Rötning

Biogasanläggning i Örebro

Rötningsprocessen kan indelas i tre huvudsteg, där det första steget, hydrolysen, innebär att mikroorganismer med hjälp av enzymer sönderdelar de komplexa föreningarna till enklare föreningar som till exempel socker och aminosyror. I nästa steg sker en jäsning (fermentation) varvid ett antal mellanprodukter, bland annat alkoholer, fettsyror och vätgas bildas. I det sista steget sker själva metanbildningen med hjälp av en unik grupp mikroorganismer som har mycket specifika krav på sin omgivande miljö.

Metanbildarna växer långsamt och dör i kontakt med syre. De behöver också ha tillgång till vissa vitaminer och spårämnen och är känsliga för snabba förändringar som i temperatur, surhetsgrad (pH).

Den energirika delen av biogas utgörs av metan. Beroende på produktionsförutsättningarna består biogas vanligtvis av 45 – 85 procent metan och 15 – 45 procent koldioxid. Dessutom förekommer bland annat svavelväte, ammoniak och kvävgas i små mängder. Biogasen är oftast mättad med vattenånga.

Rötkammare

En biogasprocess kan utformas på olika sätt. Den bildade biogasen samlas upp från toppen av behållaren medan substratet vanligen pumpas in i själva processen. Rötresten tas ut genom pumpning eller via ett bräddavlopp för vidare lagring eller återföring till processen. Vanligast och enklast är att använda en enda rötkammare för hela det mikrobiella förloppet, så kallad enstegsrötning. Då sker alla nedbrytningssteg samtidigt och på samma plats.

En annan variant är att dela upp processen i två steg, så kallad tvåstegsrötning. I den första rötkammaren inriktas processen på hydrolys och fermentation, men en del metan bildas också. Rötresten eller lakvattnet från denna process avskiljs sedan för att matas in i en andra rötkammare som är specialanpassad för metanbildning. Denna kan till exempel vara utformad som ett anaerobt filter, det vill säga en rötkammare med inbyggda bärarmaterial där metanbildarna kan fästa och därmed växa till bättre. Detta resulterar ofta i en snabb och effektiv bildning av biogas med metanhalter på upp till 85 procent.

Inmatning av substrat

Vid kontinuerlig rötning pumpas nytt material fortlöpande in i rötkammaren vilket ger ett jämnt inflöde av substrat över dygnet. Detta är möjligt för vätskeformiga substrat, som till exempel kommunala och industriella avloppsvatten. Slamformiga material, till exempel flytgödsel och slam från reningsverk, kan också matas in mer eller mindre kontinuerligt i processen, så kallad semi-kontinuerlig rötning. Med fasta material såsom växtrester och matavfall är det vanligt att inmatningen av nytt material sker mer sällan och i större portioner.

Genom tillsats av vätska kan fasta material bli pumpbara, vilket möjliggör en mer kontinuerlig inmatning i processen. Beroende på processtyp uppehåller sig organiska materialet i rötkammaren i 15-30 dagar.

Temperatur

Temperaturen är en viktig faktor att ta hänsyn till vid anaerob rötning. De temperaturer som brukar användas i biogasprocesser är cirka 37ºC (mesofil rötning) respektive cirka 55ºC (termofil rötning). Det är vid dessa temperaturer som mikroorganismerna växer som bäst inom det mesofila respektive termofila området. Eftersom biogasprocessen, till skillnad från en luftad kompost, inte värmer upp sig själv måste värme tillföras utifrån. Det är också viktigt att rötkammaren är tillräckligt värmeisolerad. För att hålla en jämn temperatur i processen installeras ofta omrörare inuti rötkammaren. Omrörningen underlättar också kontakten mellan mikroorganismer och substrat samt förhindrar skiktning av materialet.

Torrötning

En rötningsteknik som kan tillämpas på torra material är så kallad torr rötning. Med torra material menas de substrat som har en hög andel torrsubstans (TS), det vill säga över 20 – 25 procent TS, och därmed låg vattenhalt. Rötningen sker här satsvis, det vill säga råmaterialet blir kvar på samma plats under hela förloppet utan att något nytt material tillförs eller tas ut ur processen. De enda rörliga delarna är pumpar för överskottsvatten och varmvatten som installeras utanför behållaren. Metoden är därför driftsäker i jämförelse med konventionell rötning där omblandare vanligtvis behövs inuti rötkammaren. Behovet av tillsatt vätska är dessutom avsevärt mindre än vid våt rötning, vilket leder till att rötresten inte behöver avvattnas. Sveriges största torrötningsanlägging finns i Mörrum och bedrivs av Västblekinge Miljö AB.
Västblekinge Miljö AB

Mer om rötning

Mer fakta om vad som är viktigt att tänka på vid en rötningsprocess finns i bl.a. Substrathandboken (SGC rapport 200). Där beskrivs till exempel vilka mekaniska och mikrobiologiska problem som kan uppstå i en rötkammare.
Ladda ner substrathandboken 

 


Share |