Slik kan kloakken bli en stadig mer verdifull ressurs

En ny doktorgradsavhandling fra NMBU ser på hvordan dette kan gjøres mer effektivt enn i dag. Oda Kjørlaug Svennevik har forsket på løsninger for å gjøre det enklere og billigere å håndtere slamrester i renseanlegg for avløp og kloakk.

«Å kunne forutsi hvor mye vann som kan fjernes fra en biomasse er veldig viktig for planlegging og budsjettering av fremtidens vannrenseanlegg. I tillegg kan kvaliteten på løst og fast fraksjon avgjøre teknologiske løsninger og videre bruksområde for produktene», sier Kjørlaug Svennevik.

Biogass og gjødsel

Renseanlegg som håndterer kloakk produserer to produkter; renset vann og slam. Deponering av ubehandlet slam og annet organisk avfall er ikke ønskelig dersom råmaterialet er av en kvalitet som kan brukes til å produsere fornybar energi.

Derfor har teknologier som anaerob utråtning, det vil si mikrobiell nedbrytning uten tilgang på luft, blitt brukt i stedet. Slik kan vi produsere fornybar energi i form av biogass fra det organiske materialet.

Det faste materialet som er igjen etter nedbrytningen kalles råtnerest. Dette restmaterialet er stabilisert og blir så redusert i volum gjennom en avvanningsprosess. På denne måten blir slam, som i utgangspunktet blir ansett som avfall, omformet til et mer attraktivt produkt for annen bruk. Dette kan for eksempel være gjødsel i landbruket.

Teknologier som termisk hydrolyseprosess (THP, også kalt dampeksplosjon) har blitt utviklet for å øke produksjonen av biogass og forbedre avvanningen. Påvirkningen av THP på biogassproduksjonen har blitt studert av mange forskere, men effekten av THP på avvanningsprosessen er mindre dokumentert.

Viktig å fjerne mest mulig vann

Før restene transporteres vekk fra renseanlegget, blir mest mulig av vannet i råtnerestene fjernet i avvanningsprosessen. Volumet av det faste materialet som skal transporteres er direkte relatert til kostnadene forbundet med dette. Jo mer slam, jo dyrere er det å frakte det vekk fra renseanlegget.

Antall lastebiler som forurenser og kjører igjennom nærmiljøet til anleggene vil også kunne bli redusert med en forbedret avvanningsprosess.    

Mengden av vann som kan fjernes fra råtneresten har stor betydning for økonomien til anleggene. Å kunne forutsi hvor mye vann som kan fjernes er derfor viktig når nye anlegg skal bygges eller ny teknologi installeres på eksisterende anlegg.

Påvirkning av både THP og type organisk materiale i utråtningsprosessen er viktige faktorer som kan avgjøre hvor effektiv avvanningen er.  

Om avhandlingen

I sin doktoravhandling «Avvanning av utråtnet biomasse» har Oda Kjørlaug Svennevik ønsket å bedre forståelsen av mekanismene bak denne prosessen. Hun har sett på hvorfor råtnerester avvanner ulikt, hvordan dette kan måles og effekten av THP enten før eller etter anaerob utråtning. I tillegg ble kvaliteten av løst fraksjon i råtnerest og avvannet fast fraksjon studert. Et bredt spekter av råtnerester fra 35 kommersielle full-skala anlegg ble samlet inn i løpet av prosjektet for å studere forskjeller mellom ulike anlegg.

Avhandlingen er basert på fem forskningsartikler. Oppsummert har studien kommet frem til en parameter som kan beskrive vannbindingsevnen til ulike råtnerester og modeller for å predikere tørrstoff av avvannet kake. Innvirkningen av substratblandingen og termisk hydrolyse på selve separasjonen i avvanning og løst fraksjon har blitt studert. I tillegg har en løsning for å eliminere vekst av E. coli i steril råtnerest blitt verifisert, hvor innblanding av kompost resulterte i motstandsdyktighet mot rekontaminering av råtnerest.

Bio4Fuels

Forskning på produksjon av biogass er en viktig aktivitet i Bio4Fuels. Doktorgraden til Kjørlaug Svennevik har utfylt denne forskningen på en god måte og viser viktigheten av at biogassproduksjon ses i sammenheng med behandlingen av råtneresten.