Jesper Olsson försvarar sin doktorsavhandling i energi- och miljöteknik

Disputationer och licentiatseminarier

Datum: 2018-06-18
Tid: 13.00 - 16.00
Plats: MDH, sal Paros, Västerås

Den 18 juni försvarar Jesper Olsson sin doktorsavhandling i energi- och miljöteknik på MDH i Västerås

Titel: Co-digestion of microalgae and sewage sludge – A feasibility study for municipal wastewater treatment plants

Serienummer: 262

Betygskommittén består av docent Åke Nordberg, Sveriges lantbruksuniversitet, Professor Mohammed Taherzadeh, Borås högskola, och docent Jin Mi Triolo, The University of Southern Denmark. Till opponent har docent Raúl Muñoz Torre, University of Valladolid utsetts.

Reserv: Docent Lena Johansson Westerholm, MDH

 

Sammanfattning

De ökade utsläppen av växthusgaser de senaste 100 åren har inneburit en ökning av den globala medeltemperaturen med 0.85 °C mellan 1880 och 2012. En liten del av de ökade växthusgaserna kommer från kommunala reningsverk.

Den vanligaste processen för att rena ett kommunalt spillvatten består av mekanisk, biologisk och kemisk rening. Den biologiska reningen, som i vanligaste fall består av en aktiv slamanläggning, är baserad på tillväxten av bakterier. Bakterierna behöver syre, som tillförs genom luftning, för att reducera vattnets innehåll av organiskt material och näringsämnen. Luftningen konsumerar mycket elektricitet.

Denna doktorsavhandling var del av en större undersökning för användning av en alternativ biologisk rening baserad på symbios mellan mikroalger och bakterier. Denna lösning skulle kunna vara mer energieffektiv eftersom mikroalgerna producerar syre genom fotosyntesen vilket tar bort behovet av luftning. Mikroalgerna kan potentiellt konsumera koldioxid från fossil bränsleförbränning eller direkt fånga in koldioxid från atmosfären och därmed potentiellt minska tillskottet av växthusgas till luften.            

Syftet med denna avhandling var att utforska effekten när mikroalgbaserad biomassa från den biologiska reningen samrötas med slam för att producera förnybar biogas. Resultaten från de experimentella studierna användes sedan för att utvärdera effekter på systemnivå när mikroalger implementeras på ett kommunalt reningsverk.

Resultaten av experimenten visade att biogasproduktionen vara något lägre då mikroalger tillsattes till slammet. Dessutom vara minskningen av organiskt material lägre vid samrötningen av slam och mikroalger jämfört med enbart rötning av slam.

Restprodukten som bildades då materialet med mikroalger rötades hade högre tungmetallhalter än restprodukten efter rötning av enbart slammet. Troligtvis beroende på upptag av tungmetaller från avgaser från värmeverk som användes som CO2 – källa. Detta kan ge en negativ effekt på potentialen att utnyttja materialet som gödningsmedel, på grund av de strikta gränsvärdena för rötrest från myndigheterna.

Systemstudien visade att när en hypotetisk biologisk rening baserad på mikroalger ersatte en konventionell biologisk rening ökade mängden biomassa påtagligt på grund av den ökade produktionen från de autotrofa mikroalgerna. Detta ökade produktionen av biogas med 66-210%  och ökade återvinningen av kväve jämfört med en konventionell reningsprocess.   

Denna avhandling demonstrerar att mikroalger kan vara ett realistiskt alternativt substrat för den anaeroba rötningen på ett kommunalt reningsverk. Dock med ett några nackdelar som måste beaktas vid valet av tekniken i kommunala reningsverk.