liu.seSök publikationer i DiVA
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Improving methane production using hydrodynamic cavitation as pre-treatment
Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring.
2016 (Engelska)Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)Alternativ titel
Förbättrad methanproduktion med hydrodynamisk kavitation som förbehandling (Svenska)
Abstract [en]

To develop anaerobic digestion (AD), innovative solutions to increase methane yields in existing AD processes are needed. In particular, the adoption of low energy pre-treatments to enhance biomass biodegradability is needed to provide efficient digestion processes increasing profitability. To obtain these features, hydrodynamic cavitation has been evaluated as an innovative solutions for AD of waste activated sludge (WAS), food waste (FW), macro algae and grass, in comparison with steam explosion (high energy pre-treatment). The effect of these two pre-treatments on the substrates, e.g. particle size distribution, soluble chemical oxygen demand (sCOD), biochemical methane potential (BMP) and biodegradability rate, have been evaluated. After two minutes of hydrodynamic cavitation (8 bar), the mean fine particle size decreased from 489- 1344 nm to 277- 381 nm (≤77% reduction) depending of the biomasses. Similar impacts were observed after ten minutes of steam explosion (210 °C, 30 bar) with a reduction in particle size between 40% and 70% for all the substrates treated.  In terms of BMP value, hydrodynamic cavitation caused significant increment only within the A. nodosum showing a post treatment increment of 44% compared to the untreated value, while similar values were obtained before and after treatment within the other tested substrates. In contrast, steam explosion allowed an increment for all treated samples, A. nodosum (+86%), grass (14%) and S. latissima (4%). However, greater impacts where observed with hydrodynamic cavitation than steam explosion when comparing the kinetic constant K. Overall, hydrodynamic cavitation appeared an efficient pre-treatment for AD capable to compete with the traditional steam explosion in terms om kinetics and providing a more efficient energy balance (+14%) as well as methane yield for A. nodosum.

Abstract [sv]

Det behövs innovativa lösningar för att utveckla anaerob rötning i syfte att öka metangasutbytet från biogassubstrat. Beroende på substratets egenskaper, kan förbehandling möjliggöra sönderdelning av bakterieflockar, uppbrytning av cellväggar, elimination av inhiberande ämnen och frigörelse av intracellulära organiska ämnen, som alla kan leda till en förbättring av den biologiska nedbrytningen i rötningen. För att uppnå detta har den lågenergikrävande förebehandlingsmetoden hydrodynamisk kavitation prövats på biologiskt slam, matavfall, makroalger respektive gräs, i jämförelse med ångexplosion. Effekten på substraten av dessa två förbehandlingar har uppmäts genom att undersöka distribution av partikelstorlek, löst organiskt kol (sCOD), biometan potential (BMP) och nedbrytningshastigheten. Efter 2 minuters hydrodynamisk kavitation (8 bar) minskade partikelstorleken från 489- 1344 nm till 277- 281 nm (≤77 % reduktion) för de olika biomassorna. Liknande påverkan observerades efter tio minuters ångexplosion (210 °C, 30 bar) med en partikelstorlekreducering mellan 40 och 70 % för alla behandlade substrat. Efter behandling med hydrodynamisk kavitation, i jämförelse med obehandlad biomassa, ökade metanproduktionens hastighetskonstant (K) för matavfall (+65%), makroalgen S. latissima (+3%), gräs (+16 %) samtidigt som den minskade för A. nodosum (-17 %). Förbehandlingen med ångexplosion ökade hastighetskonstanten för S. latissima (+50 %) och A. nodosum (+65 %) medan den minskade för gräs (-37 %), i jämförelse med obehandlad biomassa. Vad gäller BMP värden, orsakade hydrodynamisk kavitation små variationer där endast A. nodosum visade en ökning efter behandling (+44 %) i jämförelse med obehandlad biomassa. Biomassa förbehandlade med ångexplosion visade en ökning för A .nodosum (+86 %), gräs (14 %) och S. latissima (4 %). Sammantaget visar hydrodynamisk kavitation potential som en effektiv behandling före rötning och kapabel att konkurrera med den traditionella ångexplosionen gällande kinetik och energibalans (+14%) samt metanutbytet för A. nodosum.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
2016. , s. 51
Nyckelord [en]
Hydrodynamic cavitation, steam explosion, anaerobic digestion, hydrolysis, bmp, particle size distribution, methane, particle size reduction, food waste, sludge, grass, biogas, energy, renewable energy, Scandinavian biogas fuels AB, Scandinavian biogas, cavitation, biogas production, biomethane potential, Linköping university
Nyckelord [sv]
Hydrodynamisk kavitation, kavitation, ångexplosion, rötning, anaerob rötning, hydrolys, BMP, partikelstorlekreducering, biometanpotential, biogas, metan, metangas, alger, saccharina latissima, ascophyllum nodosum, gräs, matavfall, avloppsslam, förnybar energi, Linköpings universitet, examensarbete biogas, examensarbete kavitation
Nationell ämneskategori
Bioprocessteknik Bioenergi Annan miljöbioteknik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:liu:diva-128783OAI: oai:DiVA.org:liu-128783DiVA, id: diva2:931858
Externt samarbete
Scandinavian Biogas Fuels AB
Ämne / kurs
Teknisk biologi
Presentation
2015-11-27, D31, D-huset, Linköping, 15:00 (Engelska)
Handledare
Examinatorer
Tillgänglig från: 2016-05-31 Skapad: 2016-05-30 Senast uppdaterad: 2016-05-31Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(5591 kB)748 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 5591 kBChecksumma SHA-512
2dc0230af3494118baa09288b23922110cd806498238d0d9c1f54457836464e7774b51aa86a98aee551f27035fd14ec18fa9c3c93c44c14366156611f7a038a9
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Abrahamsson, Louise
Av organisationen
Tema Miljöförändring
BioprocessteknikBioenergiAnnan miljöbioteknik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 748 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

urn-nbn

Altmetricpoäng

urn-nbn
Totalt: 2877 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf