Forskning & utveckling Avloppsvatten från bruken
kan ge mer biogas till fordon Pappers- och massabrukens avlopps vatten lämpar sig ofta väl för biogasproduktion. – Det fi nns en stor potential för mer biogas, säger Madeleine Larsson, som i en doktorsavhandling från Linköpings universitet har undersökt avlopps strömmar från åtta svenska pappers- och massabruk. Utökad biogasproduktion kan ge fl er gastankställen på strategiska platser i landet. Pappers- och massaindustrin genererar stora mängder avloppsvatten rika på organiskt material. Detta kan med fördel rötas till biogas via anaerob (syrefri) vattenrening. Tekniken medför en minskad energiförbrukning och kostnad för brukets vattenrening tack vare minskat behov av luftning och minskad produktion av slam. – Trots de många fördelarna används anaerob behandling bara på två bruk i Sverige i dag, säger Madeleine Larsson, doktor vid Linköpings universitet. Hon menar att en av orsakerna kan vara processproblem som relateras till avloppsvattnens komplexitet samt deras varierande sammansättning och fl öden. – Många bruk har utökat sina produktportföljer med konsekvensen att fl era av dem producerar massa från olika vedråvaror. FörSå fungerar reaktorn Avloppsvatten pumpas nerifrån och upp i en syrefri behållare. En granulbädd med mikroorganismer bryter ner det organiska materialet. På så vis kan vattnet renas och bildad biogas samlas upp. Biogas Utflöde renat vatten 35 °C Separator (skiljer ut gasen från vätska och partiklar) Granulbädd Inflöde avloppsvatten Pump Glaskulor (hjälper till att distribuera vattnet i granulbädden) ändringarna har ökat avloppsvattnens komplexitet och variation än mer, säger Madeleine Larsson. Åtta bruk undersökta I sitt doktorsarbete har hon gjort en övergripande utvärdering av cirka 70 avloppsströmmar från elva olika processer vid åtta svenska pappers- och massabruk. – Hela forskarlaget var engagerat när vi samlade in vatten från bruken och i arbetet med att utvärdera deras metanpotential i laboratoriet, berättar hon. Efter den initiala screeningen gick hon sen vidare med två av de strömmar som bedömdes som mest lämpliga för biogasproduktion. Det var dels ett blekeriavlopp från ett sulfatmassabruk, dels ett kombinerat massaproduktionsoch blekeriavlopp från ett bruk som producerar så kallad kemitermomekanisk massa. I försöken användes en så kallad UASB- reaktor (upfl ow anaerobic sludge blanket). Här pumpas vattnet upp genom en granulbädd, där mikroorganismer bryter ner det organiska materialet. Temperaturen hålls konstant på 35 grader Celsius och den bildade biogasen samlas upp (se grafi k). – Försöken visar att båda strömmarna lämpar sig för biogasproduktion, men rötningsprocessen behöver anpassas till det aktuella materialet, säger Madeleine Larsson. Stor potential Resultaten visar också att avloppsvatten från produktion av lövmassa har en högre biogaspotential än det från barrmassa. Det beror delvis på att barrved har mer lignin i det organiska materialet, vilket gör det svårare att bryta ner. – Avloppsvattnet från barrmassa innehåller dessutom mer svavel per organiskt material, vilket kan ge de svavelreducerande mikroorganismerna en fördel gentemot metanbildarna. Det uppstår en konkurrens om substratet i reak torn, förklarar Madeleine Larsson. Blekningen har också betydelse. Produktion 28 ENERGIGAS NR 1 2016 Madeleine Larsson av blekt massa ökar mängden organiskt material i avloppsvattnet, vilket gör att mer biogas kan produceras jämfört med om oblekt massa produceras. Baserat på biogaspotentialen i ett av de ingående bruken uppskattas den årliga produktionen av biogas till 5–27 gigawattimmar, där den lägsta produktionen motsvarar oblekt granmassa och den högsta blekt björkmassa. Utvärderingen visar att den svenska pappersoch massaindustrin skulle kunna bidra med 700 gigawattimmar biogas per år, vilket är cirka 40 procent av Sveriges totala biogasproduktion (1,8 terawattimmar år 2014). – Detta baseras på de strömmar som vi studerat, men troligtvis är potentialen ännu högre om hela sektorn tas med, säger Madeleine Larsson. Eftersom bruken ofta fi nns i regioner som i dag inte har så mycket biogasproduktion, till exempel utmed Norrlandskusten, innebär denna potential att biogasen skulle kunna få en jämnare spridning i landet. – Det skulle öppna möjligheten för etablerandet av fl er tankställen på strategiska platser, säger Madeleine Larsson.