Svavelväte i biogasprocessen, varför uppstår den och hur kan den

2013-­‐11-­‐20 Svavelväte i biogasprocessen, varför uppstår den och hur kan den påverkas? H2S H2S H2S H2S H2S H2S H2S H2S H2S Anna Schnürer, Biogasprocessen
H2S H2S Sveriges Lantbruks Universitet Upplägg • Varför bildas svavelväte och från vad? • Går det aH påverka bildningen av H2S? • H2S – inte bara eH probem för gaskvalitet Anna Schnürer, Biogasprocessen
Sveriges Lantbruks Universitet 1 2013-­‐11-­‐20 Bildas under nedbrytning av proteinrikt material Gödsel (svin, höns) Slakteriavfall Drank/Drav mm H2S Svavelinnehållande aminosyror: Cystein och me5onin Anna Schnürer, Biogasprocessen
Sveriges Lantbruks Universitet Svavelväte kan också bildas från sulfat H2+CO2 Acetat CH4+CO2 SO42-­‐ H2S Sulfat används av sulfatreducerande bakterier, som konkurrerar med metanbildarna om deras substrat. DeHa minskar metanbildningen och produkRonen av svavelväte. Anna Schnürer, Biogasprocessen
Sveriges Lantbruks Universitet 2 2013-­‐11-­‐20 Olika sulfatnivåer i olika typer av substrat Substrat SulfatkoncentraDon Drank 11000 mg/l Svingödsel 555 mg/L Slakteriavfall 455 mg/L Matavfall 180 mg/L Vall ensilage 100 mg/L Anna Schnürer, Biogasprocessen
Sveriges Lantbruks Universitet SvavelväteprodukDon i respons Dll ökad belastning av sulfaDnnehållande material Svavelreducerande bakterier sulfid sulfat Moestedh et al 2013 Anna Schnürer, Biogasprocessen
Sveriges Lantbruks Universitet 3 2013-­‐11-­‐20 Nivåer av sulfatreducerande bakterier i några olika samrötningsanläggningar Sulfatreducerande bakterier gillar inte höga ammoniakhalter och temperaturer Moestedh et al 2013 Anna Schnürer, Biogasprocessen
Sveriges Lantbruks Universitet H2S påverkar inte bara gaskvaliteten •  verkar direkt hämmade på mikroorganismer (40-­‐500 mg/L) •  reagerar med spårmetaller (Co, Ni, Se etc) så aH dessa blir oRllgängliga för mikroorganismerna försämrad akRvitet < H2S (gas) MeS= metallsulfid S2-­‐ S2-­‐ MeS S2-­‐ HS-­‐ H2S MeS S2-­‐ HS-­‐ HS-­‐ MeS MeS
Swedish University of Agricultural Sciences 4 2013-­‐11-­‐20 Betydelsen av aH hålla svavelvätehalten på låg nivå 6 200 ppm H2S Metanutbyte [L] 5 4 > 5000ppm H2S 3 2 1 0 0 5 10 15 Timmar e`er matning 20 25 Metanbildningsförloppet e`er Rllförsel av proteinrikt substrat-­‐ med och utan Rllförsel av Fe. Det specifika metanutbytet blev 40% högre i reaktorn med Rllsats. Processen hade 25 dagars uppehållsRd. Swedish University of Agricultural Sciences Strategier för aL bli av med svavelväte •  Tillsats av järn – reagerar med S2-­‐ och bildar FeS fällning. FrisäHer spårmetaller •  Biologisk rening -­‐direkt i reaktor eller genom en scrubber Svaveloxiderande bakterier (Thiobacillus) akRveras genom Rllsats av lu`. Dessa om omvandlar då svavelväte Rll svavel eller sulfat. •  AdsorpRon på metaller eller akRvt kol •  Kemisk oxidaRv scrubber. AdsorpRon av svavelväte i baskiska lösningar (högre löslighet än i vaHen) ibland kombinerat med en oxidaRon men väteperoxid eller lu`. Anna Schnürer, Biogasprocessen
Sveriges Lantbruks Universitet 5 2013-­‐11-­‐20 RedukRon av svavelväte med Thiobacillus Thiobacillus – oxiderar sulfid med syre. DeHa leder Rll minskad sulfidhalt i gasen OBS -­‐ Sulfider kan dock forjarande binda in metaller i vätskefasen O2 < H2S (gas) thiobacillus S2-­‐ S2-­‐ MeS S2-­‐ HS-­‐ H2S MeS S2-­‐ -­‐ HS
HS-­‐ MeS MeS Är det verkligen OK aH Rllföra lu` Rll en biogasprocess? Swedish University of Agricultural Sciences 6