Til dokument

Sammendrag

In anaerobic digestion, studies of feeding frequency have produced conflicting results. Hence, the effect of feeding frequency on process variables and microbial community structure was investigated by comparing a laboratory-scale digester fed steam exploded food waste 10 times daily vs. one fed an equivalent amount once daily. The Frequently Fed Digester (FFD) produced on average 20% more methane and had lower effluent concentrations of long-chain fatty acids. Greater daily fluctuations in acetate, pH and biogas production rate could explain the lower specific methane yield and β-oxidation. Feeding frequency also influenced the microbial community whereby Tenericutes (42%) dominated in FFD but Firmicutes (31%) was most abundant in the Daily Fed Digester (DFD). Feeding frequency effects are therefore postulated to occur more often in digesters fed labile feedstocks at high organic loading rates.

Til dokument

Sammendrag

Post-anaerobic digestion (PAD) treatment technologies have been suggested for anaerobic digestion (AD) to improve process efficiency and assure hygenization of organic waste. Because AD reduces the amount of organic waste, PAD can be applied to a much smaller volume of waste compared to pre-digestion treatment, thereby improving efficiency. In this study, dewatered digestate cakes from two different AD plants were thermally hydrolyzed and dewatered, and the liquid fraction was recirculated to a semi-continuous AD reactor. The thermal hydrolysis was more efficient in relation to methane yields and extent of dewaterability for the cake from a plant treating waste activated sludge, than the cake from a plant treating source separated food waste (SSFW). Temperatures above 165 °C yielded the best results. Post-treatment improved volumetric methane yields by 7% and the COD-reduction increased from 68% to 74% in a mesophilic (37 °C) semi-continuous system despite lowering the solid retention time (from 17 to 14 days) compared to a conventional system with pre-treatment of feed substrates at 70 °C. Results from thermogravimetric analysis showed an expected increase in maximum TS content of dewatered digestate cake from 34% up to 46% for the SSFW digestate cake, and from 17% up to 43% in the sludge digestate cake, after the PAD thermal hydrolysis process (PAD-THP). The increased dewatering alone accounts for a reduction in wet mass of cake leaving the plant of 60% in the case of sludge digestate cake. Additionaly, the increased VS-reduction will contribute to further reduce the mass of wet cake.

Til dokument

Sammendrag

Purpose The main purposes of the study were to assess the NPK fertilizer value of biogas digestates in different soils and to evaluate the risk of unwanted nutrient leaching. Methods The fertilizer value of digestates from anaerobic digesters was investigated in a greenhouse pot experiment with wheat in three different soils; silt, loam and sand. The digestates were based on different feedstock and had a low, dry matter content. The fertilizing effect of digestates was compared to mineral fertilizer and manure. To investigate the fate of excess nutrients in soil after the growing season, the pots were leached after harvest. A complementary soil column leaching experiment without plants was carried out in the laboratory. Results The concentration of ammonium in digestates provided a good indicator of the nitrogen fertilizer value of the digestates. In the silt and loam, the ammonium N fraction in digestates had a fertilizer replacement value equal to that of mineral fertilizer N, whereas the replacement value was higher in the nutrient poor sandy soil. Digestates often have a ratio between nitrogen, phosphorus and potassium which is not favourable for plant growth. However, the suboptimal balance did not result in reduced plant growth or unwanted leaching from soil. Conclusions The results show that digestates from biogas production based on fundamentally different feedstock are promising as NPK fertilizers. The N fertilization can simply be based on the digestate NH4+ concentration and, at least for wheat production, considerable variation in the concentrations of K and P can be tolerated.

Til dokument

Sammendrag

In this work, performance and microbial structure of a digestion (food waste-only) and a co-digestion process (mixture of cow manure and food waste) were studied at mesophilic (37°C) and thermophilic (55°C) temperatures. The highest methane yield (480mL/g VS) was observed in the mesophilic digester (MDi) fed with food waste alone. The mesophilic co-digestion of food waste and manure (McoDi) yielded 26% more methane than the sum of individual digestions of manure and food waste. The main volatile fatty acid (VFA) in the mesophilic systems was acetate, averaging 93 and 172mg/L for McoDi and MDi, respectively. Acetate (2150mg/L) and propionate (833mg/L) were the main VFAs in the thermophilic digester (TDi), while propionate (163mg/L) was the major VFA in the thermophilic co-digester (TcoDi). The dominant bacteria in MDi was Chlorofexi (54%), while Firmicutes was dominant in McoDi (60%). For the mesophilic reactors, the dominant archaea was Methanosaeta in MDi, while Methanobacterium and Methanosaeta had similar abundance in McoDi. In the thermophilic systems, the dominant bacteria were Thermotogae, Firmicutes and Synergistetes in both digesters, however, the relative abundance of these phyla were diferent. For archaea, the genus Methanothermobacter were entirely dominant in both TDi and TcoDi.

Til dokument

Sammendrag

Soil application of organic residues from anaerobic digestion of municipal food waste and/or sewage sludge may introduce considerable amounts of heavy metals into the environment. In a column leaching experiment, mobility and release of Cu, Ni and Zn were investigated in three contrasting soils (sand, silt, loam) fertilized with biogas digestates of different origin. The effect of commercial digestates, based on food waste and sewage sludge, was compared to that of experimental digestates based on animal manure and whey permeate with or without fish ensilage, as well as untreated manure, mineral fertilizer and an untreated control. Manure and digestates were added to the columns as fresh material at equal amounts of available nitrogen. The experiment simulated high-intensity rainfall over a period of 7 days. In general, soil treated with the commercial digestates with higher original metal content showed less environmental impact in terms of Ni, Cu and Zn leaching than that treated with experimental digestates with lower original metal content and less than when animal manure or mineral fertilizer was applied. Although effects of digestate application on metal mobility in soils were seen in conditions of extreme precipitation, the leached concentrations of metals were below limitations published by the WHO but still significantly higher than that measured for control soils.

Sammendrag

Energigjenvinningsetaten i Oslo kommune (Oslo EGE) har et biomasseprosjekt som har til formål å øke material- og energigjenvinning i Oslo. Ut fra en energibetraktning er det først og fremst papp (dampeksplodert eller oppmalt), ubehandlet bark og slam fra vannrenseanleg (VAR) som virker mest interessant. Varmebehandlet VAR bør undersøkes nærmere. Hvis den virkningen vi observerte skyldes en eller annen form for hydrolyse og repolymerisering, så kan en slik struktur kanskje være interessant i utvikling av torverstatninger. Det bør også undersøkes om bark og flis, både med og uten Cambi THP, kan ha gunstig virkning på biogassprosessen og avvanningsegenskapene til biorest/råtnerest. Det finnes også en god del litteratur som anbefaler pappkartong i blandinger til vermikompostering til produksjon av plantejord.

Sammendrag

Restprodukter fra fiskeoljeindustrien som bleikejord og sape inneholder en lang rekke organiske miljogifter (POP) som brytes langsomt ned i naturen, akkumulerer i marine og terrestriske naringskjeder og er giftige. I denne rapporten gis en sammenstilling av analyser av sape, bleikejord og fiskeolje fra fiskeoljeindustrien. Resultatene brukes til a beregne konsentrasjoner i biorest hvor slike restprodukter brukes. Videre gis en vurdering av miljokonsekvensene ved bruk av denne bioresten pa dyrket jord.

Sammendrag

Restprodukter fra fiskeoljeindustrien som bleikejord og sape inneholder en lang rekke organiske miljogifter (POP) som brytes langsomt ned i naturen, akkumulerer i marine og terrestriske naringskjeder og er giftige. I denne rapporten gis en sammenstilling av analyser av sape, bleikejord og fiskeolje fra fiskeoljeindustrien. Resultatene brukes til a beregne konsentrasjoner i biorest hvor slike restprodukter brukes. Videre gis en vurdering av miljokonsekvensene ved bruk av denne bioresten pa dyrket jord.  

