Småskalig biogasanläggning

[Fredrik Liljegren]

Jag läste för länge sedan John Seymores "Självhushållning", där han skriver enkelt om att producera biogas från avlopp och komposterbart avfall.  "Ekologiskt byggande och boende" (tyska Ökotest) skriver att en gasspis kan spara in upp till hälften av energin jämfört med en vanlig spis, och att gaspannor är att föredra framför olja eller ved.  (...för att inte tala om glädjen att laga mat på gasspis med direkt kontroll över temperaturen...)

Jag har börjat kika runt efter småskaliga biogasanläggningar, men i Sverige verkar det väldigt ont om dessa.  I Kina och Indien mm byggs de för hand av de enklaste material, och även om svenska förhållanden kräver att man isolerar anläggningen för att den skall vara i drift vintertid, så förstår jag inte varför en egen biogasanläggning inte skulle vara ett vettigt alternativ för enskilt avlopp?

Är det någon här som har erfarenhet av småskalig biogasframställning?  Jag har sett ett par på alternativ.nu som planerade att bygga, men ingen som har haft det i bruk ett tag....

Vad kostar det att anlägga, i svenska förhållanden och för att få det luktfritt och explosionssäkert?
Krävs det ytterligare hantering för att användas i gasspis?

[Dan-Eric Archer]

Jag tror biogas kan vara ett mycket vettigt alternativ för enskilt avlopp. Några saker att tänka på:

Temperatur. Det finns två olika typer av bakterier kulturer som kan utföra arbetet. En som kallas mesofil och trivs bäst vid 35⁰C och den termofila som trivs bäst vid 50⁰C. Den termofila går snabbare men är lite komplicerad för man måste värma rötkammaren. Båda är väldigt känsliga för temperaturförändringar, +/- 1⁰C är ok. För att hålla temperaturen konstant tror jag att rötaren måste placeras inomhus.

Explosionsrisk. Gasen man får ut är typ 60% metan och 40% CO2. Den är bara explosiv blandad med luft (syre) i vissa koncentrationer. För att vara säker bör man se till att det inte kommer in luft i förvaringstanken. Även viktigt att ha ett vattenlås mellan spis och förvaringstank så att en flamma inte kan ta sig dit.

Storlek. Dimensioneringen av rötkammaren beror på en rad olika faktorer. Mängden material som kommer matas in, ju mer desto större givetvis. Typ av material. Avlopp, där negbrytningsprocessen redan börjat går snabbare än t.ex. gräs med mycket cellulosa i, köksavfall någonstans mittemellan. Temperatur, mesofil process långsammare dvs större kammare. Om man monterar anorning för att röra om i rötaren går processen snabbare. Ju mer materielet finfördelas innan man matar in det desto snabbare går processen. Behöver kolla lite mer på det men för att ta hand om avlopp och köksavfall från en familj på 4 pers skulle jag gissa att storleksordningen 2-5 m³ vore bra.

Typ. Finns en rad olika design alternativ. 'Batch' eller kontinuerlig drift, dvs mata in behållare, producera gas och töm allt på en gång resp. mata in och ut kontinuerligt. Kontinuerlig drivt är definitivt att föredra tycker jag. Kammaren bör då vara avlång så att de olika processerna som sker inte stör varandra. Man kan även ha två kammare, en för den i huvudsak sura första delen av nedbrytningsprocessen en där biogasen produceras. Kan bli snabbare eftersom bakterierna i den andra delen inte trivs så bra i sur miljö.

Hygien. Ska man mata in sitt avlopp i rötaren måste man se till att skadliga bakterier och virus (salmonella t.ex.) inte finns kvar i resterna. Enligt vad jag läst dör de flesta även i den mesofila processen. Måste dock undersökas mer, eventuellt kan man behöva 'pastörisera' rötresten som kommer ut innan man använder det i sitt trädgårdsland.

Material. Plast är överlägset. Korroderar inte, lätt, billigt. Det går att ju tillverka från förnyelsebart organiskt material också, fast det är inte så lönsamt än...


