liu.seSearch for publications in DiVA
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Anaerobic digestion of pre-treated biological sludge from pulp and paper industry using heat, alkali and electroporation
Linköping University, The Tema Institute, Department of Water and Environmental Studies.
2010 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The biological sludge formed in the pulp and paper wastewater treatment constitutes a costlyproblem to dispose off due to poor dewaterability. It is often incinerated or used as soilconditioner improvement. By using anaerobic digestion of the biological sludge, thedewaterability can be increased. Thanks to the formation of biogas, the sludge volume isdecreased and energy can be recovered as methane. By pre-treating the sludge, the biogasproduction can be increased, making the anaerobic digestion more economically feasible.

Eleven samples of biological sludges from six Swedish pulp and paper mills, chosen torepresent different types and sizes of mills available in Sweden, were pre-treated with alkali(NaOH, pH12), heat (80˚C, 1 hr) and electroporation (2000 pulses, 10 kV/cm). Initialmethane production rate and methane potential of all sludges and pre-treatments weredetermined using batch experiment. A combination of two sludges (from the same mill) pretreatedwith alkali and heat was further investigated in a semi-continuous digester experiment.

The batch experiments showed that alkali pre-treatment had the greatest positive effect onmethane production. Heat treatment performed second best, whereas electroporation had no orlittle effect. Overall, pre-treatments increased the initial methane production rate, but withinsignificant effects on the methane potential. Heat pre-treatment showed no difference inbiogas production compared to the control in the semi-continuous digester experiment. Alkalitreatment was shown to inhibit biogas production and cause high accumulation of acetate. Itcould not be concluded whether it was an effect from hydroxide or sodium ion addition.Further analysis of the NaOH impact on floc structure, toxicity and bioavailability issuggested to determine the suitability of alkali-treated sludge for anaerobic digestion.

Abstract [sv]

Bioslam, som bildas vid vattenreningen på pappers- och massabruk, utgör en kostnad attomhänderta på grund av avvattningssvårigheter. Kvittblivning sker oftast genom förbränningeller användning som jordförbättringsmedel. Genom rötning kan slammet bli merlättavvattnat och tack vare att det bildas biogas minskar slamvolymen samtidigt som energikan utvinnas från metanet. Produktionen av biogas kan ökas genom att förbehandla slammetinnan rötning, vilket skulle innebära ekonomiska fördelar.

Denna studie har undersökt effekten av förbehandling för elva bioslam från sex svenskapappers- och massabruk, valda att representera olika typer och storlekar på svenska bruk.Behandlingen gjordes med alkali (NaOH, pH12), värme (80˚C, 1 h) och elektroporering(2000 pulser, 10 kV/cm). Effekten av förbehandling på initial metanproduktionshastighet ochmetanpotential undersöktes med hjälp av satsvis utrötning (batch) av alla slam. Enkombination av två slam från samma burk utvärderades i ett semi-kontinuerligt rötningsförsökefter förbehandling med värme och alkali.

Resultatet från utrötningsförsöket visade att den alkaliska förbehandlingen hade störst positivinverkan på metanproduktionen. Värmebehandlingen presterade näst bäst, medanelektroporeringen visade sig ha liten eller ingen effekt. Generellt sett ökade den initialametanproduktionshastigheten till följd av förbehandling, medan metanpotentialen förblevoförändrad. Värmebehandling gav ingen effekt på biogasproduktionen i det semikontinuerligarötningsförsöket jämfört med kontroll, medan alkalisk förbehandling inhiberadebiogasproduktionen och orsakade höga koncentrationer av ackumulerat acetat. Det kunde inteavgöras huruvida det var natrium- eller hydroxidjoner, som orsakade inhiberingen. För attkunna utvärdera möjligheten att röta slam, som förbehandlats med NaOH, rekommenderasvidare analys av dess påverkan på flockstruktur, toxicitet och biotillgänglighet.

Place, publisher, year, edition, pages
2010. , 44 p.
Keyword [en]
Alkali, heat, electroporation, anaerobic digestion, biological sludge, pre-treatment, pulp and paper industry
Keyword [sv]
Alkali, elektroporering, anaerobisk rötning, bioslam, förbehandling, pappers- och massaindustri
National Category
Industrial Biotechnology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:liu:diva-57496ISRN: Tema/TBM-EX--10/025--SEOAI: oai:DiVA.org:liu-57496DiVA: diva2:393340
Presentation
2010-06-09, TEMCAS, Linköpings Universitet, Linköping, 13:15 (English)
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2011-01-31 Created: 2010-06-21 Last updated: 2011-01-31Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2246 kB)1053 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2246 kBChecksum SHA-512
454f7964665a3219c40cb2ceca0a51604e3d6cb51f726a21289108516827fddf1459294bcab3af3e140f4c66ef4338693795e6410e9e922e2ce173125eb7e2b0
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Cardell, Lina
By organisation
Department of Water and Environmental Studies
Industrial Biotechnology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1053 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 362 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf