Anaerobic Digestion using Mini Reactors. Validation and optimization of analytical instruments for anaerobic bioprocesses
Typ
Examensarbete på kandidatnivå
Program
Publicerad
2020
Författare
Larsson, Yrsa
Modellbyggare
Tidskriftstitel
ISSN
Volymtitel
Utgivare
Sammanfattning
I vattenreningsverk används anaerob nedbrytning för biologisk stabilisering av slamvattnet. I den anaeroba nedbrytningen skapas metan och koldioxid med andra ord biogas. Biogasen tas tillvara och kan användas som grön energikälla, men produktionen är inte alltid pålitlig i vilka mängder biogas som produceras. För att optimera och utveckla biogasproduktionen används småskaliga biogasreaktorer i laboratoriemiljöer. Fram tills idag så är det främst semikontinuerliga reaktorer som kommer till användning som behöver manuell matning och dataavläsning varje dag. VIVAB i Varberg har investerat i automatiska reaktorer som ska förenkla laborativa undersökningar med mindre spill, automatisk avläsning och ta bort det vardagliga manuella momentet. Målet med arbetet under den här rapporten, har varit att möjliggöra en ersättning av de semikontinuerliga reaktorerna med de optimerade automatiska reaktorerna. Vid uppstart av de automatiska reaktorerna uppkom flera problem, som upptäcktes via höga värden på de organiska fettsyrorna och låg biogasproduktion. Optimering av reaktorutformningen skedde genom följande korrigeringar. Identifiering och eliminering av gasläckor, utbyte av delar av utrustningen och utformning av ett rör som möjliggör utflöde från reaktorn. Reaktorerna var sammankopplade med en PLC controller som via en skärm tillät enkla förändringar av reaktorerna vad gäller matning, temperatur, mixning och kalibrering av gasmätare och flödespump. Resultat från reaktorerna sparades i realtid i PLC controller som registrerade mätdata från reaktorerna varje gång gasmätaren läste av gasproduktion. Gasmätaren uppvisade i några fall fel resultat då gasmätningsutrustningen fastnat och inte läste av biogasproduktionen. För att undvika utelämning av resultat sammankopplades ytterligare en gasmätare, μ-Flow som kunde påvisa uteblivna data och bidra till en pålitlig kalibrering av gasmätaren. De automatiska reaktorerna fungerade efter optimeringen mer eller mindre självgående med undantag för matning av slam var 4–5 dag. Detta innebär en stor minskning i arbetsbelastning vid laborationer och analyser vid optimering och utveckling av biogasproduktion som i efterhand kan appliceras på storskalig biogasproduktion.