Jag har ingen praktisk erfarenhet själv ännu men har gjort en del research på sista tiden. Jag och ett par vänner har engagerat oss i ett projekt där vi kommer starta en organisation för att tillverka, marknadsföra och utbilda familjer i Kenya om småskalig biogas. Tillverkning tillsammans med ett lokalt plastgjuteri. Vi kommer i sommar/höst göra en hel del tester av olika designer och metoder i närheten. Hör av er om komma förbi för att hjälpa till eller bara kolla. Jag tror att småskalig biogas har en given plats för oss är i Sverige också. Ska försöka ta fram en best-method guide så småningom. Främst för organiskt avfall istället för kompost. Avloppet är nog bäst att sköta i större skala tror jag men för dem med enskilt avlopp är det ju bra.

Lite bra material (googla!):
Small-Scale Biogas by Lake Victori. Karolina Hagegård
Biogas som alternativt bränsle inom transportsektorn. Markus Millinger m. fl.
IWESS, an Integrated Water, Energy and Sanitary Solution. Emil Matrinsson m. fl.
Anaerobic Digestion of Biodegradable Solid Waste in Low- and Middle-Income Countries. Christian Müller

[Fredrik Liljegren]

I Produktion av biogas på gården föreslår de hygienisering i 70 grader en timma för matavfall. Jag antar att man skulle kunna producera en anläggning som använder en del av gasen för uppvärmningen i försteget, och att den värmen sedan återanvänds...

Jag skissar på ett avlopp för Ydala by. Vi kommer ju börja med bara några få hus, och sedan låta byn växa, så jag funderar på att utforma det med kedjekopplade rötkammare - 2 i första bygget, och sedan med möjlghet att lägga till fler när behovet ökar. Då får man ju också efterrötningen hanterad.

Jag antar att avloppet har en hel del mer vatten än vad man vill spara i rötkammaren, och förr eller senare måste ju vattnet ut i andra ändan. Där borde man kunna ha en värmeväxlare innan man låter vattnet gå till infiltration, eller kanske våtmarksanläggning?

Det jag har svårt att uppskatta är var det skulle kosta att bygga och hur mycket gas vi skulle kunna få ut av det. Skulle det löna sig att olda/samla extra biomaterial för rötningen; ska man dimensionera även för att hiva i trädgårdskompost, sågrester mm?

[krister karlsson]

Här i omställningsgänget finns det folk som är proffs på detta med biogas, försök att komma i kontakt med
Ruzena Svedelius hon kan mycket om detta med biogas eller gå in på SLU:s hemsida och sök på biogas...

[Dan-Eric Archer]

Låter som intressanta idéer. Tror inte det gör så mycket att ha ett öveerdimensionerat system, förrutom att det kostar mer pengar. Jag tänkte mest på hygienisering i slutet av processen så att slammet kan användas som gödning på ett säkert sätt, har också tänkt på att delvis använda gasen till detta.

Bifogar en fil med data på hur mycket gas olika saker ger. Allt organiskt material går att röta tror jag. Saker med mycket cellulosa och som inte är finfördelat kan nog dock bli svårsmält för bakterierna.

När planerar ni att börja bygga? Vi kommer göra lite tester i sommar. Vi kanske kan samarbeta på något sätt?

[Fredrik Liljegren]

Vi har väl en önskan om att kunna köpa mark till sensommaren, men det kan vara optimistiskt. Vi får se; flera av de mest intresserade kan inte flytta ännu av olika skäl (studier, ekonomi mm), men det är en del nykomna som kanske är mer redo...

Jag ska räkna lite på vad dina siffror innebär... Målet med en biogasanläggning skulle ju vara att kunna ha gasspis i varje hus utan att behöva köpa in extra gas. Skulle möjligheterna vara större att få ut ännu mer gas skulle det såklart vara intressant för bildrift också, men då gissar jag på att det behövs en större anläggning som matas av mer än rester (matavfall och avlopp).

[Martin Berg]

Jag har tänkt bygga mig en lite pilotanläggning för att röta matavfall.

Jag tror mig ha rätt bra koll på hur den ska se ut och utformas för att fungera nåt så när. Men vad jag inte vet är om jag behöver någon särskild sorts bakteriekultur för att få rötningen att komma igång, eller om det fungerar med att bara använda matavfall ?

Tacksam för svar.

[Ruzena Svedelius]

Hej Fredrik,
Hur mycket material per dag tänker du använda i din biogasanläggning?
Idag har jag skrivit inlägg till Dan-Eric. Begrunda och ställ frågor.
Bästa hälsningar
Ruzena

[Fredrik Liljegren]

Jag hade främst tänkt det för hantering av avlopp och kompost för en by (villaområde) på kanske upp till 50 hus. Jag såg på något ställe att man kan räkna på 0.15kg fekalier per person och dag, samt matavfall 0,4l per person och dag. Förmodligen blir det mer komposterbart material med egen köksträdgård (blast osv), och om gasproduktionen av det blir för liten antar jag att man kan lägga i mycket av trädgårdskomposten efter en vända i kompostkvarn, men där har jag ingen uppfattning om mängd.

Det första skulle i alla fall vara att ta tillvara på avlopp och matavfall. Räknar vi på 4*50 personer så ska anläggningen då kunna hantera grovt räknat med marginal: 4*50*0,6=120l per dag. Det är dock när byn är helt utbyggd, och för att minska investeringskostnaden i början kan den gärna byggas för 10 hus snarare än 50, med möjlighet att bygga ut senare.

Vad jag sett bör genomflödet vara på 25-30 dygn, så rötkammare och efterrötkammare bör vara på 3600l vardera om man skulle bygga ut helt från början. Rötkammare och efterrötkammare är väl ganska identiska? Om man tänker sig att man har två mindre, och sedan när man behöver ta hand om ett högre flöde så lägger man till ännu en kammare i kedjan, och då kanske gör dem på 1 kubikmeter vardera?

Som du märker har jag ingen erfarenhet av detta; jag har bara försökt läsa mig till en del, men jag har inte hittat information om såpass små anläggningar i sverige... Skulle det vara värt investeringen? Det känns i alla fall som bästa sättet att ta tillvara på avfallets värde, att få både biogas och bra gödsel/kompost efter.

En annan sak i sammanhanget är ju frågan om överskottsvattnet. Koppling till avloppet kommer ju garanterat ge ett stort överskott av vatten. För smidigheten av matavfall har jag funderingar på att ha avfallskvarn i diskhon i köket, så slipper man gå och slänga kompostpåsar eller tömma hinkar stup i kvarten.

[Dan-Eric Archer]

3,6m³ känns väldigt litet för 120 pers. Tror att de 0,6 literna per person och dag kanske bör spädas ut med lite vatten också. Är det torr- eller våtrötning ni planerar? Det blir det inte så mycket gas från 0,15l fekalier och 0,4l köksavfall (max 100l per kg våtvikt enligt vad jag kan hitta), ca 50l biogas per dygn och person, det vill säga (24MJ/M³) ca 1,2MJ eller 1/3kWh energi. Tror en gasspisbrännare drar ca 3kW så gasen från en persons avfall driver den isf i drygt 5 min.

Förstår det som att ni kommer odla en del och så. Varför inte köra hela trädgårdskomposten genom biogasanläggningen? Kvävebindande vall kan ju vara bra att odla då och då. Att sedan ta vara på energin i biogasanläggningen och återföra näringen till jorden med rötresterna vore ju perfekt.

Undrar hur effektiva avfalls- och kompostkvarnar är...

[krister karlsson]

Hej i Stockholm så får de husägare som installerar avfallkvarnar i diskbänksavloppet lägre vattenavgift därför att då blir det lättare att röta avloppsslammet, jag kan inte uppge källan om detta jag läste detta i höstas i nån blaska som jag glömt namnet på....

[Fredrik Liljegren]

Hmm, jag inser att jag räknade lite galet, med tanke på att det är torrsubstans, och behöver blandas ut med en hel del av avloppsvattnet...