Sammendrag

På bakgrunn av St. meld. nr. 12 "Rent og rikt hav", hvor forurensede sedimenter i kyst og fjordområder fikk stor oppmerksomhet, er det nå planlagt en rekke tiltak langs norskekysten. Enkelte av tiltakene innebærer at sedimentene til en viss grad avskjermes fra sjøvannet ved deponering og tildekking på sjøbunnen, noe som i følge rapporten kan medføre dannelse av fri metan gassfase dypere nede i sedimentene. Prosjektets mål har vært å etablere en oversikt over hva som er undersøkt og publisert om slik metandannelse og mulige konsekvenser av dette. Det konkluderers med at fri gassdannelse er et vanlig fenomen i naturlige sedimenter rike på organisk materiale, spesielt dersom sedimentdybden er stor og temperaturen er høy. Metanbobler kan tenkes å bevege seg oppover i meget løse sedimenter. Metan som gass kan ellers trenge gjennom sprekker i fastere sedimenter. Pockmarks " fordypninger i sjøbunnen " kan enkelte ganger skyldes slik gasstransport opp til overflaten. Dette kan være en transportmekanisme for miljøfarlige stoffer. I tillegg til å referere til erfaringer hentet fra andre steder i verden er det gjort visse mere teoretiske betraktninger om potensialet for slik gassdannelse. Avslutningsvis oppsummeres det en del anbefalinger i tilknytning til denne problemstillingen, og som kan være aktuelle ved gjennomføring av tiltak som innebærer deponering og tildekking av forurensede sjøsedimenter. Det presiseres imidlertid at dette er en innledende studie og og at enkelte punkter bør utdypes og at enkelte konklusjoner og anbefalinger kan måtte revurderes på grunnlag av mere inngående studier som bør utføres. I denne sammenheng pekes det på enkelte områder hvor det er et særskilt behov for økt kunnskap. Prosjektet er et samarbeidsprosjekt mellom Bioforsk og NGI.

Sammendrag

På bakgrunn av St. meld. nr. 12 ”Rent og rikt hav”, hvor forurensede sedimenter i kyst og fjordområder fikk stor oppmerksomhet, er det nå planlagt en rekke tiltak langs norskekysten. Enkelte av tiltakene innebærer at sedimentene til en viss grad avskjermes fra sjøvannet ved deponering og tildekking på sjøbunnen, noe som i følge rapporten kan medføre dannelse av fri metan gassfase dypere nede i sedimentene. Prosjektets mål har vært å etablere en oversikt over hva som er undersøkt og publisert om slik metandannelse og mulige konsekvenser av dette. Det konkluderes med at fri gassdannelse er et vanlig fenomen i naturlige sedimenter rike på organisk materiale, spesielt dersom sedimentdybden er stor og temperaturen er høy. Metanbobler kan tenkes å bevege seg oppover i meget løse sedimenter. Metan som gass kan ellers trenge gjennom sprekker i fastere sedimenter. Pockmarks – fordypninger i sjøbunnen – kan enkelte ganger skyldes slik gasstransport opp til overflaten. Dette kan være en transportmekanisme for miljøfarlige stoffer. I tillegg til å referere til erfaringer hentet fra andre steder i verden er det gjort visse mere teoretiske betraktninger om potensialet for slik gassdannelse. Avslutningsvis oppsummeres det en del anbefalinger i tilknytning til denne problemstillingen, og som kan være aktuelle ved gjennomføring av tiltak som innebærer deponering og tildekking av forurensede sjøsedimenter. Det presiseres imidlertid at dette er en innledende studie og og at enkelte punkter bør utdypes og at enkelte konklusjoner og anbefalinger kan måtte revurderes på grunnlag av mere inngående studier som bør utføres. I denne sammenheng pekes det på enkelte områder hvor det er et særskilt behov for økt kunnskap. Prosjektet er et samarbeidsprosjekt mellom Bioforsk og NGI.

Sammendrag

Målet for prosjektet var å bestemme det metanoksiderende potensialet i toppdekker konstruert av vanlig forekommende avfallsfraksjoner som på en økonomisk gunstig måte kan bidra til å nå målet om redusert utslipp av metan fra avfallsfyllinger. Fem forsøkscontainere ble etablert: deponigass (50 % CH4, 39 % CO2, 2 % O2) ble ført inn i bunnen av container (1,1x1,1x0,8m) i et fordelingslag av pukk. Et 40 cm avfallsfilter ble lagt over pukklaget. Mengde CH4 inn og ut av avfallsfilteret (ren sand, sandfangsmasser, kompost av husholdningsavfall, Ca-felt avløpsslam, Fe-felt avløpsslam) ble målt. Resultatene fra forsøkene viser at avfallsfiltrene har en metanoksidasjonskapasitet på 75-100 % av den metan som slippes inn. Fra litteraturen vet vi at den prosentvise oksidasjonen av metan som dannes i avfallsfyllinger kan være høy (10-100 %). Basert på de målingene som er gjort her, inkludert vurderinger av usikkerheter som ligger bak målingene og forsøksoppsettet, mener vi det er grunn til å anslå metanoksideringen i toppsjikt til 50 % for kompost og avløpsslam. En oksidasjonseffektivitet på 50 % kan også forventes for jord som inneholder noe organisk materiale og næringsstoffer.

