et vakuumsystem og ledes til en biogassreaktor. Disse avfallsressursene blir omdannet til fast og flytende gjødsel, kompost og energi. Rester fra drivhus og hageklipp kan også tenkes brukt. For å sørge for en stabil og høy biogassproduksjon er det viktig å se på mengden og sammensetningen av substrat, prosessbetingelser som temperatur og PH, reaktortype og mulige inhiberende stoffer. Til svartvann vil det vanligvis bli valgt en såkalt oppstrømsreaktor der mikrofloraen er pakket i granuler. Denne ble vurdert mindre egnet til innblanding av matavfall og andre tilleggs substrater. Det ble derfor valgt å undersøke ANTEC-biogassreaktoren. Dette er en «plug flow»-reaktor med en biofilm som gjør det mulig med kort hydraulisk oppholdstid og god utnyttelse av metanpotensialet. Svartvann er for tynt til at plug low prinsippet kan tilfredsstilles og reaktoren vil i så fall ligne mer på en vanlig totalomrørt reaktor. Et mål med denne oppgaven var derfor å se om tilsetting av matavfall kunne tilfredsstille kravene til «plug flow» prinsippet.

The SiEUGreen project plans to develop smart solutions for urban agriculture. The best possible resource and energy utilisation in this context involves the development of practical and innovative solutions for sewage water and waste management. The project includes the construction of an apartment complex in Fredrikstad with a separate drainage system, green roofs, opportunities for growing edible crops in the surrounding area and in climate-controlled greenhouses. The toilet waste (black water) and ground organic household waste produced by these buildings should be collected via a vacuum system and sent to a biogas reactor. These resources, along with discarded matter from greenhouses and garden clippings, can be converted into solid and liquid fertilizers, compost and energy. To ensure a stable high biogas production, it is important to consider the amount and composition of the substrate, the process conditions including temperature and pH, the reactor type and the possible inhibitory substances. For black water, an upstream reactor is usually selected when the microflora is packed in granules. However, this is considered less suitable when food waste and other additional substrates are incorporated. Therefore, the current paper investigates the ANTEC biogas reactor, a ‘plug flow’ reactor with a biofilm that makes it possible with a short hydraulic residence time and a proper utilisation of the methane potential. Black water is too thin for the plug low principle to be satisfied, making the reactor resemble an ordinary fully stirred reactor. One of the objectives of the current thesis is therefore to determine whether the addition of food waste can satisfy the requirements for the ‘plug flow’ principle.