Jo, att blanda trädgårdskoomposten i biogasanläggningen skulle ju vara bra för att få mer gas; men det blir ett väldigt ojämnt flöde på materialet då, och kräver kanske en större lagring av gas för att det skall fungera året runt. Jag har dock ännu svårare att uppskatta hur mycket trädgårdsavfall det kan tänkas bli; vi kommer förmodligen att ha en hel del fruktträd och mindre köksodlingar med morot, potatis....

[Ruzena Svedelius]

Hej Fredrik,
Kan du tänka dig en mer avancerad anläggning som blir effektivare?

Häromdagen kommenterade jag eldning av slam. Bifogar en kopia av brevet till en som tyckte att det var en bra lösning eftersom slammet skulle torkas först.
---------
Bara att avvattna slam kommer att kosta en del energi (och utrustning som byggs med hjälp av annan energi osv. osv.). Men detta är ett litet problem.

Det stora problemet är att vi har infrastruktur för att bli kvitt organiskt material (urin och avföring) på ett ohållbart sätt. Mängder med vatten (vårt viktigaste livsmedel) används som transportmedel och förorenas i onödan. Växtnäring sällan återgår till odling men orsakar diverse problem (i luften som lustgas, i vattendrag, sjöar och hav övergödning och döda bottnar). Bioenergin som fanns från början i våra exkrementer går förlorad och för det mesta drivs ut med hjälp av fossil energi.

När man driver ut kvävet i reningsverk har jag på ett seminarium på SLU Alnarp hört att det kostar mellan 50 och 300 kr per kilo kväve. Varje person lämnar på toa ca 5 kg kväve per år. Detta kväve - som återgår till luften som N2 (det finns redan 78%) eller som lustgas (N2O som är 300 ggr värre än koldioxid) eller i form av olika illa luktande föreningar – skulle behövas på odlad mark men ersätts med konstgödsel ( framställt av luftens kväve ofta med hjälp av fossil energi!).

Som pensionerad forskare på återvinning av växtnäring och utnyttjande av bioenergi är jag fortfarande aktiv, men bara som volontär. Jag är medlem i olika organisationer som de flesta av dem är engagerade i miljöfrågor. Oftast i samband med seminarier och konferenser företräder jag AS-M / NGO (Aktion Skåne-Miljö).

Markskydd och förbättring av jordbruksmark är de avgörande frågor som många beslutsfattare ignorerar. Kretslopp av växtnäring saknas totalt. Faror med konstgödsel håller man tyst om. Nyligen hittade jag följande information som är viktig för alla som bryr sig om överlevnad av kommande generationer.
-----------------
Topsoil could vanish in 60 years, says study
Fertile soil eroding faster than it can be replaced
http://www.businessgreen.com/business-green/news/2257313/fertile-to...
Tom Young, BusinessGreen, 04 Feb 2010
Fertile soil is being lost faster than it can be replenished making it much harder to grow crops around the world, according to a study by the University of Sydney.
-----------------
Biologisk omvandling av förnybart organiskt material är viktig både för produktion av metan i biogasen och för produktion av biogödsel, som är anpassad till odlad mark och som ska säkra markens bördighet dvs. produktion av ny biomassa!

Förbränning av förnybart organiskt material är en primitiv (även om man bygger dyra, avancerade och energislukande anläggningar) och helt förkastlig metod när man ser det från det levandes synvinkel. Människor sätter eld på något och tror att det försvinner. Vad bildas i stället och vad det kostar i slutändan blundas det för.

Klistrar in några definitioner som förvrängs nu för tiden så att det passar ”business as usual”. Med detta protesterar jag mot de ”fördummande” tendenser som råder och som gynnar fåtal medan de flesta betalar många gånger om och till slut med livet själv. En del av mina förslag kan du se i bifogad fil “Ramiran-020505 fig2-3”: Comparison between Present and Future Waste Management. Det finns länk till hela artikel. (Filen och några till finner du under min inlägg under bioenergi)

Bästa hälsningar
Ruzena