Sammendrag

En systematisk utnyttelse av ressursene som finnes i våtorganisk avfall gir betydelige miljøgevinster, og har en rekke andre positive egenskaper som kan bidra til bedre jordkvalitet, miljøvennlig energi, redusert utslipp av drivhusgasser og mindre forbruk av ikke fornybare ressurser.

Sammendrag

Målsetting med prosjektet har vært å 1) klarlegge vegetasjonssoners effekt på tilbakeholdelse av partikkelbundne pesticider ved overflateavrenning fra jordbruksarealer, 2) bestemme potensialet for nedbrytning av partikkelbundne pesticider i jordprøver fra vegetasjonssona og 3) validere modeller som beskriver effekten av vegetasjonssoner på avrenning av pesticider som bindes til partikulært materiale. Ugrasmiddelet glyfosat og soppmidlene fenpropimorf og propikonazol er brukt i prosjektet. Resultatene viser at gjennomsnittlig renseeffekt gjennom en 5 bred vegetasjonssone var høy; 51-62 % for partikler, 39-48 % for glyfosat, 34-71 % for fenpropimorf og 63-85 % for propikonazol. Glyfosat har sterk binding til jord, noe som kan forklare godt samsvar mellom renseeffekt for partikler og glyfosat/AMPA, mens fenpropimorf og propikonazol har moderat binding til jord. Forskjellen i Kd-verdi innenfor et begrenset område er imidlertid stor, og viser at stedsspesifikke data er nødvendig. Over 80 % av total overflateavrening oppsto i løpet av vinterhalvåret, mens vinternedbøren var 28 % av totalnedbøren. Det var ingen signifikant forskjell i renseeffekt (%) for noen av parametrene mellom sommer og vinter, men total renseeffekt (i g) var større om vinteren pga høyere avrenning. Dette er sannsynligvis pga løsrivelse av grovere aggregater om vinteren, som sedimenterer lettere i vegetasjonssona. Løst og lett tilgjengelig glyfosat blir raskt nedbrutt, mens sterkt bundet glyfosat som er lite tilgjengelig, blir sakte nedbrutt. Halveringstiden for alle stoffene er lang og bindingsgraden stor slik at spredningen vil være dominert av partikkelbundet materiale. Vegetasjonssoner kan derfor være en effektiv måte å redusere forurensning av elver og sjøer. Simulering med GLEAMS – modellen overestimerer overflateavrenning av glyfosat og fenpropimorf, mens total avrenning av propikonazol ligger innenfor et akseptabelt nivå. Modellen er svært sensitiv for avrenning i perioder nær frysing og tining, særlig senhøstes. Simuleringene har vist at problemstillingen frysing/tining ikke er tilfredsstillende løst og det er derfor nødvendig å se nærmere på den nye versjonen GLEAMS 3.0.

Sammendrag

Prosjektet har hatt som hovedmål å bygge et toppdekke som ut fra disponible materialer skulle gi et best mulig grunnlag for biologisk oksidasjon av metangassen som produseres i fyllinga. Toppdekket ble sammensatt av morenemasser og kompostert septikslam, med flishogd trevirke som strø. Septikslam og trevirke kan på denne måten utnyttes som råstoff istedet for å deponeres. Det ble målt opptil 7% metan i bunnen av toppdekket, men ubetydelige utslipp fra overflaten. I gunstige perioder kan toppdekket også virke som et sluk for atmosfærisk metan. De målinger og vurderinger som er gjennomført tyder på at metanutslippet bare utgjør en liten brøkdel av metanpotensialet i avfallet. Dagens praksis med daglig overdekking og tung komprimering gir svært tette avfallsmasser, som kombinert med høyt vanninnhold gir minimal luftinntrenging. Dette innebærer at anaerobe forhold kan opprettholdes i praktisk talt hele deponiet, hvilket betyr at temperaturen i deponiet ikke vil avvike vesentlig fra gjennomsnittlig omgivelsestemperatur. Nedbrytningen av avfallet foregår derfor antagelig ved en betydelig lavere temperatur og hastighet enn det som er forutsatt i SFT’s beregningsmodell. Dette gir svært gode muligheter for at mesteparten av all metan som produseres skal kunne oksideres ved hjelp av et biologisk metanoksidasjonssjikt. En kan ikke se bort fra muligheten for at en omlegging av driftspraksis for å optimalisere mhp gassoppsamling og avfakling kan gi høyere metanutslipp. En mulig ulempe ved dagens drift er at sigevannsutslipp av organisk materiale, næringsstoffer og eventuelle miljøgifter kan bli høyere, men dette er ikke nærmere vurdert.