Biologisk behandling Flashcards
Nämn två förutsättningar för att biologisk nedbrytning skall äga rum och motivera varför dessa förutsättningar måste gälla
- Det måste finnas en energivinst för de organismer som utför den
- Vatten måste finnas och vara i flytande tillstånd
- Celltillväxt kräver näringsämnen, framför allt kväve
- Reaktionerna är temperaturberoende
Nämn och beskriv de generella skillnaderna mellan aerob och anaerob nedbrytning
- Aerob: med syre, vid nedbrytning av organiskt material använder sig organismer av molekylärt syre från atmosfären som oxidationsmedel
- Anaerob: utan syre, vid processen är lufttillförsel utesluten och organiska och oorganiska föreningar med högt oxidationstal reduceras
Vad är skillnaden mellan biogas och deponigas?
- Biogas: metan 50-70%, koldioxid 30-50%
- Deponigas: biogas från biologisk nedbrytning, luft, vattenånga, andra gaser eller ångor från avfallet. Kan potentiellt vara brandfarlig och explosiv
Varför komposterar man bioavfall?
- Miljövänligt: främjar hållbar utveckling genom integration av industriella processer och naturliga kretslopp
- Stabilisera organiskt avfall
- Minska mängd och volym
- Undvika smitta, hygienisering och dålig lukt
- Bevara resp. återvinna näringsämnen och humus
- Små frånluftproblem
Varför rötar man bioavfall?
- Utvinning av förnybar energi (biogas, el, bränsle)
- Förbättring av avvattningsegenskaper (slam)
- Stabilisera avfallet
- Återföra näringsämnen
Vilka mikroorganismer deltar i komposteringsprocessen?
- Bakterier: enkla, encelliga organismer. Stor betydelse i början av komposteringsprocessen. Står för ca 80-90% av omsättningen
- Actinomyceter: trådformade svampliknande organismer, kritig karaktär och jordlukt. Utrustade till att omsätta mera komplext avfall, särskilt vid höga temperaturer
- Svampar: ännu mer komplexa än actinomyceterna, attackerar komplexa polymerer. Känsliga ot syrebrist och höga temperaturer >60°C. Ullig karaktär
Varför tillsätter man strukturmaterial till avfall som skall komposteras?
- För luftgenomströmning/syretillgång
- Klippt halm, neddelat trädgårdsavfall, papper, flis, däckklipp, ev. också siktrest från kompostering
- Mängder beror på avfallets fukthalt, egen struktur, reaktor- och stränguppbyggnas, luftnings-/vändningsmetoder, ungefär 10-40% för källsorterat hushållsavfall
- Följer med genom hela komposteringsprocessen och tas bort vid efterbehandlingen
Nämn två faktorer som är viktiga att kontrollera/justera inför och ev. under komposteringsprocessen och motivera varför.
- Vatteninnehåll: en förutsättning för MOs tillväxt är tillgång till vatten, 35-75% (oftast 55%) av avfallets vikt beroende på avfallstyp och fältkapacitet
- Syre/luftning: syrebehov beror på material och processteg, tillsätta mer för att säkerställa aerob nedbrytning
- C/N-kvot: balansering av avfallets C/N-kvot med MOs behov av C och N, om för hög så avtar nedrytningen, om för låg avgår kväve i form av ammoniak
- Partikelstorlek: ju mindre partiklar desto större yta som kan angripas mikrobiellt, om för små så blir det en tät packning istället
- Struktur: för luftgenomströmning/syretillgång
- pH: 6-8 ofta svagt alkaliskt, påverkar vilka MO som är aktiva
- Storlek och utformning av komposten
- Temperatur
Nämn de fyra huvudstegen i den anaeroba nedbrytningsprocessen-
- Hydrolys
- Fermentation, syrabildning
- Ättiksyrabildning
- Metanbildning
Nämn två exempel för hur biogas från avfalls- och slamrötning kan användas.
- För användning i gaspanna, internt värmebehov
- Gas till fjärrvärme
- För produktion av elektricitet –> ger ca 35% el, 50-55% värme och 15% förluster
- Framställning av fordonsbränsle och/eller naturgasersättning
Vad kan det bero på att temperaturen går ner i kompostanläggningen trots att komposten inte är färdig eller att det börjar lukta illa? Hur kan detta åtgärdas?
- För lite syre?
- För vått?
- Det börjar bli en rötningsprocess istället för kompostering?
Beskriv kortfattat två olika driftsätt för en rötningsanläggning.
- Enkel rötkammare eller två i parallell-/seriedrift
- Tvåstegsrötning: beroende på substrat upp till 30% högre gasutbyte
- Rötkammare: följd av efterrötning, hygienisering, beroende på substrat 5-10% högre gasutbyte
- Rötkammare med slamåterföring
Hur kan man bestämma om komposten är färdig (mogen) och har bra kvalitet?
- Två huvudprinciper:
1. Konstatera låg mikrobiell aktivitet som ett tecken på att nedbrytningen har klingat av och komposten är mogen
2. Mäta något som inte finns i komposten förrän materialet är väl nedbrutet och komposten mogen - Temperaturen sjunker till omgivande temperatur
- pH >8
Nämn två faktorer som påverkar hur mycket biogas som man kan utvinna från ett avfall. Beskriv på vilket sätt de påverkar gasmängden.
- Formation av biomassa, typiskt 5-10% av det nedbrutna organiska materialet
- Ändlig uppehållstid, 5-10% lämnar reaktorn med utflödet
- Tillgänglighet av det organiska materialet. Ej/svår tillgänglig om bundet i partiklar
- Svårt eller icke-nedbrytbart organiskt material, t.ex. lignin
- Brist på näringsämnen, sällan för bioavfall
- Hämning eller toxicitet, t.ex. tvättmedel, cyanider, antibiotika
